专利名称：植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法
技术领域：
本发明属于饲料检测技术领域，尤其涉及一种植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法。
背景技术：
植物性蛋白饲料是一种重要的饲料，其原料是保障饲料品质与安全的前提。然而近年来的三聚氰胺事件，对蛋白饲料安全造成极大威胁，使蛋白饲料中三聚氰胺的检测备受关注。开展三聚氰胺检测方法学等方面的研究工作，满足饲料质量安全监管的迫切需要，对于保障饲料安全、动物性食品安全和人民群众身体健康，促进养殖业的健康持续发展，乃至维护社会稳定均具有十分重要的意义。
目前，常用的检测饲料中三聚氰胺的方法虽然灵敏度较高，但仍存在前处理过程复杂、步骤繁琐和检测过程使用大量化学试剂对环境造成污染等问题。近红外成像分析将传统的光学成像和近红外光谱学方法结合起来，可同时获取样本的空间信息和光谱信息，选择一个像平面可得到样品所有空间点在某一特定波长下的强度响应(吸光度)，即光谱图像。近红外成像技术具有无需样品前处理、穿透能力强、适应粗糙表面的样品和非接触、非破坏等优点。此外，由于近红外成像可以得到几个微米空间上的近红外光谱，在对微量物质的分析中，可以避免近红外光谱分析中样品成分稀释的问题，并可以对检测到的目标物进行定位，因此在异类物质的检测方面有巨大的优势。三聚氰胺的近红外光谱特征明显，尤其在6900-64500^1波数范围内，与植物性蛋白饲料原料的光谱特征存在明显差异，这是近红外成像技术检测植物性蛋白饲料中三聚氰胺的光谱学依据。通过对专利文献、期刊杂志及其他公开发表的文献进行检索，本发明在国内外未见报道，在国内没有公开使用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法，用于解决现有的检测植物性蛋白饲料中三聚氰胺的方法存在的问题。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法，其特征是所述方法包括步骤I :采集待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像；步骤2 :对待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像进行基线校正处理；步骤3 :采集三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征；步骤4 :根据三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征，对待测植物性蛋白饲料样本进行特征波长成像分析，判断待测植物性蛋白饲料样本是否含有三聚氰胺并对所含三聚氰胺进行定位。
所述植物性蛋白饲料为豆柏、棉柏、菜籽柏、花生柏或者玉米蛋白粉。所述对待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像进行基线校正处理具体是使用6100-6200(31^1波数处的吸收值作为基准进行基线校正。所述步骤4具体是(I)选择6900-6450CHT1波数范围内三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征中吸光度值差异最大的波数；(2)获取待测植物性蛋白饲料样本在所述吸光度值差异最大的波数处的图像；(3)判断待测植物性蛋白饲料样本在所述吸光度值差异最大的波数处的图像中是否存在吸光度值大于设定阈值的点，如果待测植物性蛋白饲料样本在所述吸光度值差异最大的波数处的图像中存在吸光度值大于设定阈值的点，则待测植物性蛋白饲料样本中含有三聚氰胺且所述吸光度值大于设定阈值的点所对应的位置为三聚氰胺所在的位置。 所述吸光度值差异最大的波数为6805011'所述设定阈值为0.06。本发明采用纯物理方法检测植物性蛋白饲料中是否含有三聚氰胺，无需繁琐的前处理步骤，处理过程中无需使用化学试剂，避免检测过程中对环境造成的污染；同时使用本方法在检测过程中无需测试仪器接触样品，无需破坏待测样品，具有检测速度快，检测结果准确等特点。
图I是植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法流程图；图2是三聚氰胺和无杂质的豆柏的近红外光谱特征图；图3是待测豆柏样本的检测结果示意图；其中，(a)是待测豆柏样本的近红外图，(b)是待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像，(c)是待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像中高亮度点提取和定位示意图，(d)是图3(c)中被判断为三聚氰胺的三个高亮度点提取的近红外光谱图。
具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。本实施例以豆柏为植物性蛋白饲料，说明本发明的实施过程。图I是植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法流程图。如图I所示，豆柏中三聚氰胺的识别和定位方法包括步骤I :采集待测豆柏样本的近红外图像。以聚四氟乙烯标准白板为背景，使用近红外成像仪，采用漫反射方式采集待测豆柏样本的近红外图像，光谱分辨率为32cm—1，空间分辨率为25 μ mX 25 μ m，像素点扫描次数为8次，干涉仪动镜速度lcm/s。待测豆柏样本为可能添加有三聚氰胺的豆柏混合物。在采集近红外图像前，先采用饲料通用混合设备或小型实验室混合设备进行均匀混合处理，如果不具备相应设备，也可采用人工混匀的操作方法进行混合，混合时间不低于I分钟，以保证待测豆柏样本具有足够高的均匀性。步骤2 :对待测豆柏样本的近红外图像进行基线校正处理。在进行基线校正处理时，通常以不存在明显吸收波数处的吸收值作为基准进行基线校正。本实施例使用6100-6200(31^1波数处的吸收值作为基准进行基线校正。步骤3 :采集三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的豆柏的近红外光谱特征。采集三聚氰胺的近红外光谱特征时，先以聚四氟乙烯标准白板为背景，使用近红外成像仪，采集三聚氰胺的近红外图像，然后再提取其异性光谱特征，得到三聚氰胺的近红外光谱特征。同样，采集无杂质的豆柏的近红外光谱特征时，先以聚四氟乙烯标准白板为背景，使用近红外成像仪，采集无杂质的豆柏的近红外图像，然后再提取其异性光谱特征，得到无杂质的豆柏的近红外光谱特征。采集到的三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的豆柏的近红外光谱特征如图2所示。 步骤4:根据三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的豆柏的近红外光谱特征，对待测豆柏样本进行特征波长成像分析，判断待测豆柏样本是否含有三聚氰胺并对所含三聚氰胺进行定位。(I)选择6900-6450CHT1波数范围内三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的豆柏的近红外光谱特征中吸光度值差异最大的波数。三聚氰胺的近红外光谱特征在6900-64500^1波数范围内，与植物性蛋白饲料的近红外光谱特征存在明显差异。特别地，图2中在波数6805CHT1附近，三聚氰胺的近红外光谱特征与无杂质的豆柏的近红外光谱特征吸光度值差异尤其明显。这是由于三聚氰胺是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，在波数esoscnr1处存在敏感吸收峰，反映了 N-H组合频吸收，而豆柏在该波数处无明显吸收峰。依照图2，选取波数6805CHT1为吸光度值差异最大的波数。(2)获取待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像。图3是待测豆柏样本的检测结果示意图。在本实施例中，经过步骤I的近红外图像采集过程，得到了图3(a)，即待测豆柏样本的近红外图。对该图在波数6805CHT1处进行处理，得到图3(b)，即待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像。图3中，Micrometers为微米，Abs为吸光度值。(3)判断待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像中是否存在吸光度值大于设定阈值的点，如果待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像中存在吸光度值大于设定阈值的点，则待测豆柏样本中含有三聚氰胺且该吸光度值大于设定阈值的点所对应的位置为三聚氰胺所在的位置。利用6805CHT1波数处近红外光谱特征差异，可以对待测豆柏样本进行特征波长成像分析，即观测待测豆柏样品在波数6805CHT1处的图像，根据该图像中每个像素点在该波数处的吸光度值，确定待测豆柏样本是否含有三聚氰胺并对所含三聚氰胺进行定位。图3(b)是待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像，观测图3(b)，找到图中吸光度值高的像素点(高亮斑点或红色斑点)，表明待测豆柏样本中含有三聚氰胺，并且可根据其空间位置进行定位。反之则待测豆柏样本中不含三聚氰胺。通常，吸光度值大于O. 06的点即认为是含有三聚氰胺的点。经过上述对图3(b)中的吸光度值高的点进行提取和定位，得到图3(c)，即待测豆柏样本在6805CHT1波数处的图像中高亮度点提取和定位示意图。图3(d)是图3(c)中被判断为三聚氰胺的三个高亮度点提取的近红外光谱图。本发明对豆柏中很少量三聚氰胺进行检测，可检测到含量为O. 1%样本中的三聚氰胺。本发明同样适用于棉柏、菜籽柏、花生柏、玉米蛋白粉等其它植物性蛋白饲料原料中三聚氰胺的检测。本发明对植物性蛋白饲料样本进行近红外成像，并根据特异性光谱特征进行三聚氰胺的识别和定位，整个检测过程无需样品前处理，无化学试剂污染，检测步骤快速、简便、无损、绿色。此外，近红外成像可以得到几个微米空间的近红外光谱，在对微量物质的分析中，可以避免近红外光谱分析中样品成分稀释的问题，并可以对检测到的目标物进行空间位置定位。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法，其特征是所述方法包括 步骤I:采集待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像； 步骤2 :对待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像进行基线校正处理； 步骤3 :采集三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征； 步骤4 :根据三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征，对待测植物性蛋白饲料样本进行特征波长成像分析，判断待测植物性蛋白饲料样本是否含有三聚氰胺并对所含三聚氰胺进行定位。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征是所述植物性蛋白饲料为豆柏、棉柏、菜籽柏、花生柏或者玉米蛋白粉。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征是所述对待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像进行基线校正处理具体是使用6100-6200(3!^1波数处的吸收值作为基准进行基线校正。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述步骤4具体是 (1)选择6900-64500^1波数范围内三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征中吸光度值差异最大的波数； (2)获取待测植物性蛋白饲料样本在所述吸光度值差异最大的波数处的图像； (3)判断待测植物性蛋白饲料样本在所述吸光度值差异最大的波数处的图像中是否存在吸光度值大于设定阈值的点，如果待测植物性蛋白饲料样本在所述吸光度值差异最大的波数处的图像中存在吸光度值大于设定阈值的点，则待测植物性蛋白饲料样本中含有三聚氰胺且所述吸光度值大于设定阈值的点所对应的位置为三聚氰胺所在的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是所述吸光度值差异最大的波数为6805(^'
6.根据权利要求4所述的方法，其特征是所述设定阈值为0.06。
全文摘要
本发明公开了饲料检测技术领域中的一种植物性蛋白饲料中三聚氰胺的识别和定位方法。包括采集待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像；对待测植物性蛋白饲料样本的近红外图像进行基线校正处理；采集三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征；根据三聚氰胺的近红外光谱特征和无杂质的植物性蛋白饲料的近红外光谱特征，对待测植物性蛋白饲料样本进行特征波长成像分析，判断待测植物性蛋白饲料样本是否含有三聚氰胺并对所含三聚氰胺进行定位。本发明具有无接触、无污染、检测速度快和检测结果准确的特点。
文档编号G01N21/35GK102854166SQ201210203760
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者杨增玲, 韩鲁佳, 黄光群, 刘贤, 陈龙健, 肖卫华 申请人:中国农业大学