Specim FX17ハイパースペクトラルカメラで食品の異物を検出

February, 16, 2024, Oulu--食品中の異物は、消費者の安全に重大なリスクをもたらす。異物が発見されると、製品のリコールが発生することが多く、企業にとってコストがかかり、ブランドの評判が損なわれる可能性がある。

食品の品質と安全性を確保するために、メーカーは生産プロセス全体を通じてロバストな品質保証を実施する必要がある。そこで、ハイパースペクトルイメージングは解決策を提供する。

この研究では、Specim FX17ハイパースペクトルカメラ(900〜1700nm)とSpecim Lab Scanner 40 * 20を使用して、鶏肉の切り身、野菜のパテ、汚染物質を含む山羊のチーズの3つの食品を測定した。食品ごとに異物を配置し、異物を検出するための分類モデルの作成を目指した。

まず、貴重な食品である鶏フィレを測量した。汚染物質として、木材、金属、2種類のプラスチック(PEとPS)を使用した。食べ物はベーキングペーパーの上に置かれた。

この後、鶏ムネ肉と同じ汚染物質を用いてベジパテを調べた。
最後に、ヤギのチーズを計測した。梱包材、つまり薄い白いプラスチックの包装紙の小片を汚染物質として使用した。

食品と異物のスペクトル比較
各データは、白と暗の参照に関して正規化された。得られた反射率データをSpecimINSIGHT解析ソフトウェアで処理した。ニワトリの切り身と汚染物質から領域を選択し、比較のために各選択からの平均スペクトルをスペクトルプロットに描画した。

各スペクトルの色は、画像上の対応する選択範囲の色と一致する。スペクトルプロットは、鶏ムネ肉とすべての汚染物質のスペクトルシグネチャが明らかに異なることを示している。

ヤギのチーズの包装材料はわずかに透明であるため、ヤギのチーズのスペクトルが包装材料のスペクトルと混ざり合う。したがって、ヤギのチーズと汚染物質のスペクトルシグネチャは、鶏の切り身と野菜のパテと汚染物質ほど大きな違いはない。

分類
食品ごとにPLS-DAモデルを作成し、異物を検出した。鶏ササミと野菜パテのモデルには、どちらも5つのクラス(PE、PS、木材、金属、食品)が含まれている。ヤギのチーズには汚染物質が 1 つしか含まれていないため、分類モデル には 2 つのクラス (プラスチックと食品) のみが含まれる。各モデルの背景が検出され、黒色で視覚化される。

結論
この研究では、Specim FX17ハイパースペクトルカメラ(900〜1700nm)を使用して、食品上の異物を検出した。測定と分析に基づいて、次のように結論付けることができる。

食品と汚染物質のスペクトルシグネチャーは区別可能である。
Specim FX17カメラで撮影したデータに基づいて、汚染物質を検出するための分類モデルを作成することができる。
Specim FX17ハイパースペクトルカメラは、人間の目には見えず、標準のRGBカメラでは検出できない汚染物質を検出できる。