臺灣博碩士論文加值系統

雞蛋的儲存環境會導致雞蛋新鮮度的變化，因此如何以非破壞性方法預測雞蛋新鮮度之課題相當重要。本研究的目的為利用雞蛋光譜響應變化找出其對應哈夫單位指數之相關性，再以支撐向量機找出最適波段，作為蛋品新鮮度判別依據，因此若能找出兩者之關係，即可利用光譜非破壞性檢測方式達成雞蛋新鮮度的選別，以提供蛋商選別雞蛋新鮮度之參考，確保流入市場雞蛋品質。
首先由南屯蛋場提供一日齡之無受精白殼與紅殼蛋共計180顆為先期試驗樣本，以不同溫度與色殼分6組實驗，逐日拍攝並觀察波段範圍400-900nm光譜響應之變化，結果得知低溫儲存環境光譜響應大幅下降其原因可能為冷凍凝膠現象，再以與第一次相同試驗方法做第二次實驗，其結果與第一次相同，因此本研究確定冷凍凝膠現象導致蛋黃顏色改變，致使光譜響應大幅下降，雖會造成光譜判別上不易，但皆滿足光譜定量原則，最後於第三次實驗，以常溫與高溫為儲存環境並探討濕度與溫度之影響，再由支撐向量機分類找出判別新鮮度之最適波長，由光譜變化率顯示溫度對於新鮮度影響較濕度大，再以哈夫單位對應光譜響應作為新鮮度指標，由支撐向量機分類，結果顯示判別新鮮度之最適之波長為850nm。

The eggs freshness is changed from the storage environment, so how to predict the freshness of eggs by using non-destructive method is quite important. The purpose of this research is to find out the correlation between the spectral data of eggs and Haugh unit, then using support vector machine to select the most suitable wavelength as the standard to identify freshness. Then we can use non-destructive spectral detection method to pick fresh eggs and ensure the quality on the market.
For the purpose for observing the variation of the wavelength from 400nm to 900nm, experiment used 180 eggs that were photographed by spectroscopy were provided by Nantun hennery as sample and classified into 6 groups by temperature and color of egg shell. The result showed that the color of egg yolk is changed by frozen gelation so that it is hard to distinguish the decreasing absorption spectroscopy. Finally, we use room temperature and high temperature as storage condition to discuss the influence between temperature and humidity. Then using support vector machine to find out the most suitable wavelength. From the proportional transmission values at all wavelengths, it showed the influence of temperature is greater than humidity. After that, base on the correlation between the spectral data of eggs and Haugh unit and the classification of support vector machine, the results show that 850nm is the most suitable wavelength to identify the freshness of eggs .

目錄
謝誌 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 3
第二章 文獻探討 4
2.1破壞性與非破壞性檢測雞蛋新鮮度 4
2.2光譜檢測之應用 8
2.3支撐向量機之應用 10
第三章 理論分析 13
3.1光學頻譜分析 13
3.2光譜預處理技術 16
3.3雞蛋不新鮮產生之物質 17
3.4哈夫單位（Haugh unit, Hu） 18
3.5蛋的冷凍凝膠現象 20
3.6支撐向量機 21
3.7迴歸技術 24
第四章 實驗材料與方法 25
4.1 實驗材料設備 25
4.2 實驗設備 26
4.2.1光譜檢測設備 26
4.2.2哈夫單位與影像擷取 28
4.3實驗方法 32
4.3.1實驗次數與雞蛋儲存環境 32
4.3.2光譜響應之多元線性迴歸分析 35
4.3.3實驗流程圖 36
第五章 結果與討論 37
5.1不同環境下光譜響應之變化 37
5.2不同濕度與溫度儲存下雞蛋光譜變化率之關係 43
5.3以支撐向量機（SVM）尋找判別新鮮度之最適波長 54
5.4多元線性迴歸分析 61
第六章 結論與建議 67
6.1結論 67
6.2建議 69
第七章 參考文獻 71
圖目錄
圖1.1雞蛋生產下游通路結構（彭，2005） 2
圖2.1蛋白pH值與MSC透射光譜（Bamelis et al., 2006） 5
圖2.2哈夫單位與MSC透射光譜（Bamelis et al., 2006） 5
圖2.3共振峰頻率與哈夫單位之散佈圖（魏，2009） 6
圖2.4儲存時間及溫度對生蛋之哈夫單位的影響（夏，2014） 7
圖2.5雞蛋在不同儲存天的平均光譜圖（陳，2015） 8
圖2.6牛肉新鮮度原始光譜（馬，2012） 10
圖2.7利用SPA方法選取魚片7個特徵位置（陳，2015） 12
圖3.1白光穿過稜鏡之分光 13
圖3.2電磁輻射中可見光之範圍波長 14
圖3.3離散光譜示意圖 15
圖3.4大氣吸收光譜圖 17
圖3.5哈夫單位各級拆蛋後之情形（USDA, 2000） 19
圖3.6冷藏蛋拆蛋情形 20
圖3.7常溫蛋拆蛋情形 20
圖3.8最佳超平面示意圖（取自mropengate.blogspot.com） 22
圖3.9 SVM原始資料（Chang and Lin, 2012） 23
圖3.10 SVM分類學習後分類依據（Chang and Lin, 2012） 23
圖4.1光譜實驗設備示意圖 26
圖4.2光譜試驗設備遮光前之外觀 26
圖4.3光譜試驗設備遮光後之外觀 27
圖4.4 CTH-6A 電子式溫溼度計 28
圖4.5電子天平 29
圖4.6電子式游標卡尺 29
圖4.7 IC Capture擷取影像示意圖 30
圖4.8孵蛋機（上方為控制面板，下方為孵化內室） 31
圖4.9量測哈夫單位示意圖 35
圖5.1白殼蛋與紅殼蛋光譜響應之差異 38
圖5.2白殼蛋第0日光譜響應 39
圖5.3白殼蛋第3日光譜響應 39
圖5.4白殼蛋第7日光譜響應 40
圖5.5白殼蛋第9日光譜響應 40
圖5.6紅殼蛋第0日光譜響應 41
圖5.7紅殼蛋第3日光譜響應 41
圖5.8紅殼蛋第7日光譜響應 42
圖5.9紅殼蛋第9日光譜響應 42
圖5.10白殼蛋常溫光譜趨勢圖 44
圖5.11白殼蛋常溫高濕光譜趨勢圖 45
圖5.12白殼蛋高溫光譜趨勢圖 45
圖5.13紅殼蛋常溫光譜趨勢圖 46
圖5.14紅殼蛋常溫高濕光譜趨勢圖 46
圖5.15紅殼蛋高溫光譜趨勢圖 47
圖5.16不同濕度與溫度儲存下雞蛋光譜變化率之關係：白殼蛋 48
圖5.17不同濕度與溫度儲存下雞蛋光譜變化率之關係：紅殼蛋 49
圖5.18白殼蛋逐日拆蛋情形 52
圖5.19紅殼蛋逐日拆蛋情形 53
圖5.20原始光譜響應 61
圖5.21原始光譜響應：log（1/R） 62
圖5.22原始光譜響應檢量線 63
圖5.23一次微分光譜響應：log（1/R） 64
圖5.24一次微分光譜響應檢量線 64
圖5.25二次微分光譜響應：log（1/R） 65
圖5.26二次微分光譜響應檢量線 66
表目錄
表2.1簡單發色團的特徵 9
表4.1第一次實驗組儲存環境與數量 32
表4.2第二次實驗組儲存環境與數量 33
表4.3第三次實驗組儲存環境與數量 34
表5.1不同溫度下白殼蛋哈夫單位逐日變化表 50
表5.2不同溫度下紅殼蛋哈夫單位逐日變化表 51
表5.3常溫白殼蛋以SVM分類判別不同波長之準確率 55
表5.4常溫紅殼蛋以SVM分類判別不同波長之準確率 56
表5.5常溫高濕白殼蛋以SVM分類判別不同波長之準確率 57
表5.6常溫高濕紅殼蛋以SVM分類判別不同波長之準確率 58
表5.7高溫白殼蛋以SVM分類判別不同波長之準確率 59
表5.8高溫紅殼蛋以SVM分類判別不同波長之準確率 60

1.林瑞蓬。2002。蛋雞產業策略聯盟-24小時新鮮雞蛋。農政與農情 124。行政院農業委員會畜牧處。
2.林子傑、鄭榮瑞、鍾瑞永、楊清富。2009。水果非破壞性檢測技術。台南區農業專訊70期。
3.馬世榜、許楊、彭彥昆、湯修映。2012。基於光譜技術的支撐向量機判別牛肉新鮮度。食品安全質量檢測學報，3（6）：603-607。
4.夏良宙、游南泰、許雅鈞、盧更煌。2014。儲存時間及溫度對雞蛋品質之影響。中國畜牧學會會誌，43（4）：43-50。
5.彭超俊。2005。台灣地區雞蛋宅配之可行性研究-以行銷觀點。碩士論文。國立中山大學。
6.彭彥穎。2012。雞蛋品質近紅外光譜無損檢測研究。碩士論文。華東交通大學。
7.陳錫疇（譯）。1989。有機光譜分析（原作者：John R. Dyer）。台北市：銀禾文化事業公司。（原著出版年：1965）
8.陳榮坤、楊純明。2004。近紅外光譜儀在化學分析上的應用。農業試驗所。
9.陳猛。2015。雞蛋新鮮度和血斑蛋光譜技術在線檢測的研究。碩士論文。浙江大學。取自：http://max.book118.com/html/2015/1125/30183293.shtm。
10.陳興海。2015。高光譜成像儀的生鮮魚無損檢測技術。網址：https://read01.com/Qz0Q6J.html。上網日期:2015-05-12。
11.陳世銘、邱宗榮。1990。香蕉成熟度與其光學反射性質之探討。中國農業工程學報 36（1）：168-177。
12.陳志文。2010。近紅外光譜在水果甜度檢測之應用。儀科中心簡訊97期。
13.陳怡兆。2012。凍藏溫度對蛋黃品質之影響。碩士論文。國立中興大學。
14.蔡昇祐。2017。禽蛋孵化自動化檢測系統之開發。碩士論文。國立中興大學。
15.鍾昭台、曾國珍、王信智、鄭經偉。2004。近紅外線光譜技術應用於蓮霧糖度檢測之研究。農業機械學刊第13卷第4期。
16.魏小彪、王樹才。2009。雞蛋新鮮度綜合無損檢測模型及試驗。農業工程學報。華中農業大學。
17.魏小彪、王樹才。2009。雞蛋敲擊響應特性與其新鮮度的相關性。農業工程學報。華中農業大學。
18.Bamelis, F. R., Kemps, B. J., Mertens, K., Ketelaere, B.D., Tona, K., Decuypere, E. M., & Baerdemaeker, J. G. DE. 2006. Visible transmission spectroscopy for the assessment of egg freshness. Journal of Science of Food and Agriculture, 86：1399-1406. doi：10.1002/jsfa.2528
19.Cortes, C., & Vapnik, V. 1995. Support-Vector Networks. Machine learning, 20（3）, 273-297.
20.Chang, C.-C., & Lin, C.-J. 2012. Libsvm: A Library for Support Vector Machine, 2001. Avaliable at: http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvm.
21.Gonzalez, Rafael C. & Woods, Richard E. 2008. Digital Image Processing. 3rd ed., United States: Prentice Hall.
22.Hsu, C.-W., Chang, C.-C., & Lin, C.-J. 2003. A Practical Guide to Support Vector Classification.
23.John R.Dyer. 1965. Applications of absorption spectroscopy of organic compounds.
24.Li-Chan, E., and S. Nakai. 1989. Biochemical Basis for The Properties of Egg White. Crit. Rev. Poult. Biol. 2:21–59.
25.Raji A. O., J. Aliyu, J. U. Igwebuike & S. Chiroma. 2009. Effects of Storage Methods and Time on Egg Quality Traits pf Laying Hens in A Hot Dry Climate.
26.Samli, H. E., A. Agma, & N. Senkoylu. 2005. Effects of Storage Time and Temperature on Egg Quality in Old Laying Hens. Poult. Res. 14:548–553.
27.U.S. Department of Agriculture（USDA）. 2000. Egg-grading Manual: Determining Interior Quality by The Breakout Method. P. 34-35. Accessed July 2000. Avaliable at:www.ams.usda.gov/poyltry/pdfs/Egg Grading%20manual.PDF.