饲料蛋白质加工中的计算机视频数据采集应用分析

马 娟，王雅静

（山西财贸职业技术学院，山西太原 030031）

我国饲料工业在上世纪七十年代开始起步，通过多年发展，形成饲料工业体系。饲料产品质量不断提高，饲料工业法规、政策等不断完善。不仅重视饲料营养、安全，也关注饲料产品对环境，动物产品的影响等。在畜禽养殖中，蛋白质是畜禽所需的重要营养之一。能量、蛋白质是饲料的主体。蛋白质是满足畜禽生长、发育所需营养的核心。与发达国家相比，我国饲料蛋白质资源有50%以上的缺口。过去在饲料生产中忽视蛋白质的供应，只重视能量供应，导致饲料营养供应不平衡。现代饲料蛋白质越来越受到重视，在饲料蛋白质加工中，要及时准确地采集、处理相关信息，全面监测，保证饲料产品的综合效益。由于生产生活水平不断提高，数据采集技术越来越被人们重视，应用范围不断拓展。计算机视频数据采集技术是一种重要的数据采集分析技术，用于饲料蛋白质加工中，有利于蛋白质的合理配比，避免对饲料营养价值造成不利影响。

1 饲料蛋白质加工对营养价值的影响

在饲料加工中，温度会影响蛋白质。主要是蛋白质溶解度发生改变。热加工处理全价粉料，蛋白质溶解度损失率大约在3.96%～40.28%。如果增加温度，会降低蛋白质溶解度损失率。其中时间作用也会发挥作用。但最主要的影响因素是温度。观察大豆粕进蛋白质溶解发现，温度上升会破坏蛋白质的天然高级结构。蛋白质分子中的疏水性成分大量暴露。氢键和二硫键也被明显破坏。由于温度上升，会降低蛋白质溶解度，氨基酸、还原糖出现美拉德反应。

在配合饲料中，赖氨酸含量减少的首要因素是由于美拉德反应。进行饲料热加工时，赖氨酸美拉德反应更加迅速。由于温度的增加，在美拉德反应的作用下，赖氨酸含量逐渐减少。如果要减缓赖氨酸的损失速率，可以通过增加水分含量的方式。

由于延长时间、增加温度还会损耗还原糖，从而使还原糖含量明显减少。增加水分可以减少还原糖的损失速率。羟甲糠醛是导致美拉德反应的重要因素，在短时间内温度增加，羟甲糠醛含量会明显减少，从而变为美拉德褐变物质。褐变物质变化在增加水分后并不明显，也有一定的缓慢增长。同时，羟甲糠醛的转变速度减缓，赖氨酸是蛋白质的一种，在配合饲料加工中，由于美拉德反应降低了赖氨酸含量。羰基化合物由还原糖、脂质过氧化生成（陈影等，2019）。随着水分含量的增加，脱水反应减缓反应速度。遇到高温时，较高的水分含量产生歧化反应，如果降低温度会抑制高温破坏赖氨酸的作用。增加水分可以减少其含量的损失。一些蛋白质降解产物及部分氨态氮能溶于水。虽然延长时间，增加温度会损耗一定的蛋白质，但适当增加水分会减少蛋白质损失，促进其营养价值。在配合饲料热加工中，水分、时间、温度互相抑制、互相推动。温度越高，时间越长，破坏蛋白质程度越高，蛋白质营养价值流失越严重。为保持饲料蛋白质的营养价值，需合理增加水分，适当降低温度，在实际生产中需要加强加工监测。

2 计算机视频数据采集技术特点

2.1 计算机视频数据采集技术原理和过程 数据采集技术是一种自动采集数据的技术。数据采集是计算机连接外部物理世界的桥梁。随着计算机技术的广泛应用，数据采集越来越重要。不同类型的信号在采集上也有不同的难易程度。计算机视频数据采集是将采集的视频信号向数字信号转化。数据收集整理设备、数据传输设备、数据收集设备等都是其组成部分。传感设备在数据采集中发挥重要作用。自动图像采集技术的电路较复杂，成本较高。但使用专用图像采集芯片，主处理器不参与采集过程，不占用CPU的时间。基于处理器的图像采集技术电路简单，成本低，在CPU控制下采集图像，实现数据转换，要求较高的处理器速度。

在数据收集阶段。使用摄像、镜头、电视设备等收集视频数据。摄像设施通过光信号收集需要收集的数据。然后通过光电传感转换为电信号，转换视频数据采集。图像传感器发挥重要作用，通过收集设备收集视频信号。光源信号转化为电信号，需要图像传感器。CMOS、CCD是常用的图像传感技术。这一阶段的主要工作是将光源信号转化为电子信号。摄像镜头也十分重要，属于光学设备，采集光信号。镜头的好坏与视频数据的清晰、完整密切相关。摄像过程中，摄像设备的安装、固定是云台。方便推来、挪移摄像设备，使监控范围扩大。

在数据传输阶段，将光信号转化为电信号。视频数据采集系统的范围、组网方式，依据数据传输设备。过去使用有线传输技术、光纤传输技术、传输基带信号技术进行数据传输。现代主要使用无线连接的数据传输技术，利用视频编码器压缩视频信号，形成IP流，视频解码器的设备在另一端，将视频信号还原。无线网络的发展减少了传输成本，增加了传输数据的传输距离，促进视频数据采集技术的进步（孟莹莹等，2019）。

在数据收集整理阶段，处理视频数据并进行保存。视频数据进入收集系统后，由于其特殊性，或者需要有一定的保存时间，要再次整理。过去大部分使用录像设备对数据进行保存。如录像带保存、录像设备存储等。现代计算机技术不断进步，自动保存技术、视频处理进一步发展。二次处理电子模拟信号可以去除干扰信号，转化为电子信号。实时监控系统通常也会使用。

2.2 计算机视频数据采集技术的优点与缺点优点主要包括：第一，光程的精确度要求不高。第二，简单、快速，不消耗样品，没有繁琐的前处理。第三，可用透射模式，对固体样品直接分析。穿透性高强。第四，检测过程无污染，有环保效果。第五，所用视频材料便宜，经济实惠，并且仪器构造比较简单，方便维护，检测范围不断拓展。第六，多个样品检测不同的化学指标可以同时完成。

缺点主要包括：第一，建模难度大，计量学方法的选择都会影响分析结果。第二，灵敏度比较差。测定的是合频吸收、倍频吸收。

3 计算机视频数据采集技术在饲料蛋白质加工检测中的应用

3.1 检测常规成分 早期检测谷物类原料中的脂肪、水分、粗蛋白质等，使用视频数据采集技术。随着技术的发展，在饲草原料品质检测中有良好的效果。检测豆类的氮含量时，建立良好的定标模型也会应用视频数据采集技术。

3.2 检测氨基酸 在研究蛋白质代谢模型、动物饲养等中，检测氨基酸具有重要意义。构成蛋白质的基本单位是氨基酸。赖氨酸是合成体蛋白不可缺少的成分，对动物生长、繁殖和发育有直接或间接的影响（梁世岳等，2019）。饲料原料的氨基酸含量可以使用视频数据采集技术快速检测。也可以在线监测氨基酸含量，从而调整饲料配比，提高饲料质量。

3.3 其他检测 视频数据采集技术也用于饲料维生素、矿物质等检测。国际上首次应用其检测大豆的Zn、Mn、Fe、Na等是在2000年，获得良好的结果。

3.4 饲料品质的评价 视频数据采集技术可以评估饲料品质，能快速、有效的采集数据。从而检测饲料中的矿物质、酸性纤维、粗蛋白质等。也可以间接从动物排泄物中预测饲料品质（李敬等，2018）。为饲料原料咨询者、研究员、家畜营养学家等提供参考。

目前，现代混合饲料比传统单一青贮饲料、饲草饲料等应用更加广泛，不断扩充不同地域的样品，检测的样品种属分类更加丰富（于菲等，2019）。建立完善的模型数据库，获取不同模型的定标方程。

4 计算机视频数据采集技术的应用前景

饲料的营养价值需要通过合理的检测手段获取，饲料工业需要准确、快速地获取相关的数据，从而合理评估饲料营养价值，满足市场需求。在满足动物营养需求的同时合理设置配方，降低饲料企业成本（赵艳等，2018）。随着采集技术不断发展，视频数据采集发展前景广阔。在饲料分析中不仅可以检测分析蛋白质等常量成分，也可以检测有毒有害等微量成分。另外，可以对预混添加剂中的物质进行检测。从而综合评估饲料的营养价值。也能在线监测，实时监测饲料加工中的营养成分，保证饲料产品的质量。

5 结语

总之，蛋白质是配合饲料的核心部分，可以应用视频数据采集技术检测饲料蛋白质加工中的相关成分，评估饲料的营养价值。但计算机及其配套软件、近红外仪器操作技术、定标样品的选择等也会影响应用效果。因此，要实行系统的标准化操作，应用专业的采集分析仪器，保证检测的准确性和可靠性。