一种红外光谱法检测带鱼产地的方法
【专利摘要】本发明涉及一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，所述方法包括构建不同产地带鱼的参考指纹图谱；根据参考指纹图谱对不同产地带鱼的波长范围在4000-7000cm-1的原始光谱进行一阶导数和矢量归一化处理；以相同方法建立待测带鱼的指纹图谱；将待测带鱼的指纹图谱与参考指纹图谱进行聚类分析，得到待测带鱼的产地。本发明利用红外色谱法建立了带鱼的指纹图谱，方法性考察表明该方法可靠、重复性较好，符合指纹图谱的要求；检测带鱼产地的方法操作简单、检测效率高、检测结果可靠性好、快速、精确度高，准确率高达91.42%以上。
【专利说明】一种红外光谱法检测带鱼产地的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种操作简单、检测效率高、检测结果可靠性好、快速、精确度高的红 外光谱法检测带鱼产地的方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 带鱼（rricAia/YAs 又称牙带、白带鱼、刀鱼等，属鱼纲S卢形目带鱼科动 物，为暖温性中下层集群洄游鱼类，栖息于水深60-100m泥质海底，以各种鱼类、毛虾和乌 贼等为主要食物，有明显的昼夜垂直移动现象，广泛分布于世界的温、热带海域（以印度洋 和西太平洋居多）。
[0004] 带鱼鱼体显著侧扁，延长成带状，尾细长如鞭，一般体长6(Γ120厘米、体重 20(Γ400克。头窄长而侧扁，前端尖突。两颌牙发达而尖锐。眼大、位较高，眼间隔平坦、中 间微凹。体表光滑，鳞退化成表皮银膜，全身呈富有光泽的银白色，背部及背鳍、胸鳍略显青 灰色。背鳍长，起点于鳃孔后上角沿背部齐长，臀鳍不明显，只有鳍棘刺尖外露。无腹鳍。
[0005] 带鱼肉嫩体肥、味道鲜美，只有中间一条大骨，无其他细刺，食用方便，营养价值 高，是倍受人们喜爱的一种海洋鱼类。具有补虚、解毒、止血等功效，可用于体虚、乳汁分泌 不足、外伤出血等症。同时，从带鱼表皮银膜中提取的咖啡因，可做照相工业和医药工业原 料；提取的6-硫代鸟嘌呤制成药或治急性白血病，胃癌及淋巴肿瘤等，带鱼肉还可制取水 解蛋白注射液。 带鱼是我国四大经济鱼类之一，我国东海、黄海、渤海、南海和北部湾均产，其中以东海 产量最大（70%，2006)，南海产量较少，浙江、山东沿海是产量较多的海区。1990年以前，东 海区最高年产量为52. 8万吨（1974年)，浙江省为34万吨，占东海区的64%，1974年后产 量开始滑坡，全省产量在20-30万吨之间，1989年降至最低，只有19. 5万吨。自1989年开 始，实施产卵带保护区，并开发外海带鱼资源，1995年又开始伏季拖网和帆张网休渔措施， 是90年代以来的带鱼产量增长较快，从1990年24万吨1995年上升到58万吨，超过历史 最高水平，2000年达到65万吨，2010年达118万吨。但是，带鱼产量的增长，并不意味着带 鱼资源的好转，带鱼个体小型化，低龄化严重，冬汛捕捞群体当龄鱼比例从1967年20. 5%， 1982年上升到59. 3%，90年代前期平均为71. 1%，90年代后期达到78. 2%，目前达到82. 3%， 可见带鱼捕捞群体以当龄的捕捞群体为主，带鱼产量的增长靠强化捕捞所得，带鱼资源处 于生长型过度捕捞状态。
[0006] 舟山带鱼，由于其所处海域独特的地理位置和水文环境，鲜度和质地同其他地区 相比独占鳌头，是全国首批海鲜类地理标志证明商标的拥有者。但是，一些不法商贩为牟取 利益，常以其他产地的带鱼冒充舟山带鱼，以次充好，严重损害了消费者利益，破坏了舟山 海鲜的商誉。
[0007] 于1997年9月发表水产学报第21卷第3期中有一篇关于东海带鱼种群鉴别研究 的报道，通过对取样于东海不同海区29批2168尾带鱼鱼体的各项形态性状的观察、计测、 并应用数学方法对性状差异进行统计比较和群体间聚类分析，结合有关资料进行综合分 析。结果表明：东海带鱼，不论近海或外海的群体，相互间的形态特征基本酷似，呈现出密切 的关系，从而确认它们为同一种群。这种方法来检测带鱼产地或者带鱼种群时间花费过久。 [0008]
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于为了解决现有带鱼产地难确定、没有一种快速有效检测带鱼产 地方法的缺陷而提供一种操作简单、检测效率高、检测结果可靠性好、快速、精确度高的红 外光谱法检测带鱼产地的方法。
[0010] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，所述方法包括（1)构建不同产地带鱼的参考指 纹图谱；（2)根据参考指纹图谱对不同产地带鱼的波长范围在4000-7000(3!^的原始光谱进 行一阶导数和矢量归一化处理；（3)以相同方法建立待测带鱼的指纹图谱；（4)将待测带鱼 的指纹图谱与步骤（1)的参考指纹图谱进行聚类分析，得到待测带鱼的产地。在本技术方 案中，近红外（near-infrared spectroscopy, NIRS)是指介于可见区与中红外区之间的电 磁波，其波数范围为12000?4000CHT1。与经典的红外光谱法相比，样品无需压片，可直接 进行检测且检测速度极快。近红外检测技术是一种快速无损绿色的分析方法，。本发明研 究了近红外光谱检测技术对来自5个产地的28个带鱼样品进行聚类分析，建立不同产地指 纹图谱，并对未知样品进行分析，本发明操作简单、检测效率高、检测结果可靠性好、快速、 精确度高。
[0011] 作为优选，步骤（4)中通过匹配值Y与阀值Z之间的大小来体现待测带鱼所 属，匹配值Y为待测样品的指纹图谱与参考指纹谱图之间的光谱距离，所述阀值Z的计 算公式为阀值=最大匹配值+X*Sdev，其中，Sdev为各光谱与平均光谱距离的标准偏差， 0. 26 彡 X 彡 0. 28。
[0012] 在本技术方案中，如果X值设定太大，阈值会相应的增大，不同类别间就会发生重 叠；X值太小，阈值的范围会缩小，归类时易把属于该类的样品排斥在外，发生错判。
[0013] 作为优选，构建不同产地带鱼的指纹图谱的步骤包括： a) 带鱼样品的预处理：带鱼样品选择体表富有光泽、腮呈鲜红、粘液透明、眼球饱满、角 膜清晰的带鱼，取l〇_15g带鱼背部肌肉样品在0到-10°C下干燥12-18h，备用；然后加入 5-6倍带鱼质量的去离子水搅拌均与得到带鱼肉浆，用带鱼质量的0. 36-0. 97%的内切蛋白 酶、鱼肉浆质量的〇. 2-0. 33%的壳聚糖与鱼肉浆质量的0. 5-1. 35%的茶多酚溶液，35-40°C 下搅拌30-50min，pH为5. 5-8. 5 ;搅拌结束后，调节pH至10-11. 2,保持30-45min后将pH 调节至中性，然后4000rpm下离心，取上清液，将上清液完全干燥后得到带鱼样品固体； b) 红外光谱采集及数据处理：称取步骤a)得到的带鱼样品固体1. 2-4. 5g，研磨粉碎， 过40目筛，然后用红外光谱仪采集红外光谱，然后用0PUS5. 0软件进行预处理，光谱以OPUS 格式保存，然后进行聚类分析。
[0014] 作为优选，内切蛋白酶为木瓜蛋白酶、Neutrase或Alcalase中的一种。
[0015] 作为优选，采集近红外光谱时，采用光纤反射采样，将光纤探头直接接触带鱼样 品，压实后采样。
[0016] 作为优选，红外光谱仪的扫描范围4000-12000CHT1，分辨率3. 5 cnT1，扫描次数40 次。
[0017] 作为优选，带鱼样品用红外光谱仪检测，重复测定5次，取5次扫描的平均光谱作 为带鱼样品的最终指纹图谱。
[0018] 作为优选，匹配值Y与阀值Z越接近，则表明待测带鱼所属产地。
[0019] 作为优选，构建参考指纹谱图的带鱼的产地为舟山、大连、青岛、漳州、印度洋。
[0020] 本发明的有益效果： 1) 本发明利用红外色谱法建立了带鱼的指纹图谱，方法性考察表明该方法可靠、重复 性较好，符合指纹图谱的要求； 2) 本发明检测带鱼产地的方法操作简单、检测效率高、检测结果可靠性好、快速、精确 度高，准确率高达91. 42%以上。
[0021]
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是实施例1得到的平均近红外光谱图。
[0023] 图2是不同产地带鱼样品近红外一阶导数和矢量一化光谱图。
[0024] 图3是不同产地带鱼样品聚类图。
[0025]
【具体实施方式】
[0026] 以下通过具体实施例，对本发明做进一步的解释： 本发明中，若非特指，所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的，下述实施例中 的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0027] 构建不同产地带鱼标准指纹图谱的来源见下表。
[0028] 表1、不同产地带鱼样品来源
【权利要求】
1. 一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于，所述方法包括（1)构建不 同产地带鱼的参考指纹图谱；（2)根据参考指纹图谱对不同产地带鱼的波长范围在 4000-7000(3!^的原始光谱进行一阶导数和矢量归一化处理；（3)以相同方法建立待测带鱼 的指纹图谱；（4)将待测带鱼的指纹图谱与步骤（1)的参考指纹图谱进行聚类分析，得到待 测带鱼的产地。
2. 根据权利要求1所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于，步骤（4) 中通过匹配值Y与阀值Z之间的大小来体现待测带鱼所属，匹配值Y为待测样品的指纹图 谱与参考指纹谱图之间的光谱距离，所述阀值Z的计算公式为阀值=最大匹配值+X*Sdev， 其中，Sdev为各光谱与平均光谱距离的标准偏差，0. 26彡X彡0. 28。
3. 根据权利要求1所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于，构建不 同产地带鱼的指纹图谱的步骤包括： a) 带鱼样品的预处理：带鱼样品选择体表富有光泽、腮呈鲜红、粘液透明、眼球饱满、角 膜清晰的带鱼，取l〇_15g带鱼背部肌肉样品在0到-10°C下干燥12-18h，备用；然后加入 5-6倍带鱼质量的去离子水搅拌均与得到带鱼肉浆，用带鱼质量的0. 36-0. 97%的内切蛋白 酶、鱼肉浆质量的〇. 2-0. 33%的壳聚糖与鱼肉浆质量的0. 5-1. 35%的茶多酚溶液，35-40°C 下搅拌30-50min，pH为5. 5-8. 5 ;搅拌结束后，调节pH至10-11. 2,保持30-45min后将pH 调节至中性，然后4000rpm下离心，取上清液，将上清液完全干燥后得到带鱼样品固体； b) 红外光谱采集及数据处理：称取步骤a)得到的带鱼样品固体1. 2-4. 5g，研磨粉碎， 过40目筛，然后用红外光谱仪采集红外光谱，然后用OPUS5. 0软件进行预处理，光谱以OPUS 格式保存，然后进行聚类分析。
4. 根据权利要求3所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于，内切蛋 白酶为木瓜蛋白酶、Neutrase或Alcalase中的一种。
5. 根据权利要求1或3所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于，采集 近红外光谱时，采用光纤反射采样，将光纤探头直接接触带鱼样品，压实后采样。
6. 根据权利要求1或2或3所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于， 红外光谱仪的扫描范围4000-12000^1^,分辨率3. 5 cnT1，扫描次数40次。
7. 根据权利要求1或2或3或4所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征 在于，带鱼样品用红外光谱仪检测，重复测定5次，取5次扫描的平均光谱作为带鱼样品的 最终指纹图谱。
8. 根据权利要求2所述的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其特征在于，匹配值Y 与阀值Z越接近，则表明待测带鱼所属产地。
9. 根据权利要求1或2或3或4或8所属的一种红外光谱法检测带鱼产地的方法，其 特征在于，构建参考指纹谱图的带鱼的产地为舟山、大连、青岛、漳州、印度洋。
【文档编号】G01N21/25GK104101570SQ201410186640
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】周宇芳, 郑斌, 杨会成, 相兴伟, 钟明杰, 廖妙飞, 孟志娟 申请人:浙江省海洋开发研究院