CN110108647A - 一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统 - Google Patents

一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统 Download PDF

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Abstract

本发明适用于肉类鉴别技术领域，提供了一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统，其中，鉴别方法包括：获取待鉴别肉类样品；利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息；根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种，实现肉类品种的快速鉴别，提高了肉类品种的鉴别效率；并且，受环境因素的影响较小，能够实现肉类品种的准确鉴别。

Description

一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统
技术领域
本发明属于肉类鉴别技术领域，尤其涉及一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统。
背景技术
肉类作为重要营养来源和能量补充物质，在人们生活中扮演着极其重要的角色。随着社会整体生活水平和消费水平的不断提升，人们对肉类的需求量也越来越大。庞大的市场需求，诱使某些不法商人通过肉类掺假和假冒手段以牟取高额利润。例如，利用猪肉假冒牛羊肉，老鼠肉和鸭肉混合冒充羊肉片等，这不仅存在经济、营养价值和食品安全等问题，还严重影响到消费者的身心健康。
肉类品种的鉴别技术，是对掺假肉进行识别与鉴定，打击假冒伪劣肉类的有力手段。然而目前的肉类品种鉴别技术易受环境等因素的影响，普遍存在鉴别效率低和精确度低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统，可以解决肉类品种的鉴别效率低和精确度低的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种肉类品种的鉴别方法，包括：
获取待鉴别肉类样品；
利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息；
根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
可选的，所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息的获取包括：采集不同品种肉类的肉类样本；获取每种肉类的肉类样本的太赫兹光谱信息，得到包含不同品种肉类的太赫兹光谱信息的太赫兹光谱信息数据库；对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
可选的，所述利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，包括：利用包含衰减全反射模块的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信号，并对所述太赫兹光谱信号进行信号处理，得到所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息。
可选的，所述衰减全反射模块包括样品台和衰减全反射晶体；所述样品台设有挤压旋钮；所述太赫兹光谱仪包括：激光光源、分束器、太赫兹辐射天线和太赫兹探测天线。
所述利用包含衰减全反射模块的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信号，包括：通过所述挤压旋钮使放置于所述样品台上的所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体紧密接触；所述激光光源发射的激光经所述分束器分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线上出射太赫兹波；所述太赫兹波射入所述衰减全反射晶体，并在所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体之间的接触面上产生倏逝波；所述倏逝波照射所述待鉴别肉类样品后从所述衰减全反射晶体射出；所述太赫兹探测天线接收所述探测光和从所述衰减全反射模块射出的倏逝波，得到样品太赫兹光谱信号。
可选的，所述获取待鉴别肉类样品，包括：将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理；利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理，得到所述待鉴别肉类样品。
可选的，所述鉴别方法还包括：在所述将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理之前，对所述原始肉类样品进行称重，得到第一重量；在所述利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理之后，对获得的所述待鉴别肉类样品进行称重，得到第二重量；根据所述第一重量和所述第二重量得到所述原始肉类样品的含水量。
本发明实施例第二方面提供了一种肉类品种的鉴别系统，包括：
样品获取装置，用于获取待鉴别肉类样品；
太赫兹光谱仪，用于利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息；
品种鉴别装置，用于根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
可选的，所述样品获取装置，还用于采集不同品种肉类的肉类样本；所述太赫兹光谱仪还用于：获取每种肉类的肉类样本的太赫兹光谱信息，得到包含不同品种肉类的太赫兹光谱信息的太赫兹光谱信息数据库；所述品种鉴别装置，还用于对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
可选的，所述太赫兹光谱仪包括衰减全反射模块。
可选的，所述衰减全反射模块包括样品台和衰减全反射晶体；所述样品台设有挤压旋钮；所述太赫兹光谱仪还包括：激光光源、分束器、太赫兹辐射天线和太赫兹探测天线；所述太赫兹光谱仪还具体用于：
通过所述挤压旋钮使放置于所述样品台上的所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体紧密接触；
所述激光光源发射的激光经所述分束器分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线上出射太赫兹波；所述太赫兹波射入所述衰减全反射晶体，并在所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体之间的接触面上产生倏逝波；所述倏逝波照射所述待鉴别肉类样品后从所述衰减全反射晶体射出；所述太赫兹探测天线接收所述探测光和从所述衰减全反射模块射出的倏逝波，得到样品太赫兹光谱信号。
本发明实施例中，通过利用太赫兹光谱仪获取待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；并根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种，实现肉类品种的快速鉴别，提高了肉类品种的鉴别效率；并且，本发明肉类品种是通过根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息以及预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息和太赫兹光谱信息数据库进行鉴别得到的，受环境因素的影响较小，能够实现肉类品种的准确鉴别。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的肉类品种的鉴别方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的肉类品种的鉴别方法步骤101的具体实现流程示意图；
图3是本发明实施例提供的衰减全反射模块的示意图；
图4是本发明实施例提供的太赫兹光谱仪的第一结构示意图；
图5是本发明实施例提供的肉类品种的鉴别方法步骤103的具体实现流程示意图；
图6是本发明实施例提供的太赫兹光谱仪的第二结构示意图；
图7是本发明实施例提供的光学积分球的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的肉类品种的鉴别系统的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
目前，肉类品种的鉴别方法有：基于肉质形态的感官鉴定方法；基于抗原抗体的酶联免疫吸附(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)方法；基于核酸的聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)方法和基于蛋白质组学的生物质谱方法。
其中，基于肉质形态的感官鉴定方法，主要是依据不同品种肉类在形态、颜色、气味和纹路等方面的区别，利用人体器官或辅助电子仪器如电子鼻进行感官检测。该技术检测速度快，样品前处理过程简单，但检测结果存在较大的主观差异性，且不易进行量化处理；
基于抗原抗体的酶联免疫吸附方法，主要利用抗原和抗体的特异性结合反应与酶的高效催化作用相结合，通过对肉类中种属特异性抗原进行定性与定量分析从而达到肉类品种鉴别检验的目的。该方法具有检测灵敏度高、特异性好、可操作性强、检测通量大等优点，但是，仍存在一些不足之处，如样品前处理流程长，只能检测存在特异性抗体的肉类，并且，具有受环境因素影响大、检测准确率波动大和易产生假阳性的缺点。
基于核酸的聚合酶链式反应方法，利用PCR扩增技术，以待测肉类的母链DNA片段为模块进行DNA扩增复制，以对其DNA进行特异性检测来实现鉴别的目的。该技术发展成熟，具有高效、灵敏、准确等优点，但其检测过程中，样品的前处理复杂，技术要求高且易受污染，不适合进行快速检测，易造成假阳性和假阴性的检测结果。
基于蛋白质组学的生物质谱方法，主要是利用质谱和色谱等分析手段，对待测肉类进行蛋白质的检测与分析。该方法的检测灵敏度高、特异性强、检测速度较快且可避免检测中出现的假阳性和假阴性等问题，但其样品处理繁杂且设备精细、造价昂贵，不利于大面积普及和应用。
基于此，本发明实施例提供了一种肉类品种的鉴别方法和鉴别系统，可以解决肉类品种的鉴别效率低和精确度低的问题。
具体的，本发明实施例中，通过利用太赫兹光谱仪获取待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；并根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种；实现了肉类品种的快速鉴别，提高了肉类品种的鉴别效率；并且，受环境因素的影响较小，能够实现肉类品种的准确鉴别。
如图1示出了本发明实施例提供的一种肉类品种的鉴别方法的实现流程示意图，该方法应用于肉类品种的鉴别系统，适用于需提高肉类品种的鉴别效率和准确度的情形，包括步骤101至步骤103。
步骤101，获取待鉴别肉类样品。
本发明实施例中，在进行肉类品种鉴别时，首先要准备好待鉴别的肉类样品，以便采集所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息。
然而，由于新鲜肉类含水量极高，而太赫兹波对水具有非常强的敏感性，因此，在获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息时，容易受所述待鉴别肉类样品表面和所述待鉴别肉类样品内部的水分分布和含量差异影响。因此，本发明实施例中，获取的待鉴别肉类样品为进行脱水处理后的肉类样品。
可选的，如图2所示，所述获取待鉴别肉类样品可以包括：步骤201至步骤202。
步骤201，将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理。
所述原始肉类样品是指需要进行肉类品种鉴别的新鲜的肉。
步骤202，利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理，得到所述待鉴别肉类样品。
例如，将原始肉类样品清洁干净后切成厚度为d，大小为a乘以a的肉片，接着将其置于预设温度的冰柜中冷冻设定时长，再利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理，彻底去除肉片表面和内部的水分，得到所述待鉴别肉类样品。
本发明实施例中，利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理，不仅可以去除所述肉类样品所含水分，而且不会破坏所述肉类样品中的其他物质，可以有效排除水分对太赫兹光谱信息的采集的干扰，同时使得在进行肉类品种的鉴别时，可以从所述肉类样品自身的蛋白质、核酸等生物大分子的本质区别出发，进行肉类样品的太赫兹光谱信息采集以及肉类品种鉴别。
其中，所述预设温度和所述设定时长可以为根据实践经验得到的温度值和时长。例如，所述预设温度可以为-80℃或其他温度，所述设定时长可以为2小时或其他时长。
步骤102，利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息。
太赫兹波是指频率在0.1～10THz，波长为0.03～3mm的电磁辐射，其波段位于微波与红外之间，是宏观电子学向微观光子学的过渡区域，由于太赫兹波在电磁波谱的特殊位置而使其具有许多独特性质。
例如，太赫兹波段光子的能量约为1～10meV，不会对生物组织产生有害的电离辐射，相较于可见光与红外光谱，其穿透能力更强，且不易受瑞利散射的影响可用于生物医学成像和诊疗研究等；太赫兹辐射具有相干性，能够直接得到所测物质的振幅和相位信息从而计算所测物质的折射率与吸收系数等；许多生物大分子的振动和转动频率在太赫兹频段都有特殊的响应和相互作用，因此利用太赫兹辐射可以对生物分子进行指纹识别，从而检测物质结构的微小差异。
目前，可以利用太赫兹波区分不同的组织器官、开展猪肉组织鉴别、检测鲜肉K值以衡量其新鲜度等肉类本身的识别与检测；除此之外，也可以利用太赫兹波针对肉类中可能存在的异物进行检测。但是，这些都是针对同一生物体本身肉类的研究，而本发明是利用太赫兹波针对不同品种的肉类进行鉴别，从而为肉类品种的鉴别和检验提供高效精准的检测手段。
具体是利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，以便进行肉类品种的鉴别。
所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息。
可选的，所述利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，可以包括：利用包含衰减全反射模块(attenuated total reflection，ATR)的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信号，并对所述太赫兹光谱信号进行信号处理，得到所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息。
在使用传统的太赫兹光谱仪对待测样品进行光谱测试时，对待测样品的平整度和形状要求较高，测试前需对待测样品进行完善的前处理，才能采集到较精确的太赫兹光谱信号。例如，在所述待测样品为固体形态的待测样品时，一般需要对该待测样品进行清洁、研磨成粉末并过筛，得到细微的样品粉末，再将样品粉末与掺杂剂进行混合，调成不同比例的样品待测物；然后，利用压片机将其压制成形状规则、表面平整的薄片，才能进行光谱测试。整个样品前处理过程步骤繁多，耗时长，易引入杂质污染。
而在本发明实施例中，脱水后的肉类组织的表面平整度较差，因此，若使用传统的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，则有可能无法采集到较准确地太赫兹光谱信息。为了解决此问题，本发明在传统的太赫兹光谱仪的基础上增加了衰减全反射模块，以排除待检测肉类样品表面不平整造成的干扰，并且无需对所述待鉴别样品进行繁杂的前处理过程，进一步提高了种肉类品种的鉴别效率。
可选的，如图3所示，所述衰减全反射模块3可以包括样品台31和衰减全反射晶体32；所述样品台31上设有挤压旋钮(图中未示出)。
其中，所述衰减全反射晶体32可以采用高精度的单晶硅材料制备成棱镜状，以最大程度的减少材料对太赫兹波的吸收。所述挤压旋钮可以为螺旋式挤压旋钮。
如图4所示，所述太赫兹光谱仪还可以包括：激光光源41、分束器42、太赫兹辐射天线42和太赫兹探测天线43。
所述利用包含衰减全反射模块3的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信号，可以包括：通过所述挤压旋钮使放置于所述样品台31上的所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体32紧密接触；所述激光光源41发射的激光经所述分束器42分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线44；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线43上出射太赫兹波；所述太赫兹波射入所述衰减全反射晶体32，并在所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体32之间的接触面上产生倏逝波；所述倏逝波照射所述待鉴别肉类样品后从所述衰减全反射晶体射出32；所述太赫兹探测天线44接收所述探测光和从所述衰减全反射模块3射出的倏逝波，得到样品太赫兹光谱信号。
在实际应用中，在将所述待鉴别肉类样品放置于所述样品台之前，可以向所述衰减全反射模块3通入清洁气体(如高纯度氮气或其他气体)，以排除水汽的干扰；并采集未放置所述待鉴别肉类样品时的空载信号作为参考太赫兹光谱信号。
也就是说，所述太赫兹光谱信号包括所述参考太赫兹光谱信号和所述样品太赫兹光谱信号。
可选的，所述对所述太赫兹光谱信号进行信号处理，得到所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息可以包括：对所述述参考太赫兹光谱信号和所述样品太赫兹光谱信号进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹光谱信号的频域信号Eref(ω)和所述样品太赫兹光谱信号的频域信号Esam(ω)；则所述待鉴别肉类样品的光谱响应函数H(ω)可以表示为：
其中：为所述待鉴别肉类样品的复折射率，d为所述待鉴别肉类样品的厚度，c为光速；A(ω)与分别为样品太赫兹光谱信号与参考太赫兹光谱信号的振幅比和相位差。
依据Dorney等人提出的提取材料光学参数的模型，所述待鉴别肉类样品的吸收系数α(ω)、消光系数κ(ω)和复折射率可表达为：
因此，根据上述公式，可以计算出所述待鉴别肉类样品的介电常数ε*(ω)和介质损耗角正切值tanδ为：
可选的，所述激光光源41可以为飞秒激光器，所述激光器的类型不限，只要能够发出光脉冲即可适用于本发明。
可选的，如图4所示，所述分束器42可以包括分束片421，以及反射片422、424、425和光学延迟系统423。
需要说明的是，在本发明实施方式中，所述反射片的数量和位置以及所述分束片和所述光学延迟系统的位置可以根据实际应用场景进行设置，此处仅仅是举例说明，不表示为对本发明保护范围的限制。例如，所述光学延迟系统还可以位于所述分束片421与所述太赫兹探测天线44之间。
其中，所述光学延迟系统423可以是一个通过控制镜片快速移动调节光程差的系统，其目的是为了使所述太赫兹探测天线44同时接收到所述探测光和从所述ART出射的倏逝波，以实现所述探测光和从所述ART出射的倏逝波之间产生相干作用，从而得到所述待鉴别肉类样品的样品太赫兹光谱信号。
可选的，所述太赫兹辐射天线43可以包括生成太赫兹波的辐射天线431，以及用于将所述太赫兹波聚焦到所述ART的抛物面镜432。
可选的，所述太赫兹探测天线44可以包括生成样品太赫兹光谱信号或参考太赫兹光谱信号的探测天线441，以及用于将太赫兹波(从所述ART出射的倏逝波)聚焦到所述探测天线441的抛物面镜442。
需要说明的是，在本发明实施方式中，所述抛物面镜的数量和位置可以根据实际应用场景进行设置，此处仅仅是举例说明，不表示为对本发明保护范围的限制。
可选的，为了尽可能减少待鉴别肉类样品差异带来的测试误差，所述获取待鉴别肉类样品可以包括：获取同一品种肉类的多份待鉴别肉类样品，在利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息时，可以对每份待鉴别肉类样品的正面和反面分别选取多个区域进行重复测试，得到多份样品太赫兹光谱信息，并剔除偏差大于预设阈值的数据后将其进行算术平均，作为所述待鉴别肉类样品的样品太赫兹光谱信息；
例如，每个品种的待鉴别肉类样品共准备3份，每份待鉴别肉类样品正面和反面分别选取3个不同的区域，同一个区域进行3次重复测试，每一面共测试9次，正反两面共测试18次，则每个品种的肉类共获得54份光谱数据，剔除个别偏差过大的数据后将其进行算术平均，作为该肉类样品的样品太赫兹光谱信息。
步骤103，根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
本发明实施例中，在获取了待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息之后，即可利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
可选的，如图5所示，所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息的获取可以包括：步骤501至步骤503。
步骤501，采集不同品种肉类的肉类样本；
步骤502，获取每种肉类的肉类样本的太赫兹光谱信息，得到包含不同品种肉类的太赫兹光谱信息的太赫兹光谱信息数据库；
步骤503，对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
其中，所述肉类样本的太赫兹光谱信息的获取与所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息的获取方式相同，可以参考上述步骤102的相关描述，此处不再赘述。
所述对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理是指对获取到的不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行统计分类，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
例如，牛肉折射率区间为a1～a2，猪肉的折射率区间为d1～d2，鸡肉的折射率区间为c1～c2，则通过肉类的折射率所属的不同区间即可相对地区分出牛肉、猪肉和鸡肉。
本发明可以通过将所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息与所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息相匹配的方式确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种，实现了肉类品种的快速鉴别，提高了肉类品种的鉴别效率；并且，受环境因素的影响较小，能够实现肉类品种的准确鉴别。
可选的，在本发明的一些实施方式中，上述步骤103中，还可以根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息和所述太赫兹光谱信息数据库确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
例如，在确定出所述待鉴别肉类样品的折射率区间位于牛肉和猪肉的折射率区间时，可以将所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息分别与所述太赫兹光谱信息数据库中各种牛肉和各种猪肉的太赫兹光谱信息进行匹配，确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
需要说明的是，在本发明的一些实施方式中，除了根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种之外，还可以包括：利用肉类的含水量进行待鉴别肉类样品肉类品种的辅助鉴别，以进一步提高肉类品种的鉴别准确度和鉴别效率。
例如，在上述步骤201将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理之前，可以对所述原始肉类样品进行称重，得到第一重量g1；接着，在上述步骤202利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理之后，对获得的所述待鉴别肉类样品进行称重，得到第二重量g2；得到所述原始肉类样品的含水量为(g1-g2)/g1。
在进行肉类品种的鉴别时，可以先根据原始肉类样品的含水量进行初步确定原始肉类样品的肉类品种。
还需要说明的是，在本发明实施例中，所述太赫兹光谱仪不仅仅可以为所述包含衰减全反射模块的太赫兹光谱仪，还可以包括包含光学积分球的太赫兹光谱仪。
可选的，在本发明的一些实施方式中，如图6所示，所述太赫兹光谱仪还可以为包括光学积分球61，以及激光光源62、分束器63、太赫兹辐射天线64和太赫兹探测天线65的太赫兹光谱仪。所述激光光源62发射的激光经所述分束器63分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线65；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线64上出射太赫兹波；所述太赫兹波对待鉴别肉类样品进行照射，得到样品光；所述样品光经所述光学积分球本体的入射窗入射至所述光学积分球本体中，并经过所述光学积分球本体的漫反射后从所述光学积分球本体的出射窗射入所述太赫兹探测天线；所述太赫兹探测天线65接收所述探测光和从所述出射窗射出的样品光，生成所述待鉴别肉类样品对应的样品太赫兹光谱信号。
如图7所示，所述光学积分球61可以包括：光学积分球本体7、设于所述光学积分球本体上的入射窗71和出射窗72，以及与所述光学积分球本体配合的可拆卸透射样品放置架73；所述可拆卸透射样品放置架73用于放置待鉴别肉类样品；所述入射窗用于将所述待鉴别肉类样品经太赫兹波照射产生的样品光入射至所述光学积分球本体7中，所述样品光经过所述光学积分球本体漫反射后从所述光学积分球本体的出射窗射出。使得从所述出射窗射出的样品光为经过所述光学积分球本体均匀化后的光信号，可以最大程度的降低待鉴别肉类样品形态、太赫兹波形状以及太赫兹探测天线不同位置的响应度差异对测试结果造成的干扰，并且可以不需要对待鉴别肉类样品进行繁杂的前处理，提高了待鉴别肉类样品太赫兹光谱的采集效率和测试结果的精确度，并进一步提高了肉类品种的鉴别效率和准确度。
可选的，在本发明的一些实施方式中，如图7所示，所述光学积分球本体还可以设置有进气口74和出气口75。
本发明实施例中，在进行待鉴别肉类样品的样品太赫兹光谱信号采集时，可以先将所述可拆卸透射样品放置架73安装在所述积分球本体7上，接着，可以设置好所述积分球本体的预设气压值；再接着，打开所述进气口74通入清洁气体，并开启出气口75，排除所述积分球本体内其他气体的干扰；然后，在所述积分球本体中的气压调节至所述预设气压值时，关闭所述进气口74和所述出气口75，获取此时从所述光学积分球本体的出射窗射出的太赫兹波，并得到相应的太赫兹光谱信号，将其作为参考太赫兹光谱信号，最后，将所述待鉴别肉类样品置于所述可拆卸透射样品放置架73上，并通过入射窗71将所述待鉴别肉类样品经太赫兹波照射产生的样品光入射至所述光学积分球本体7中，以便所述样品光经过所述光学积分球本体漫反射后从所述光学积分球本体7的出射窗72射出，获得所述待鉴别肉类样品的样品太赫兹光谱信号。
可选的，所述进气口74和出气口75还可以分别设置有用于控制气体流通或关闭的电子阀门，以及用于检测气体流量大小的流量传感器。所述光学积分球本体内还设置有用于检测所述光学积分球本体内的气压值的气压传感器，以及与所述气压传感器、所述电子阀门和所述流量传感器连接的气压控制器；所述气压控制器接收所述气压传感器检测到的气压值以及所述流量传感器检测到的气体流量大小，并将所述气压传感器检测到的气压值与预设气压值进行比较，输出电子阀门控制信号，以控制所述电子阀门的气体流量大小，从而使所述积分球本体内的气压值保持在所述预设气压值。
可选的，为了避免外界气体与所述积分球本体内的气体发生自由交换，影响样品太赫兹光谱信号的采集质量，所述进气口可以设置为单向通气的进气口；并且所述出气口也可以设置为单向通气的出气口。
另外，在本发明的一些实施方式中，如图7所示，所述光学积分球还可以包括温度控制器76和/或湿度控制器77，以调节所述光学积分球本体内的温度和/或湿度。
在本发明的一些实施方式中，所述光学积分球本体内还可以设置有遮蔽屏78，以防止样品光未经过所述光学积分球本体的漫反射直接从所述光学积分球本体的出射窗射出，给测试结果带来干扰。
对应于上文实施例的方法，图8示出了本发明实施例提供的肉类品种的鉴别系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图8示例的肉类品种的鉴别系统可以是前述方法实施例提供的肉类品种的鉴别方法的执行主体。参照图8，该肉类品种的鉴别系统可以包括：样品获取装置81、太赫兹光谱仪82和品种鉴别装置83。
所述样品获取装置81，用于获取待鉴别肉类样品。
所述太赫兹光谱仪82，用于利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息。
所述品种鉴别装置83，用于根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
可选的，所述样品获取装置，还用于采集不同品种肉类的肉类样本；所述太赫兹光谱仪还用于：获取每种肉类的肉类样本的太赫兹光谱信息，得到包含不同品种肉类的太赫兹光谱信息的太赫兹光谱信息数据库；所述品种鉴别装置，还用于对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
可选的，所述太赫兹光谱仪包括衰减全反射模块。
可选的，所述衰减全反射模块可以包括样品台和衰减全反射晶体；所述样品台设有挤压旋钮；所述太赫兹光谱仪还可以包括：激光光源、分束器、太赫兹辐射天线和太赫兹探测天线；所述太赫兹光谱仪还具体用于：通过所述挤压旋钮使放置于所述样品台上的所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体紧密接触；所述激光光源发射的激光经所述分束器分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线上出射太赫兹波；所述太赫兹波射入所述衰减全反射晶体，并在所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体之间的接触面上产生倏逝波；所述倏逝波照射所述待鉴别肉类样品后从所述衰减全反射晶体射出；所述太赫兹探测天线接收所述探测光和从所述衰减全反射模块射出的倏逝波，得到样品太赫兹光谱信号。
具体的，所述样品获取装置81可以包括冰柜和冻干机；所述冰柜用于将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理；所述冻干机利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理，得到所述待鉴别肉类样品。
所述样品获取装置81还可以包括称重装置，用于在所述将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理之前，对所述原始肉类样品进行称重，得到第一重量；在所述利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理之后，对获得的所述待鉴别肉类样品进行称重，得到第二重量。
所述品种鉴别装置，还用于根据所述第一重量和所述第二重量得到所述原始肉类样品的含水量。
可选的，所述品种鉴别装置可以包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现：根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
所称处理器可以是中央处理单元CPU，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
所述存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。
本发明实施例中，以太赫兹波为探测工具，利用包含衰减全反射模块的太赫兹光谱仪，从肉类本质出发，对在冻干机作用下彻底脱水的不同品种肉类进行光谱采集，获取不同肉类的时域光谱、频域光谱、吸收系数、折射率、介电常数和介电常数损耗角正切值等多维太赫兹光谱信息，并进行数据统计和分析，从而建立肉类的太赫兹光谱信息数据库。同时，寻找不同品种肉类之间的太赫兹光谱信息的差异信息，从而实现肉类检测的自动快速鉴别，为肉类品种的鉴别和检验提供高效精准的检测手段。
需要说明的是，为了描述的方便和简洁，本发明实施例中的肉类品种的鉴别系统的具体工作过程可以参考前述方法的各个实施方式，此处不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的各个装置，还可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的太赫兹光谱仪仅仅是示意性的；又例如，各个组件的划分，仅仅为一种功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种肉类品种的鉴别方法，其特征在于，包括：
获取待鉴别肉类样品；
利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息；
根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
2.如权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息的获取包括：
采集不同品种肉类的肉类样本；
获取每种肉类的肉类样本的太赫兹光谱信息，得到包含不同品种肉类的太赫兹光谱信息的太赫兹光谱信息数据库；
对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
3.如权利要求1或2所述的鉴别方法，其特征在于，所述利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，包括：
利用包含衰减全反射模块的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信号，并对所述太赫兹光谱信号进行信号处理，得到所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息。
4.如权利要求3所述的鉴别方法，其特征在于，所述衰减全反射模块包括样品台和衰减全反射晶体；所述样品台设有挤压旋钮；所述太赫兹光谱仪包括：激光光源、分束器、太赫兹辐射天线和太赫兹探测天线；
所述利用包含衰减全反射模块的太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信号，包括：
通过所述挤压旋钮使放置于所述样品台上的所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体紧密接触；
所述激光光源发射的激光经所述分束器分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线上出射太赫兹波；所述太赫兹波射入所述衰减全反射晶体，并在所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体之间的接触面上产生倏逝波；所述倏逝波照射所述待鉴别肉类样品后从所述衰减全反射晶体射出；所述太赫兹探测天线接收所述探测光和从所述衰减全反射模块射出的倏逝波，得到样品太赫兹光谱信号。
5.如权利要求1所述的鉴别方法，其特征在于，所述获取待鉴别肉类样品，包括：
将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理；
利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理，得到所述待鉴别肉类样品。
6.如权利要求5所述的鉴别方法，其特征在于，所述鉴别方法还包括：
在所述将原始肉类样品进行预设温度的冷冻处理之前，对所述原始肉类样品进行称重，得到第一重量；
在所述利用冻干机对冷冻处理后的原始肉类样品进行脱水处理之后，对获得的所述待鉴别肉类样品进行称重，得到第二重量；
根据所述第一重量和所述第二重量得到所述原始肉类样品的含水量。
7.一种肉类品种的鉴别系统，其特征在于，包括：
样品获取装置，用于获取待鉴别肉类样品；
太赫兹光谱仪，用于利用太赫兹光谱仪获取所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息；所述太赫兹光谱信息包括：所述待鉴别肉类样品的太赫兹时域光谱、太赫兹频域光谱、折射率、吸收系数、介电常数和介电常数损耗角正切值中的一种或多种信息；
品种鉴别装置，用于根据所述待鉴别肉类样品的太赫兹光谱信息，利用预先获取的不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息确定所述待鉴别肉类样品的肉类品种。
8.如权利要求7所述的鉴别系统，其特征在于，
所述样品获取装置，还用于采集不同品种肉类的肉类样本；
所述太赫兹光谱仪还用于：获取每种肉类的肉类样本的太赫兹光谱信息，得到包含不同品种肉类的太赫兹光谱信息的太赫兹光谱信息数据库；
所述品种鉴别装置，还用于对所述太赫兹光谱信息数据库中不同品种肉类的太赫兹光谱信息进行聚类处理，得到所述不同品种肉类的太赫兹光谱差异信息。
9.如权利要求7或8所述的鉴别系统，其特征在于，所述太赫兹光谱仪包括衰减全反射模块。
10.如权利要求8所述的鉴别系统，其特征在于，
所述衰减全反射模块包括样品台和衰减全反射晶体；所述样品台设有挤压旋钮；
所述太赫兹光谱仪还包括：激光光源、分束器、太赫兹辐射天线和太赫兹探测天线；
所述太赫兹光谱仪还具体用于：
通过所述挤压旋钮使放置于所述样品台上的所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体紧密接触；
所述激光光源发射的激光经所述分束器分成探测光和泵浦光；所述探测光射入所述太赫兹探测天线；所述泵浦光照射至所述太赫兹辐射天线上出射太赫兹波；所述太赫兹波射入所述衰减全反射晶体，并在所述待鉴别肉类样品与所述衰减全反射晶体之间的接触面上产生倏逝波；所述倏逝波照射所述待鉴别肉类样品后从所述衰减全反射晶体射出；所述太赫兹探测天线接收所述探测光和从所述衰减全反射模块射出的倏逝波，得到样品太赫兹光谱信号。
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