专利名称：一种快速测定带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的方法
技术领域：
本发明属于食品快速检测技术领域，具体涉及一种快速测定带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的方法。
背景技术：
带鱼是我国沿海产量最高的一种经济鱼类，其肉嫩体肥、味道鲜美，具有很高的营养价值。将新鲜带鱼原料预处理后经采肉、漂洗、脱水搅拌冻结而成的鱼糜是具有较长保藏期的中间素材产品，被广泛用于鱼糕、鱼丸等鱼糜制品的生产。优质鱼糜，具有高蛋白、低脂肪、口感佳、白度好、杂点少、弹性好等优点。由于其蛋 白质含量高，脂肪含量低，易于消化吸收而深受消费者喜爱。近十年来，我国冷冻鱼糜、鱼糕的生产及其出口量逐年增加，2008年全国鱼糜制品产量将近10万吨。为了适应市场需要，通常在鱼糜中加入能提高鱼肉蛋白质耐冻结性的糖类和食品级磷酸盐，再经搅拌均匀后冻结，以冷冻鱼糜的形式保藏。磷酸盐可防止蛋白质冷冻变性并提高鱼糜的持水性，故磷酸盐含量对鱼糜品质有重要的影响。然而，摄入过多的磷酸盐会在肠道中形成难溶于水的正磷酸钙，从而降低钙的吸收，导致人体骨骼组织中钙的流失。如果这种情况持续时间长，还会造成发育迟缓、骨骼畸形等现象，特别对儿童的成长发育和老年人的身体健康尤其不利。所以必须严格控制鱼糜中的磷酸盐添加量，而根据传统方法测定磷酸盐含量的方法，不仅涉及较多的实验化学分析设备和化学试剂，还需破坏样品；尤其是检测时间长，难以达到大批量快速定量测定的目的。因此，建立合理、快速无损地测定鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的方法对评价鱼糜、鱼糕品质尤为重要。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种能够快速测定带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的方法。本发明通过以下技术方案解决上述技术问题这种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，其特征在于该方法包括a、建立带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量标准曲线；其步骤为以添加了不同含量混合磷酸盐及其助剂的若干个带鱼糜或鱼糕样品作为测试样品，记取每个样品的混合磷酸盐用量，将其作为带鱼糜或鱼糕样品磷酸盐的真实值；利用近红外光谱仪采集已添加混合磷酸盐及助剂的带鱼糜或鱼糕的近红外光谱反射率，得到带鱼糜或鱼糕磷酸盐含量的近红外光谱谱图；通过近红外光谱仪将若干个带鱼糜或鱼糕样品的磷酸盐的真实值和对应带鱼糜中磷酸盐的近红外光谱谱图拟合，得到带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量的标准曲线；b、预测带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量所述b步骤包括用近红外光谱仪调用a步骤得到的带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的标准曲线，对a步骤得到的带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行分析，从而得到带鱼糜或鱼糕中含量的预测值。所述a步骤中采用的混合磷酸盐及其助剂，是由按I : I比例的三聚磷酸钠、焦磷酸钠，以及以带鱼糜总重4%的蔗糖、4%的山梨醇充分混合均匀配制的。所述a步骤中近红外光谱仪的扫描谱区波数范围为4000-10000011'所述a步骤的将若干个带鱼糜中磷酸盐含量的真实值分别与对应带鱼糜中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 4800，5400 6600，7800 10000 ;光谱预处理方法为一阶求导；回归方法选用偏最小二乘法；主因子数是10。所述a步骤将若干个带鱼糕中磷酸盐含量的真实值分别与对应带鱼糕中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 4800，5400 6600，7800 10000 ;光谱预处理方法为隔两点一阶求导；回归方法选 用偏最小二乘法；主因子数是4。根据以上技术方案提出的这种快速测定带鱼糜或鱼糕磷酸盐含量的方法，通过先建立带鱼糜、鱼糕的磷酸盐含量的标准曲线，然后用该标准曲线对带鱼糜、鱼糕的磷酸盐的近红外光谱谱图进行分析，即可得到带鱼糜、鱼糕的磷酸盐含量的预测值。所使用的近红外光谱仪采集带鱼糜、鱼糕样品的近红外光谱反射率，具有无损伤、操作方便、快速的优点。
图I为带鱼糜磷酸盐含量的标准曲线图；图2为鱼糕磷酸盐含量的标准曲线图。
具体实施例方式为了顺利实施本发明，以使本领域技术人员能够充分的领略到快速测定带鱼糜、鱼糕中磷酸盐的含量，最重要的，就是要获得高精确度的带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的标准曲线，这需要从两个方面来完成一方面，以添加了不同含量混合磷酸盐及其助剂的若干个带鱼糜或鱼糕样品作为测试样品，记取每个样品的混合磷酸盐用量，将其作为带鱼糜或鱼糕样品磷酸盐的真实值。混合磷酸盐由三聚磷酸钠和焦磷酸钠按I : I比例配制，助剂为蔗糖和山梨醇，各按鱼糜总重量的4%配制。另一方面，还需要合理的设置近红外光谱仪中的一些对拟合结果产生影响的参数。本发明技术方案a步骤中，在对记取的若干个带鱼糜和鱼糕样品磷酸盐含量的真实值与对应带鱼糜和鱼糕样品磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数具体应当这样设定所述a步骤的将若干个带鱼糜中磷酸盐含量的真实值分别与对应带鱼糜中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 4800，5400 6600，7800 10000 ;光谱预处理方法为一阶求导；回归方法选用偏最小二乘法；主因子数是10。所述a步骤将若干个带鱼糕中磷酸盐含量的真实值分别与对应带鱼糕中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 4800，5400 6600，7800 10000 ;光谱预处理方法为隔两点一阶求导；回归方法选
用偏最小二乘法；主因子数是4。本发明经过研究发现，上述参数设定可以使近红外光谱仪在a步骤的拟合过程中得到可靠性最优的标准曲线，从而为本领域技术人员在使用本发明方法后即可得到高精确度的带鱼糜和鱼糕磷酸盐含量预测结果。本发明的预测方法具有较高的可行性的。一般说来，按照本发明方法建立带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量的标准曲线，然后用本发明b步骤对带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量进行 预测，得到相应的预测值。那么得到的预测值和真实值的相关系数(以横坐标为磷酸盐的真实值，并以纵坐标为利用本发明方法得到的预测值所作标准曲线，其相关系数越接近1，说明本发明方法的预测值和真实值越接近)分别在O. 98以上和O. 96以上。另外，用同一个带鱼糜和鱼糕磷酸盐含量的标准曲线对随机选上的拥有不同磷酸盐含量的带鱼糜和鱼糕采用本发明b步骤进行预测，同时也对这些随机选上的拥有不同磷酸盐含量带鱼糜和鱼糕采用GBT 5009. 87-2003进行测定，两种方法得到的结果用统计软件SPSS进行配对t检验，当设定置信度为95%时，利用本发明方法所得到的预测值与GBT5009. 87-2003法得到的测定值之间的差异不显著(p > O. 05)，这就说明本发明所述测定带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量的方法是可行的。本领域技术人员可以在应用本发明方法的过程中发现本发明方法的效率是极高的。一般，要准确预测带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量，本发明方法只需要I分钟左右，而直接用GBT 5009. 87-2003测定，检测过程则往往持续6小时以上。需要提醒本领域技术人员注意的是，市面上带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量一般都在一个特定的范围，例如，市面上带鱼糜和鱼糕的磷酸盐含量一般在0% -O. 5%之间，而本发明所述预测带鱼糜和鱼糕磷酸盐含量的方法可以用于对带鱼糜和鱼糕中特定磷酸盐含量的检测，对于上述特定的磷酸盐含量，本发明所述预测方法是适用的。以下给出应用本发明进行带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量的两个实施例。一、建立带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量标准曲线所述带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量标准曲线的建立需要选取多个带鱼糜、鱼糕样品，也即每个带鱼糜、鱼糕代表标准曲线上的一个点，因此，为了制定更为精准的标准曲线，本领域技术人员可以选择更多的带鱼糜、鱼糕样品参与标准曲线的建立，本实施例分别选取41个含有不同磷酸盐含量的带鱼糜、鱼糕参与本实施例带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量标准曲线
的建立。I.带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量标准曲线的建立(I).带鱼糜的样品制备将混合磷酸盐(三聚磷酸钠焦磷酸钠I : I)和鱼糜总重4%的蔗糖、4%的山梨醇充分混合均匀，将混合后的添加剂和200g的带鱼糜放入组织捣碎机内搅拌均匀，包装后 _18°C|t减。(2).带鱼糜样品磷酸盐含量的近红外光谱谱图的获得将添加了不同含量混合磷酸盐的41个带鱼糜样品(并将该记取的41个不同混合磷酸盐值作为参与拟合似的磷酸盐真实值)，分别放入NIRFlexN-500傅立叶变换近红外光谱仪中进行检测，获得相对应的磷酸盐含量的近红外光谱谱图，对于每一个带鱼糜样品，均可以采用以下操作来获得近红外光谱谱图取带鱼糜样品60g放入培氏培养皿中，充分压实，不能在玻璃皿底部存在直径大于等于O. 5mm的气泡。利用NIRFlex N-500傅立叶变换近红外光谱仪采集其近红外光谱反射率(R)，扫描谱区波数范围为^OO-lOOOOcnT1，扫描次数为32次，分辨率为8CHT1，以Spectralon为参照背景。(3).带鱼糜样品磷酸盐含量的真实值及相应近红外光谱谱图的拟合运行BUCHI公司的傅立叶变换近红外光谱仪(自带软件NIRCal5. 2)，将带鱼糜样品的磷酸盐含量真实值及带鱼糜样品磷酸盐含量的近红外光谱谱图输入，并将上述软件的参数设定为波数范围为4400 4800,5400 6600,7800 10000 ;光谱预处理方法为一阶求导；回归方法选用偏最小二乘法；主因子数是10。从而得到带鱼糜磷酸盐含量的标准曲线(见图I)图I中 表示定标集，□表示验证集。将参与带鱼糜磷酸盐含量标准曲线建立的所有样品按照定标集与验证集(验证集是为了标准曲线内部的验证)的比约2 I的比例进行分配，其中最大值和最小值选入定标集中。2.带鱼糜制品(鱼糕)磷酸盐含量标准曲线的建立①·鱼糕样品的制备鱼糜制品(鱼糕)的制备冷冻鱼糜一半解冻一添加配料一擂溃一成型一蒸煮一冷却一包装一贮藏②.鱼糕磷酸盐含量近红外光谱谱图的获得将冷藏的鱼糕平均切成两半，将切面放置于放样圈池上，利用近红外光谱仪的旋转器使样品池均匀旋转。光谱采集条件扫描温度为20°C 25°C，扫描谱区波数^OOcn^OOOOcnT1，光源为钨灯，检测器为珀耳贴温控INGaAs，扫描次数为32次，分辨率为8CHT1，以Spectralon为参照背景。采集反射强度，每4cm—1采集一个数据点。③.带鱼糜样品磷酸盐含量的测定值及相应近红外光谱谱图的拟合 运行BUCHI公司的傅立叶变换近红外光谱仪(自带软件NIRCal5. 2)，将鱼糕的磷酸盐含量真实值及鱼糕磷酸盐含量的近红外光谱谱图输入，并将上述近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 4800,5400 6600,7800 10000 ;光谱预处理方法为隔两点一阶求导；回归方法选用偏最小二乘法；主因子数是4。从而得到鱼糕磷酸盐含量的标准曲线(见图2)。图2中 表示定标集，□表示验证集。将参与鱼糕磷酸盐含量标准曲线建立的所有样品按照定标集与验证集(验证集是为了标准曲线内部的验证)的比约2 I的比例进行分配，其中最大值和最小值选入定标集中。二、待测带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量近红外光谱谱图的获得 冷冻鱼糜于4°C冰箱中过夜解冻，取60g样品放入培氏培养皿中，注意在装样的过程中，要充分压实，不能在玻璃皿底部存在直径大于等于0. 5mm的气泡。每个定标样品通过重新装样，连续扫描3次，将各个样品的真实值与所采集的光谱一一对应。将冷藏的带鱼鱼糕平均切成两半，将切面放置于放样圈池上，利用近红外光谱仪的旋转器使样品池均匀旋转。光谱采集条件扫描温度为20°C 25°C，扫描谱区波数范^OOcn^OOOOcnT1，光源为钨灯，检测器为珀耳贴温控INGaAs，扫描次数为32次，分辨率为8CHT1，以Spectralon为参照背景。采集反射强度，每4cm—1采集一个数据点。三、待测带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量的预测将得到的待测带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量的近红外光谱谱图输入，并用NIRCal5. 2近红外分析软件调用带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量的标准曲线对待测带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量近红外光谱谱图进行分析，从而得到待测带鱼糜、鱼糕的磷酸盐含量的预测值。四、可行性分析标准曲线的验证I.内部验证用参与建立标准曲线的约1/3样品(即13个带鱼糜、鱼糕样品)验证其余的约2/3样品(即28个带鱼糜、鱼糕样品)构成的标准曲线，所述内部验证涉及的四种标准曲线(即所述约1/3样品及约2/3样品的带鱼糜、鱼糕磷酸盐含量的标准曲线)构建的具体方法参见本实施例第一部分标准曲线的建立方法，在此，本实施例不再给出上述四种标准曲线图，仅给出具体验证结果(表I)。表I水分和蛋白质定标标准曲线的内部验证结果
权利要求
1.一种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，其特征在于该方法包括 a、建立带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量标准曲线； 其步骤为 以添加了不同含量混合磷酸盐及其助剂的若干个带鱼糜或鱼糕样品作为测试样品，记取每个样品的混合磷酸盐用量，将其作为带鱼糜或鱼糕样品磷酸盐的真实值； 利用近红外光谱仪采集已添加了混合磷酸盐和助剂的带鱼糜或鱼糕的近红外光谱反射率，得到带鱼糜或鱼糕磷酸盐含量的近红外光谱谱图； 通过近红外光谱仪将若干个带鱼糜样品的磷酸盐的真实值和对应带鱼糜中磷酸盐的近红外光谱谱图拟合，得到带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量的标准曲线； b、预测带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量的步骤 所述b步骤包括 用近红外光谱仪调用a步骤得到的带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的标准曲线，对a步骤得到的带鱼糜、鱼糕中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行分析，从而得到带鱼糜或鱼糕中含量的预测值。
2.根据权利要求I所述的一种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，其特征在于所述a步骤中采用的混合磷酸盐及其助剂，是由按I : I比例的三聚磷酸钠、焦磷酸钠，以及以带鱼糜总重4%的蔗糖、4%的山梨醇充分混合均匀配制的。
3.根据权利要求I所述的一种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，其特征在于a步骤中近红外光谱仪的扫描谱区波数范围为^OO-lOOOOcnT1。
4.根据权利要求I所述的一种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，其特征在于所述a步骤的将若干个带鱼糜中磷酸盐含量的真实值分别与对应带鱼糜中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 .4800,5400 6600,7800 10000 ;光谱预处理方法为一阶求导；回归方法选用偏最小二乘法；主因子数是10。
5.根据权利要求I所述的一种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，其特征在于所述a步骤将若干个带鱼糕中磷酸盐含量的真实值分别与对应带鱼糕中磷酸盐含量的近红外光谱谱图进行拟合的过程中，近红外光谱仪的参数设定为波数范围为4400 .4800,5400 6600,7800 10000 ;光谱预处理方法为隔两点一阶求导；回归方法选用偏最小二乘法；主因子数是4。
全文摘要
本发明涉及一种快速测定带鱼糜或鱼糕中磷酸盐含量的方法，本发明所提供的方法包括获得带鱼糜和鱼糕磷酸盐含量近红外光谱谱图的步骤以及预测带鱼糜和鱼糕中磷酸盐含量的步骤，采用本发明方法即可解决现有检测带鱼糜及鱼糕中磷酸盐含量的方法不能快速无损检测大批量样品的问题。
文档编号G01N21/35GK102636451SQ201210122498
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者刘源, 王锡昌, 董若琰 申请人:上海海洋大学