ASD | 草饲牛肉真不真？“光谱识肉术”来辨别！——草饲？谷饲？光谱一看便知！

你买的牛肉，真的是“草饲”的吗？

在如今“绿色”“有机”越来越受欢迎的消费趋势下，草饲牛肉因其脂肪含量更低、Omega-3更高、抗氧化能力强，还能兼顾生态环境保护，成了不少人的首选。

但问题来了：“草饲”标签靠谱吗？真的能靠外观判断？本研究带来一项新突破：利用可见光-近红外光谱技术（Vis–NIRS），就能快速、无损地识别出牛的实际饲养方式！

在加拿大阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省，养牛是重要产业。到2024年初，这两个省共饲养超过100万头牛，其中大多数采用谷物饲养，谷物类型主要为西部大麦和东部玉米，旨在提升增重速度、肉质大理石花纹和脂肪颜色。

研究团队选用了45头安格斯×西门塔尔杂交牛，按饲喂方式分成三组：

草饲组：8个月放牧+30天苜蓿+79天黑麦草

大麦饲组：先30–40天过渡饲粮，再进入148–197天高精料大麦日粮

玉米饲组：类似大麦组，但主粮为玉米

牛在平均16.7月龄、体重约638 kg时屠宰，胴体冷藏3天后取样分析。

本研究使用的是ASD LabSpec®4 地物光谱仪，搭载20mm接触式光纤探头，扫描范围为350–2500nm，每个样本光谱由50次扫描平均而得，采样时间仅约5秒！

采集部位包括：

完整肉块（Longissimus thoracis）

皮下脂肪

绞碎后的肉样

数据处理方式：

使用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）模型

对光谱进行多种预处理（如二阶导数、标准正态变换SM、均值中心化MC等）

每个模型提取关键波段并生成VIP图（变量重要性投影）

图 1. 草饲（n =15）、玉米饲喂（n =15）或大麦饲喂（n =15）的牛的（a）脂肪、（b）完整肉和（c）碎肉样品的原始 Vis-NIR 平均吸光度光谱。

表 1. 根据所分析的组织，大麦、玉米和草饲脂肪和肉类样品的 PLS-DA 结果。

图 3. 基于可见光和/或近红外光谱的脂肪、完整肉和碎肉的偏最小二乘判别分析模型，用于区分草饲、大麦饲喂和玉米饲喂的牛，得出的投影变量重要性 (VIP)：(a) 可见光，2ndder + SM + MC，脂肪 5 LV；(b) 近红外，1stder + MSC + MC，脂肪 5 LV；(c) 可见光-近红外，2ndder + SM + MC，完整肉 6 LV；(d) 近红外，SM，碎肉 5 LV。红线表示 VIP 波段的阈值 (VIP≥1)。

图 4. （a）大麦饲、（b）玉米饲和（c）草饲牛的完整肉块。

✅ 不同饲养方式下的牛，其肉类与脂肪的光谱图表现出显著差异

✅ 绞碎肉样本的识别效果最佳，说明在实际生产中的应用潜力更强

✅ 可见光和近红外光组合使用能进一步提升判别准确率

通过这些光谱数据，模型可以精准判断牛在生前是以草饲还是谷饲为主，等于为牛肉建立了一套“饲养溯源系统”！