一种快速检测带鱼产地的方法

一种快速检测带鱼产地的方法
【专利摘要】本发明涉及一种快速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标准指纹图谱；（2）根据标准指纹图谱建立不同产地带鱼的判别函数；（3）以相同方法建立待测带鱼的指纹图谱；（4）根据待测带鱼指纹图谱上吸收峰的透过率值代入步骤（2）得到的判别函数中，比较判别函数值以确定待测带鱼的产地。本发明利用FTIR光谱技术建立了带鱼及其醇提物的FTIR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93.1%以上。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测带鱼产地的技术，尤其涉及一种操作简单、检测效率高、检测结果 可靠性好、快速、精确度高基于傅里叶变换红外光谱的快速检测带鱼产地的方法。 一种快速检测带鱼产地的方法

【背景技术】
[0002] 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）。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。


【发明内容】

[0007] 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、精确度高基于 傅里叶变换红外光谱的快速检测带鱼产地的方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种快速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标准指纹图谱； (2)根据标准指纹图谱建立不同产地带鱼的判别函数；（3)以相同方法建立待测带鱼的指 纹图谱；（4)根据待测带鱼指纹图谱上吸收峰的透过率值代入步骤（2)得到的判别函数中， 比较判别函数值以确定待测带鱼的产地； 判别函数的公式分别为： ΡΛ-- =-112. 862X1+734. 682X2+134. 988X3+203. 326X4-862. 139X5-814. 190X6+457. 559X7+ 128. 422X8-819. 231 ； F±a =-80. 112X1+627. 195X2+105. 754Xs+33. 627X4-461. 722X5-337. 939X6+228. 539X7+28 7. 496X8-682. 083 ； F# ^=-143. 427X1+613. 374X2+45. 232X3+251. 439X4-889. 723X5-1137. 434X6+537. 397X7+ 79. 495X8-872. 432 ； F, H =-230. 062X1+839. 807X2+130. 422X3+41. 322X4-751. 093X5-120. 438X6+141. 882X7+3 61. 757X8-712. 851 ； F 印度洋=-201. 133X^1101. 553X2+307. 993X3+209. 612X4-1179. 414X5-733. 542X6+320. 943 X7+150.712X8-1249. 043 ； 式中Xi为3013. 3-3012. 2CHT1处吸收峰的透过率值，X2为2925. 2-2924. 3CHT1处吸收峰 的透过率值，X3为1745. 7-1744. 8cm-1处吸收峰的透过率值，X4为1597. 8-1594. 3cm-1处吸 收峰的透过率值，X5为1465. 1-1463. 3CHT1处吸收峰透过率值，X6为1095. 6-1093. 2CHT1处 吸收峰的透过率值，X7指1048. 5-1046. 9cm-1处吸收峰的透过率值，X8为649. 8-645. 9cm-1 处吸收峰的透过率值。
[0009] 在本技术方案中，采用了冷冻干燥技术，采用FTIR红外光谱法结合化学计量法对 不同产地的带鱼原材料和醇提物进行检测分析，结合二维导数图谱，建立不同产地带鱼的 红外光谱特征谱图组。
[0010] 带鱼的主要成分有蛋白质、脂肪，其中脂肪多为不饱和脂肪酸，还含有一定的 尼克酸、核黄素、硫胺素等。带鱼红外光谱图呈阶梯状分布，主要分为三个区域：4000? 2800 cnT1 ;1800?800 cnT1 ;800?400 cnT1。第一波段区域主要有3个吸收峰，3299. 81? 3295. 46CHT1是蛋白质N-H伸缩振动及不饱和脂肪酸中=C-H伸缩振动引起，该吸收峰较宽、 强度较大；2929. 08?2928. (McnT1吸收峰为亚甲基CH2顺式伸缩振动引起，吸收峰强度中 等；2874. 20?2873. 60 cnT1代表亚甲基CH2的反式伸缩振动，弱吸收峰。第二波段区域吸 收峰数较多，1654. 79?1651.66(31^1为酰胺I键特征吸收(蛋白质酰胺键C = 0伸缩振 动及N-H面内弯曲振动与部分C-N伸缩振动偶合产生）和不饱和脂肪酸C = C伸缩振动而 产生，吸收峰很强；1543. 57?1538. 80CHT1为酰胺II键的特征，由N-H振动和C-N伸缩振 动引起，吸收强度中等；1454. 68?1453. 57CHT1处弱吸收峰由酯C-0-C伸缩振动引起。第 三波段区域的吸收峰较少，而且吸收峰强度较弱，主要为物质的弯曲振动及变角振动，其中 612. 95?607. 99 cnT1为C-OH面外弯曲振动导致。
[0011] 利用平均值法建立了 5个产地带鱼醇提物FTIR指纹图谱共有模式，同时建立5个 产地带鱼的判别函数。在1800?400CHT1波数区间，通过一阶导数和标准归一化处理后，建 立主成分分析模型，结合二维、三维图进行了研究，并得到较为理想的结果，样品间化学成 分及含量的差异与其所处的地理位置、水文环境存在一定的相关性。二阶导数谱图的对比 分析进一步说明了不同产地样品间化学成分及含量存在差别。利用FTIR光谱技术结合主 成分分析法及二阶导数能直观找出不同产地样品的差异，其结果对于产品原产地的保护， 提高产品市场竞争力具有重要意义。
[0012] 作为优选，构建不同产地带鱼标准指纹图谱的方法包括以下步骤： a) 带鱼样品制备：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1. 5-5. 0g带鱼背部肌肉样品在0到-10°C下干燥12-18h，备用； b) FTIR光谱测定：准确称取步骤a)中冷冻干燥后的带鱼样品1-1. 2g，研磨过40-50 目筛，精确称取l.Omg过筛后的带鱼样品，按照质量比带鱼样品：KBr=l:120,将带鱼样品与 KBr加入研钵中，研磨均匀后压制带鱼样品片，以KBr为背景进行累积扫描40次，平行测定 5次。
[0013] 在本技术方案中，利用平均值法建立了 5个产地带鱼FTIR指纹图谱共有模式。各 产地谱图整体峰型较为相似，吸收峰的相对峰高有一定差异。在400-3500(31^1波长范围内， 通过一阶导数和标准归一化处理后，进行聚类分析，结果表明各产地样品基本聚为一类。对 分辨率较高的二阶导数光谱图进行对比，可以看出各产地样品在吸收峰位置和强度差异较 为明显，可以有效鉴别带鱼的产地来源。
[0014] 作为优选，构建不同产地带鱼标准指纹图谱的方法包括以下步骤： a) 样品溶液的制备：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1. 5-5. 0g带鱼背部肌肉样品在0到-10°C下干燥12-18h，备用；称取冷冻干燥后的带 鱼样品1-1. 2g，研磨过40-50目筛，加入无水乙醇，超声振荡l-2h，过滤干燥，然后用甲醇溶 解并定容至200mL，0. 34 μ m滤膜过滤后备用，得到样品溶液； b) FTIR光谱测定：压制KBr空白片，将步骤a)得到的样品溶液4-6滴滴在KBr压片 上，干燥后置于傅里叶变换红外光谱中进行测定，以KBr为背景进行累积扫描40次，平行测 定5次，然后经自带软件进行分析，得到标准指纹图谱。
[0015] 在本技术方案中，利用平均值法建立了 5个产地带鱼醇提物FTIR指纹图谱共有模 式，同时建立5个产地带鱼的判别函数。在400-35000^1波长范围内间，通过一阶导数和标 准归一化处理后，建立主成分分析模型，结合二维、三维图进行了研究，并得到较为理想的 结果，样品间化学成分及含量的差异与其所处的地理位置、水文环境存在一定的相关性。二 阶导数谱图的对比分析进一步说明了不同产地样品间化学成分及含量存在差别。因此，利 用FTIR光谱技术结合主成分分析法及二阶导数能直观找出不同产地样品的差异，其结果 对于产品原产地的保护，提高产品市场竞争力具有重要意义。
[0016] 作为优选，步骤a)所用的带鱼的产地为舟山、大连、青岛、漳州、印度洋。
[0017] 作为优选，步骤b)中对带鱼样品片与样品溶液片平行测定5次得5个一维光谱图， 取5个一维光谱图的平均谱图作为带鱼样品片与样品溶液片的一维光谱图，所有一维光谱 图均扣除KBr背景光谱。
[0018] 作为优选，求出波长范围在400-3500 cnT1带鱼样品片与样品溶液片一维光谱图的 二阶导数图谱，并建立判别函数。
[0019] 作为优选，待测带鱼通过傅里叶变换红外光谱得到指纹谱图后，将指纹谱图吸收 峰的透过率值代入判别函数中，得到F值最大，则表明该待测带鱼为该产地带鱼。
[0020] 作为优选，求出波长范围在645-3000 cnT1带鱼样品片与样品溶液片一维光谱图的 二阶导数图谱，并建立判别函数。
[0021] 本发明的有益效果是： 1) 本发明利用FTIR光谱技术建立了带鱼及其醇提物的FTIR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93. 1%以上。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1是实施例1得到的标准指纹图谱。
[0023] 图2是实施例2得到的标准指纹图谱。
[0024] 图3是实施例2得到的二阶导数光谱图。

【具体实施方式】
[0025] 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。
[0026] 构建不同产地带鱼标准指纹图谱的来源见下表。
[0027] 表1、不同产地带鱼样品来源

【权利要求】
1. 一种快速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 的标准指纹图谱；（2)根据标准指纹图谱建立不同产地带鱼的判别函数；（3)以相同方法建 立待测带鱼的指纹图谱；（4)根据待测带鱼指纹图谱上吸收峰的透过率值代入步骤（2)得 到的判别函数中，比较判别函数值以确定待测带鱼的产地； 判别函数的公式分别为： ΡΛ-- =-112. 862X1+734. 682X2+134. 988X3+203. 326X4-862. 139X5-814. 190X6+457. 559X7+ 128. 422X8-819. 231 ； F±a =-80. 112X1+627. 195X2+105. 754Xs+33. 627X4-461. 722X5-337. 939X6+228. 539X7+28 7. 496X8-682. 083 ； F# ^=-143. 427X1+613. 374X2+45. 232X3+251. 439X4-889. 723X5-1137. 434X6+537. 397X7+ 79. 495X8-872. 432 ； F, H =-230. 062X1+839. 807X2+130. 422X3+41. 322X4-751. 093X5-120. 438X6+141. 882X7+3 61. 757X8-712. 851 ； F 印度洋=-201. 133X^1101. 553X2+307. 993X3+209. 612X4-1179. 414X5-733. 542X6+320. 943 X7+150.712X8-1249. 043 ； 式中Xi为3013. 3-3012. 2CHT1处吸收峰的透过率值，X2为2925. 2-2924. 3CHT1处吸收峰 的透过率值，X3为1745. 7-1744. 8cm-1处吸收峰的透过率值，X4为1597. 8-1594. 3cm-1处吸 收峰的透过率值，X5为1465. 1-1463. 3CHT1处吸收峰透过率值，X6为1095. 6-1093. 2CHT1处 吸收峰的透过率值，X7指1048. 5-1046. 9cm-1处吸收峰的透过率值，X8为649. 8-645. 9cm-1 处吸收峰的透过率值。
2. 根据权利要求1所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，构建不同产地 带鱼标准指纹图谱的方法包括以下步骤： a) 带鱼样品制备：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1. 5-5. 0g带鱼背部肌肉样品在0到-10°C下干燥12-18h，备用； b) FTIR光谱测定：准确称取步骤a)中冷冻干燥后的带鱼样品1-1. 2g，研磨过40-50 目筛，精确称取1. 〇mg过筛后的带鱼样品，按照质量比带鱼样品：KBr=l: 120,将带鱼样品与 KBr加入研钵中，研磨均匀后压制带鱼样品片，以KBr为背景进行累积扫描40次，平行测定 5次。
3. 根据权利要求1所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，构建不同产地 带鱼标准指纹图谱的方法包括以下步骤： a) 样品溶液的制备：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1. 5-5. 0g带鱼背部肌肉样品在0到-10°C下干燥12-18h，备用；称取冷冻干燥后的带 鱼样品1-1. 2g，研磨过40-50目筛，加入无水乙醇，超声振荡l-2h，过滤干燥，然后用甲醇溶 解并定容至200mL，0. 34 μ m滤膜过滤后备用，得到样品溶液； b) FTIR光谱测定：压制KBr空白片，将步骤a)得到的样品溶液4-6滴滴在KBr压片 上，干燥后置于傅里叶变换红外光谱中进行测定，以KBr为背景进行累积扫描40次，平行测 定5次，然后经自带软件进行分析，得到标准指纹图谱。
4. 根据权利要求2或3所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，步骤a)所 用的带鱼的产地为舟山、大连、青岛、漳州、印度洋。
5. 根据权利要求1所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，步骤b)中对带 鱼样品片与样品溶液片平行测定5次得5个一维光谱图，取5个一维光谱图的平均谱图作 为带鱼样品片与样品溶液片的一维光谱图，所有一维光谱图均扣除KBr背景光谱。
6. 根据权利要求1或5所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，求出波长 范围在400-3500 cnT1带鱼样品片与样品溶液片一维光谱图的二阶导数图谱，并建立判别函 数。
7. 根据权利要求1所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，待测带鱼通过 傅里叶变换红外光谱得到指纹谱图后，将指纹谱图吸收峰的透过率值代入判别函数中，得 到F值最大，则表明该待测带鱼为该产地带鱼。
8. 根据权利要求6所述的一种快速检测带鱼产地的方法，其特征在于，求出波长范围 在645-3000 cnT1带鱼样品片与样品溶液片一维光谱图的二阶导数图谱，并建立判别函数。
【文档编号】G01N21/3563GK104101579SQ201410186263
【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, 相兴伟, 杨会成, 肖金星, 孟志娟 申请人:浙江省海洋开发研究院