基于脂质拉曼光谱的反刍动物源性饲料原料鉴别方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于动物源性饲料的鉴别领域，特别涉及一种利用拉曼光谱检测动物源性 饲料原料的鉴别分析方法。
【背景技术】
[0002] 疯牛病（牛海绵状脑病）是一种人畜共患病，其病原朊病毒可以通过食物链进行 传播。肉骨粉是牲畜屠宰后非食用组织经粉碎和高温处理后制成的动物源性蛋白饲料，具 有蛋白质含量丰富等特点，曾在饲料工业领域被广泛使用。已有研究表明疯牛病是由于使 用患病牛、羊等动物的肉骨粉添加在饲料中喂养反刍动物而引起的。为了防范疯牛病的传 播，世界各国纷纷制定相关法律、法规限制或禁止使用肉骨粉等动物源性饲料。肉骨粉是一 种营养价值较高的蛋白质饲料来源，常添加到饲料中用于补充谷物饲料的蛋白质不足。由 于国内蛋白质饲料产能不足，在利益的驱使下，非法进口和违禁添加等违规使用动物源性 饲料的行为屡禁不止，这不仅严重扰乱市场秩序，损害消费者的利益，也造成了很大的疯牛 病隐患。可见，控制肉骨粉的合理使用，禁止携带朊病毒肉骨粉的传播，是保障饲料安全、畜 牧业可持续发函、食品安全及人类健康的重要手段。因此对不同种属尤其是反刍动物源性 饲料的鉴别技术提出更高的要求。一方面，需细化至不同种属之间是否相互饲用动物源性 饲料；另一方面，需要有快速的鉴别方法，以适应大规模饲料生产的需要。
[0003]目前，国际范围内研究和应用较多的动物源性饲料检测技术主要有：以组织学特 性为基础的显微镜分析法、以蛋白质分析为基础的酶联免疫吸附分析法、以DNA分析为基 础的聚合酶链反应法以及以有机官能团分析为基础的近红外光谱检测分析技术。其中用于 官方仲裁检测的动物源性饲料检测标准方法主要为显微镜分析法和聚合酶链反应法，目前 我国主要采用聚合酶链反应法。上述这两种方法虽然可以进行不同种属动物源性成分的鉴 别分析，但均存在不同程度的局限性，单一使用难以满足高效准确的种属鉴别分析要求。显 微镜法没法进行反刍动物种属的检测，聚合酶链反应法可以进行反刍动物种属鉴别但自身 存在很多不足如温度敏感、假阳性高等问题。现有的近红外光谱技术都是基于原料进行检 测的，属于快速检测方法但检测精度都相对偏低，而且同样对于种属的鉴别分析有一定的 局限性。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于脂质特性的拉曼光谱的反刍动物源 性饲料原料鉴别方法。
[0005] 本发明所述的动物源性饲料原料包括陆生动物肉骨粉、陆生动物肉粉、陆生动物 骨粉和鱼粉等蛋白饲料。当前市场上动物源性饲料多为单一种属动物制成，本发明也是针 对多种不同的单一种属动物制成的动物源性饲料原料进行鉴别分析。
[0006] 实现本发明目的的技术方案为：
[0007] -种基于脂质特性的拉曼光谱反刍动物源性饲料的鉴别方法，包括以下步骤：
[0008] 1)收集已知来源的不同种属动物源性饲料原料，磨碎制备为饲料样本；所述的动 物源性饲料原料包括陆生动物肉骨粉、陆生动物肉粉、陆生动物骨粉和鱼粉；
[0009] 2)利用索氏提取法从饲料样本中提取脂质样品；
[0010] 3)用傅里叶拉曼光谱仪采集脂质样品拉曼光谱信息数据，采集的光谱范围为 3600 到 400cmS
[0011] 4)依据步骤3)中所采集的脂质样品的拉曼光谱信息数据，建立反刍动物源性饲 料原料判别分析模型；
[0012] 5)评价步骤4)所建立的判别分析模型；
[0013] 6)提取待测动物源性饲料脂质样品，并采集拉曼光谱信息数据，输入步骤4)中所 建立的判别分析模型进行种属鉴别分析。
[0014] 其中，所述步骤1)中，陆生动物选自猪、牛、羊和鸡，分别代表哺乳动物、反刍动物 和禽类；对所收集的已知来源的不同种属动物源性饲料进行旋风磨粉碎，然后过1. 〇_筛。
[0015] 饲料原料粉碎后过1. 〇mm筛，以进行索氏提取。
[0016] 优选地，所述步骤3)中拉曼光谱的分辨率为4cm\扫描次数为60次。
[0017] 其中，所述步骤3)中对脂质样品的傅里叶拉曼光谱信息数据进行主成分分析。
[0018] 其中，所述步骤4)中，将脂质拉曼光谱信息与样品的种属来源信息相关联，采用 回归法和留一法交互验证，建立反刍动物源性饲料原料偏最小二乘判别分析模型。
[0019] 其中，步骤5)中，采用识别率Sensitivity和拒绝率Specificity两个指标对判 别模型进行评价，Sensitivity和Specificity越接近于1，判别模型精度越高；
[0020] Sensitivity=PA/(PA+ND) (1)
[0021] Specificity=ΝΑ/ (PD+NA) (2)
[0022] 式中：ΡΑ为判别阳性样品数，ND为判别假阴性样品数，ΝΑ为判别阴性样品数，PD 为判别假阳性样品数。例如，假设阳性样品为实验中的猪源样品，则阴性样品为实验中的非 猪源样品，假阴性为实际是猪源样品而被判断为非猪源样品，假阳性为实际是非猪源样品 而被判断为猪源样品。
[0023] 具体地，所述识别率Sensitivity和拒绝率Specificity为0· 85-1. 0时，所述判 别分析模型有效。
[0024] 其中，步骤6)中用索氏提取法提取待测动物源性饲料原料样品的脂质样品，用衰 减全反射方式采集脂质样品拉曼光谱信息基础数据，输入步骤4)中所建立的判别分析模 型进行反刍动物源性饲料原料的鉴别分析。
[0025] 进一步地，步骤6)中用索氏提取法提取待测动物源性饲料原料样品的脂质样品， 用傅里叶拉曼光谱仪采集脂质样品拉曼光谱信息基础数据，输入判别分析模型，鉴别待测 动物源性饲料原料样品属于鱼类、反刍动物、禽类还是哺乳动物。
[0026] 因为当前饲料市场只有牛羊骨粉被用于饲料原料，鉴别出饲料是否来源于牛羊， 就可有效地判定饲料的安全性。
[0027] 本发明的有益效果在于：
[0028] 1)本发明采用索氏提取法进行脂质样品提取，可常规、简便获取不同种属动物源 性饲料原料的预处理样品。
[0029] 2)本发明通过傅里叶变换技术进行脂质样品拉曼光谱信息基础数据的处理，可直 观并显著体现不同种属动物源性饲料原料脂质组成差异特性。
[0030] 3)本发明利用回归法和留一法交互验证建立不同种属动物源性饲料偏最小二乘 判别分析模型，并通过识别率Sensitivity和拒绝率Specificity两个指标进行评价，有效 保证判别模型稳定性的同时并直观显示模型的鉴别分析能力。
[0031] 4)本发明直接采集脂质样品的拉曼光谱，将光谱信息与种属来源信息相关联，可 实现反刍动物源性饲料原料的快速、有效鉴别分析，从而满足我国饲料质量安全监管对于 反刍动物源性饲料种属鉴别的分析要求，可保证在高效防范"疯牛病"的同时有效实施饲料 产业的可持续发展和循环利用。
【附图说明】
[0032] 图1为实施例1中基于脂质样品的拉曼光谱的不同种属动物源性饲料主成分分析 图。
[0033] 图2为实施例中PLS-DA模型判别结果。
【具体实施方式】
[0034] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神 和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
[0035] 若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0036] 实施例1
[0037] 1)研究样本收集与制备
[0038] 研究样本为70份已知动物种属的动物源性饲料，包括经相关质检部门收集自国 内和国外蛋白饲料企业的产品和自制样本两部分，样本涵盖了陆生动物肉粉、骨粉、肉骨粉 和鱼粉等，其中反刍动物源