Прогнозирование уровней ферментов PGK1 и PKM2 в мясе овец Тан на основе гиперспектрального изображения и глубокого обучения

XU Hai-long ,  

YU Jian-guo ,  

WANG Yan-yun ,  

CUI Jia-rui ,  

LI Hai-feng ,  

WANG Song-lei ,  

摘要

Аномальная скорость гликолиза мышц после убоя является одним из важных факторов формирования гетерогенного мяса (PSE/DFD). Фосфоглицериновый киназа 1 (PGK1) и пируваткиназа М2 (PKM2) катализируют два ключевых этапа фосфорилирования субстратов в процессе гликолиза и могут в определенной степени характеризовать энергетический метаболизм после убоя. В данном исследовании изучали мясо овец Тан, определяли уровни иммунореактивности PGK1 и PKM2, и создали несущую методику оценки с использованием видимо-ближнего инфракрасного гиперспектрального изображения (Vis-NIR HSI) в сочетании с двумерной корреляционной спектроскопией (2D-COS) для улучшения анализа ключевых спектральных диапазонов и интерпретируемости модели. 2D-COS выявила 5 чувствительных характерных полос (476, 562, 605, 715 и 800 нм), спектральный отклик которых, вероятно, связан с изменениями состояния миоглобина, а также с состоянием связывания воды и структурой ткани. Далее систематически сравнивалось влияние различных методов предварительной обработки и извлечения признаков на результаты прогнозирования при использовании метода частичных наименьших квадратов (PLSR), случайного леса (RF) и сверточных нейронных сетей (CNN). Результаты показали, что модель CNN, объединённая с анализом групп переменных и итеративным сохранением информации переменных (VCPA-IRIV), показала наилучший результат: для PGK1 прогнозный набор RP2=0.8920, RMSEP=38.3653, RPD=3.0935; для PKM2 прогнозный набор RP2=0.9030, RMSEP=18.1778, RPD=3.2659. На основе оптимальной модели выполнена псевдоцветная визуализация на уровне пикселя, наглядно показавшая пространственную неоднородность и динамическое изменение уровней двух ферментов на разных этапах хранения. Исследование показывает, что сочетание Vis-NIR HSI с 2D-COS и методами глубокого обучения позволяет безразрушительно прогнозировать уровни PGK1 и PKM2 в мясe овец, обеспечивая техническую поддержку для быстрой классификации связанных с метаболизмом показателей и мониторинга процесса.

关键词

видимо-ближний инфракрасный гиперспектр; овцы Тан; фосфоглицериновый киназа 1; пируваткиназа М2; двумерная корреляционная спектроскопия; глубокое обучение; неразрушающий контроль

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website