基于拉曼光谱生鲜鸡肉中鲜味物质肌苷酸的快速检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及禽肉品质与安全检测技术领域，尤其涉及一种基于拉曼光谱生鲜鸡肉中鲜味物质肌苷酸的快速检测方法。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的不断提高和消费意识的改变，消费者对鸡肉品质的要求越来越高，对高端鸡肉制品的需求也越来越大，人们也更加关注肉品的风味、质地、营养、安全性等因素。鸡肉品质主要包括鸡肉的颜色、风味、持水性、PH值和嫩度等。其中，鸡肉风味品质评价则一直是相关行业研究的热点与难点，主要受主观感觉和客观技术等方面的限制。肌苷酸，又称次黄嘌呤核苷酸(Inosine Monophosphate，IMP)，是动物肌肉组织中重要的风味物质，其与鸡肉类食品鲜味的产生密切相关。研究已表明，肌肉中肌苷酸含量越高，鸡肉的味道越鲜美，风味也越好，肌苷酸含量已经成为鸡肉产品品质的一项重要指标。
[0003]传统的生鲜鸡肉肌苷酸含量检测方法主要有毛细管电泳法、薄层层析法和高效液相色谱法。毛细管电泳法存在分离度偏低、肌苷和腺苷单磷酸等相似物质的干扰问题；薄层层析法操作步骤繁琐、耗时长。HPLC方法较上述2种方法相对简单、测定精确，但仍然耗时耗力，难以实现在线检测，需要利用高腐蚀性化学试剂进行样本前处理工作，既对环境造成污染又不能满足鸡肉品质无损检测、实时分级的产业化发展需求。
[0004]光谱检测技术由于避免了传统化学方法破坏性、化学试剂污染和耗时耗力等缺点，在生鲜肉品质检测和安全评定上得到广泛应用，主要体现在生鲜肉的营养成分分析、食用品质检测与分级、品种鉴定与判断以及安全性评价等方面。生鲜鸡肉肌苷酸鲜味物质光谱检测研究过程中主要存在信号难获取以及具有肌苷酸相似基团其他物质会对肌苷酸特征光谱产生干扰等问题，难以实现定量研究。近年来，随着拉曼光谱学、仪器学、化学计量学、激光技术的不断发展，各种拉曼光谱增强手段使得拉曼光谱技术的应用范围日益广泛，在肉类品质检验方面的应用也开始逐步增多。拉曼光谱具有快速、无损、环保以及水或醇溶液干扰小等特点，特别有利于生物样本组织的检测。生鲜鸡肉样本和肌苷酸标准品对比拉曼光谱中显示出生鲜鸡肉样本中包含有丰富的信息和比较明显匹配的谱峰。因此，采用该技术对生鲜鸡肉肌苷酸进行快速检测分析具有可行性，利用优选的光谱特征变量建立对肌苷酸的预测模型，计算速度快，准确率较高，可以满足对生鲜鸡肉肌苷酸快速检测的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决鸡肉风味品质难以评价问题，和基于传统化学检测方法检测过程中难以快速大规模检测肌苷酸含量等难题，提供一种基于拉曼光谱生鲜鸡肉中鲜味物质肌苷酸的快速检测方法。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
通过优化拉曼光谱、比对肌苷酸标准品和生鲜鸡肉样本拉曼光谱，优选特征拉曼峰，对鸡肉肌苷酸建立预测模型，提高检测速度和效率。
[0007]具体地说，本方法包括下列步骤:
①测定肌苷酸标准品拉曼光谱
采用显微共焦拉曼光谱仪检测肌苷酸标准品拉曼谱图，设定激光波长633nm，激光功率为17mW，曝光时间为10s，扫描次数平均值为3次，采集得到肌苷酸标准品拉曼光谱，拉曼光谱范围为1000-4000cm S
②获取生鲜鸡肉样本拉曼光谱
活禽宰杀后，取鸡腿肉和鸡胸肉，采用切片机根据鸡肉纹理切取Imm厚薄均匀的鸡肉切片样本置于载玻片上，放置在显微拉曼光谱仪载物台后选择自动调节焦距调整显微拉曼激光探头，使样本位于探头正下方，多点采集样本测量点，设定激光输出功率为17mW，激光波长为633nm，曝光时间为10s，扫描次数平均值为3次，获取生鲜鸡肉拉曼光谱；
③利用化学法测定肌苷酸含量
按照国标GB/T19676-2005所述高效液相色谱法测定肌苷酸含量；
④进行拉曼光谱校正
在Reinshaw软件中去除样本拉曼谱线中宇宙射线无关谱峰及Baseline基线校正后，将同一切片样本不同采样点采集光谱以水的特征频谱作为内标进行校正由于同一切片采样微区含水量相等，则水的特征拉曼峰也应相等，由此校正由于光强不稳定及人工对焦差异等造成的光谱差异；
⑤优选肌苷酸特征峰
对比分析MP标准品及鸡肉样本拉曼光谱，分析鸡肉拉曼光谱中MP的拉曼光谱特征峰位置，通过对比可以得出 3728.33、3701.06、3592.0U3063.17、2936.24、2645.46、2623.07、1518.87和1323.25cm 1附近均比较明显匹配的拉曼峰；
⑥计算特征拉曼峰面积
将校正后的拉曼光谱在Matlab软件中经Savitzky-Golay平滑处理之后，针对优选后的拉曼特征峰通过积分求拉曼光谱图中相应曲线段的面积即为特征拉曼峰面积；
⑦建立肌苷酸含量的检测模型
利用特征拉曼峰面积对肌苷酸含量建立肌苷酸定量检测模型，利用预测值和真实值相关系数及校正集均方根误差评价检测模型的准确度。
[0008]本发明具有下列优点和积极效果:
通过显微拉曼光谱技术对鸡肉中鲜味物质肌苷酸的快速检测，寻找到一种有效、操作简单、花费及耗时较少的鸡肉鲜味物质肌苷酸快速检测方法；
该检测方法简单、安全和高效，可以适应产业化生产需要和消费者对产品质量的要求，满足在实际生产加工过程中鸡肉产品风味品质和新鲜度的评价需要。
【附图说明】
[0009]图1是本方法的工作流程图；
图2是肌苷酸标准品拉曼光谱和生鲜鸡肉平均拉曼光谱对比图(波数范围:1000-4000cm ” ；
图3是肌苷酸标准品拉曼光谱和生鲜鸡肉平均拉曼光谱对比图(波数范围:2600-4000cm； 图4是肌苷酸标准品拉曼光谱和生鲜鸡肉平均拉曼光谱对比图(波数范围:1000-2000cm；
图5是生鲜鸡肉特征拉曼峰面积计算示意图(波数范围:2600-4000cm:)；
图6是生鲜鸡肉特征拉曼峰面积计算示意图(波数范围:1000-2000cm 3。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例详细说明:
一 N方法
如图1，本方法包括下列步骤:
①测定肌苷酸标准品拉曼光谱I;
②获取生鲜鸡肉样本拉曼光谱2;
③利用化学法测定肌苷酸含量3;
④进行拉曼光谱校正4;
⑤优选肌苷酸特征峰5;
⑥计算特征拉曼峰面积6；
⑦建立肌苷酸含量的检测模型7。
[0011]二、实施例1、实施例1:市售某地方土鸡肌苷酸含量的检测
A、测定肌苷酸标准品拉曼光谱
采用Renishaw公司InVia型显微共焦拉曼光谱仪检测肌苷酸标准品拉曼谱图，激光波长633nm，激光功率17mW，曝光时间10s，扫描次数平均值3次，采集得到肌苷酸标准品拉曼光谱，拉曼光谱范围1000-4000(^11;
B、获取市售当日新鲜土鸡样本拉曼光谱
取鸡腿肉和鸡胸肉，采用切片机根据鸡肉纹理切取1_薄厚均匀的鸡肉切片样本，将样本置于载玻片放置在显微拉曼光谱仪载物台，选择自动调节焦距调整显微拉曼激光探头，使样本位于探头正下方，多点采集样本测量点。激光输出功率为17mW，激光波长633nm，设置曝光时间为10s，扫描次数平均值为3次，获取鸡肉拉曼光谱；
C、利用高效液相色谱法测定肌苷酸含量
按照国标GB/T19676-2005所述高效液相色谱法测定肌苷酸含量在2.81-3.50 mg/g ；
D、进行拉曼光谱校正
在Reinshaw软件中去除样本拉曼谱线中宇宙射线等无关谱峰及Baseline基线校正后，将同一切片样本不同采样点采集光谱以水的特征频谱作为内标进行校正，同一切片采样微区含水量相等，校正由于样本表面不均匀及人工对焦差异等造成的光谱差异；
E、优选肌苷酸特征峰
对比分析MP标准品及鸡肉样本拉曼光谱，分析鸡肉拉曼光谱中MP的拉曼光谱特征峰位置。通过对比可以得出 3728.33、3701.06、3592.0U3063.17、2936.24、2645.46、2623.07、1518.87和1323.25cm 1明显匹配的拉曼峰作为特征峰；
F、计算特征拉曼峰面积
将拉曼曲线在Matlab软件中经Savitzky-Golay平滑处理之后，针对优选后的特征拉曼峰通过积分求图中相应曲线段的面积即为特征拉曼峰面积；
G、建立肌苷酸含量的定量检测模型
利用特征拉曼峰面积对肌苷酸含量建立肌苷酸定量检测模型(公式I )，拉曼特征峰面积代入公式I即可得到肌苷酸含量:
Y=L 124+0.025ΑΓ0.123Α2+0.089A3~0.JOSA4-0.018Α5+0.064Αβ+0.082Α7+0.483Α8~0.0l
3Α9
其中，/为肌苷酸含量(mg/g)，為分别代表 3728.33、3701.06、3592.01、3063.17、2936.24、2645.46、2623.07、1518.87和1323.25cm 1处的峰面积，预测值和真实值相关系数达到0.991，预测集均方根误差RMSEP=0.0302mg/g，准确度较高。
[0012]2、实施例2:市售白羽鸡肌苷酸含量的检测
a、测定肌苷酸标准品拉曼光谱
采用Renishaw