一种休闲饼干食品水分活度测试方法、系统及介质与流程

本发明涉及利用热方法的材料物理分析领域，具体涉及一种休闲饼干食品水分活度测试方法、系统及介质。

背景技术：

1、水分活度测试是控制食品质量必不可少的一个监控环节，例如饼干食品具有合适的水分活度时，可以保证饼干食品具有较佳的口感以及合适的保质时间。

2、常用的食品水分活度测试方法有水分活度（aw）测定法，该方法利用水分活度测量仪测量食品的水分活度（aw），其原理是：当食品表面与环境中的蒸气压平衡时，水分活度测量仪的指针（示数）恒定，然后读取出aw值。水分活度测量仪测得的aw精度高，测量设备简单易于携带，同时支持多通道测量。

3、然而利用水分活度测量仪时，需要在恒温条件下等待食品表面与环境中的蒸气压平衡，因此测量时间较长，可能需要一个小时以上，即使使用水分活度测量仪的快速测量功能也需要3到5分钟；另外为了保证恒温条件一般需要事先对样品或者样品盒进行预热，这导致每测量一次水分活度使用的时机时间会更长；在饼干食品等快速生产流水线上使用时，效率不够高。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种休闲饼干食品水分活度测试方法、系统及介质。

2、本发明的一种休闲饼干食品水分活度测试方法、系统及介质采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种休闲饼干食品水分活度测试方法，该方法包括以下步骤：

4、将待测饼干等分放入若干个样品盒中，每个样品盒分别加热至不同的目标温度，并且加热至目标温度之后保持恒温；

5、实时记录所有样品盒的水分活度；将水分活度最先达到恒定的样品盒记为参照盒；参照盒水分活度达到恒定的时刻记为t；样品盒加热至目标温度的时刻到时刻t这一时间段内的水分活度序列记为样品盒的恒温水分活度序列；

6、样品盒按照目标温度由大到小的顺序排列，构成样品盒序列；

7、利用样品盒序列中第i个样品盒的预测恒温水分活度序列获得第i+1个样品盒的预测恒温水分活度序列；包括：

8、第i个样品盒在达到目标温度时的水分活度记为a，第i+1个样品盒第一次测到水分活度为a时的时刻记为水分活度相等时刻，水分活度相等时刻到时刻t这一时间段内的且被第i+1个样品盒测到的水分活度序列记为l1，根据l1与第i个样品盒的预测恒温水分活度序列变化趋势差异获得第i+1个样品盒的预测恒温水分活度序列；

9、当i=1时，样品盒序列中的第i个样品盒的预测恒温水分活度序列为参照样品盒的恒温水分活度序列；当第i+1个样品盒为样品盒序列中最后一个样品盒时，将最后一个样品盒的预测恒温水分活度序列中达到恒定的水分活度作为待测饼干的水分活度测试结果。

10、优选的，所述将最后一个样品盒的预测恒温水分活度序列中达到恒定的水分活度作为待测饼干的水分活度测试结果，之后的步骤还包括：

11、获取待测饼干的水分活度测试结果的误差；

12、最后一个样品盒的预测恒温水分活度序列中不存在保持恒定的水分活度时，或者误差大于预设误差值时，执行如下步骤：

13、如果时刻t到时刻t0之间的时间段内，不存在参照盒之外的其它样品盒的水分活度达到恒定的情况；则将t替换为t0，并重新获得待测饼干食品的水分活度测试结果；

14、如果时刻t到时刻t0之间的时间段内，存在参照盒之外的其它样品盒的水分活度达到恒定的情况，将参照盒之外的且水分活度最先达到恒定的样品盒作为新的参照盒，并将新的参照盒达到恒定的时间记为t2；将t替换为t2，参照盒替换为新的参照盒，并重新获得待测饼干食品的水分活度测试结果；

15、其中，t0大于t。

16、优选的，所述根据l1与第i个样品盒的预测恒温水分活度序列变化趋势差异获得第i+1个样品盒的预测恒温水分活度序列，包括的具体步骤如下：

17、第i个样品盒的预测恒温水分活度序列记为l2；

18、在l2上，从左到右截取一段与l1长度相同的子序列，记为对照水分活度序列；

19、在l2上，对照水分活度序列之外的剩余的子序列记为待融合子序列；

20、根据对照水分活度序列与l1的变化趋势的差异，将待融合子序列拼接到l1上，得到第i+1个样品盒的预测恒温水分活度序列。

21、优选的，所述根据对照水分活度序列与l1的变化趋势的差异，将待融合子序列拼接到l1上，得到第i+1个样品盒的预测恒温水分活度序列，包括的具体步骤如下：

22、对照水分活度序列与l1分别进行滤波得到对照水分活度序列与l1的趋势序列，l1的趋势序列与对照水分活度序列的趋势序列求差值，获得差值序列；利用预测算法对差值序列进行预测，获得长度为q的预测差异序列；q等于待融合子序列的长度；

23、待融合子序列与预测差异序列求和得到求和序列，求和序列在拼接在l1之后获得第i+1个样品盒的预测恒温水分活度序列。

24、优选的，所述获取待测饼干的水分活度测试结果的误差，包括的具体步骤如下：

25、将最后一个样品盒的预测恒温水分活度序列记为l0，获取l0中最后的若干个水分活度，所述最后的若干个水分活度中每相邻两个水分活度求差值，获得的所有差值求平均值，平均值的绝对值记为水分活度测试结果的误差。

26、优选的，所述达到恒定是指：若干相邻的水分活度的方差小于预设方差值时，所述若干相邻的水分活度达到恒定。

27、优选的，所述待测饼干的水分活度测试结果等于水分活度达到恒定时的若干相邻的水分活度的均值。

28、优选的，所述若干个样品盒中包括一个恒温盒，所述恒温盒加热至值目标温度t1，t1等于放入待测饼干后恒温盒内的环境温度，恒温盒之外的其它样品盒对应的目标温度均大于t1。

29、本发明实施例还提供了一种休闲饼干食品水分活度测试系统，包括水分活度测量仪、样品盒；其中样品盒的数量大于1个并且使用数据线与水分活度测量仪连接；水分活度测量仪包括处理器以及在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上述一种休闲饼干食品水分活度测试方法的步骤。

30、本发明实施例又提供一种休闲饼干食品水分活度测试介质，包括固态硬盘，固态硬盘用于存储每个样品盒在每个时刻的水分活度以及上述的计算机程序。

31、本发明的技术方案的有益效果是：

32、将待测饼干等分放入若干个样品盒中，每个样品盒分别加热至不同的目标温度，并且加热至目标温度之后保持恒温；然后基于参照盒的恒温水分活度序列依次获得样品盒序列中其它样品盒的预测恒温水分活度序列。其中参照盒是水分活度最先达到恒定的样品盒，参照盒的恒温水分活度序列描述的是参照盒内食品和环境蒸汽压达到平衡过程中的水分活度变化情况。其它样品盒指食品和环境蒸汽压尚未达到平衡的样品盒，其它样品盒的预测恒温水分活度序列表示的是在尚未达到平衡时所预测出的达到平衡时可能具有的水分活度变化情况，保证了可以在食品和环境蒸汽压达到平衡之前即可获得平衡之后可能具有的水分活度变化。

33、同时样品盒序列中最后一个样品盒目标温度小，加热至目标温度的时间段，甚至不需要加热，保证整个对最后一个样品盒的测量过程中不需要低效的加热预处理过程。考虑到样品盒序列中最后一个样品盒之前的样品盒在测量过程中并没有保持恒温，其测量出（或预测出）的平衡之后的水分活度虽然不能直接作为水分活度测量结果；但是本发明在最后一个样品盒尚未到达平衡时，根据非恒温条件下的样品盒在平衡之后的水分活度进一步预测获得了恒温条件下的最后一个样品盒在平衡之后可能具有的水分活度，进而获得待测饼干的水分活度测试结果，提高了测量效率，减少了测量时间。

34、在获得样品盒的预测恒温水分活度序列时，第i个样品盒在达到目标温度时的水分活度记为a，第i+1个样品盒第一次测到水分活度为a时的时刻记为水分活度相等时刻，水分活度相等时刻到时刻t这一时间段内的且被第i+1个样品盒测到的水分活度序列记为l1。可知l1表示的是第i+1个样品盒与第i个样品盒从相同水分活度a开始变化的水分活度序列，保证l1与第i个样品盒的预测恒温水分活度序列变化趋势差异可以准确的反应第i+1个样品盒与第i个样品盒在温度条件不同的情况下的水分活度变化差异，有助于获得第i+1个样品盒准确的预测恒温水分活度序列，来描述第i+1个样品盒内食品和环境蒸汽压达到平衡过程时可能具有的水分活度，进而有助于进一步提高了测量效率，减少了测量时间。