一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法
【專利摘要】本發明涉及一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，所述方法包括構建不同產地帶魚的參考指紋圖譜；根據參考指紋圖譜對不同產地帶魚的波長范圍在4000-7000cm-1的原始光譜進行一階導數和矢量歸一化處理；以相同方法建立待測帶魚的指紋圖譜；將待測帶魚的指紋圖譜與參考指紋圖譜進行聚類分析，得到待測帶魚的產地。本發明利用紅外色譜法建立了帶魚的指紋圖譜，方法性考察表明該方法可靠、重復性較好，符合指紋圖譜的要求；檢測帶魚產地的方法操作簡單、檢測效率高、檢測結果可靠性好、快速、精確度高，準確率高達91.42%以上。
【專利說明】一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種操作簡單、檢測效率高、檢測結果可靠性好、快速、精確度高的紅 外光譜法檢測帶魚產地的方法。
[0002]
【背景技術】
[0003] 帶魚（rricAia/YAs 又稱牙帶、白帶魚、刀魚等，屬魚綱S盧形目帶魚科動 物，為暖溫性中下層集群洄游魚類，棲息于水深60-100m泥質海底，以各種魚類、毛蝦和烏 賊等為主要食物，有明顯的晝夜垂直移動現象，廣泛分布于世界的溫、熱帶海域（以印度洋 和西太平洋居多）。
[0004] 帶魚魚體顯著側扁，延長成帶狀，尾細長如鞭，一般體長6(Γ120厘米、體重 20(Γ400克。頭窄長而側扁，前端尖突。兩頜牙發達而尖銳。眼大、位較高，眼間隔平坦、中 間微凹。體表光滑，鱗退化成表皮銀膜，全身呈富有光澤的銀白色，背部及背鰭、胸鰭略顯青 灰色。背鰭長，起點于鰓孔后上角沿背部齊長，臀鰭不明顯，只有鰭棘刺尖外露。無腹鰭。
[0005] 帶魚肉嫩體肥、味道鮮美，只有中間一條大骨，無其他細刺，食用方便，營養價值 高，是倍受人們喜愛的一種海洋魚類。具有補虛、解毒、止血等功效，可用于體虛、乳汁分泌 不足、外傷出血等癥。同時，從帶魚表皮銀膜中提取的咖啡因，可做照相工業和醫藥工業原 料；提取的6-硫代鳥嘌呤制成藥或治急性白血病，胃癌及淋巴腫瘤等，帶魚肉還可制取水 解蛋白注射液。 帶魚是我國四大經濟魚類之一，我國東海、黃海、渤海、南海和北部灣均產，其中以東海 產量最大（70%，2006)，南海產量較少，浙江、山東沿海是產量較多的海區。1990年以前，東 海區最高年產量為52. 8萬噸（1974年)，浙江省為34萬噸，占東海區的64%，1974年后產 量開始滑坡，全省產量在20-30萬噸之間，1989年降至最低，只有19. 5萬噸。自1989年開 始，實施產卵帶保護區，并開發外海帶魚資源，1995年又開始伏季拖網和帆張網休漁措施， 是90年代以來的帶魚產量增長較快，從1990年24萬噸1995年上升到58萬噸，超過歷史 最高水平，2000年達到65萬噸，2010年達118萬噸。但是，帶魚產量的增長，并不意味著帶 魚資源的好轉，帶魚個體小型化，低齡化嚴重，冬汛捕撈群體當齡魚比例從1967年20. 5%， 1982年上升到59. 3%，90年代前期平均為71. 1%，90年代后期達到78. 2%，目前達到82. 3%， 可見帶魚捕撈群體以當齡的捕撈群體為主，帶魚產量的增長靠強化捕撈所得，帶魚資源處 于生長型過度捕撈狀態。
[0006] 舟山帶魚，由于其所處海域獨特的地理位置和水文環境，鮮度和質地同其他地區 相比獨占鰲頭，是全國首批海鮮類地理標志證明商標的擁有者。但是，一些不法商販為牟取 利益，常以其他產地的帶魚冒充舟山帶魚，以次充好，嚴重損害了消費者利益，破壞了舟山 海鮮的商譽。
[0007] 于1997年9月發表水產學報第21卷第3期中有一篇關于東海帶魚種群鑒別研究 的報道，通過對取樣于東海不同海區29批2168尾帶魚魚體的各項形態性狀的觀察、計測、 并應用數學方法對性狀差異進行統計比較和群體間聚類分析，結合有關資料進行綜合分 析。結果表明：東海帶魚，不論近海或外海的群體，相互間的形態特征基本酷似，呈現出密切 的關系，從而確認它們為同一種群。這種方法來檢測帶魚產地或者帶魚種群時間花費過久。 [0008]
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于為了解決現有帶魚產地難確定、沒有一種快速有效檢測帶魚產 地方法的缺陷而提供一種操作簡單、檢測效率高、檢測結果可靠性好、快速、精確度高的紅 外光譜法檢測帶魚產地的方法。
[0010] 為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案： 一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，所述方法包括（1)構建不同產地帶魚的參考指 紋圖譜；（2)根據參考指紋圖譜對不同產地帶魚的波長范圍在4000-7000(3!^的原始光譜進 行一階導數和矢量歸一化處理；（3)以相同方法建立待測帶魚的指紋圖譜；（4)將待測帶魚 的指紋圖譜與步驟（1)的參考指紋圖譜進行聚類分析，得到待測帶魚的產地。在本技術方 案中，近紅外（near-infrared spectroscopy, NIRS)是指介于可見區與中紅外區之間的電 磁波，其波數范圍為12000?4000CHT1。與經典的紅外光譜法相比，樣品無需壓片，可直接 進行檢測且檢測速度極快。近紅外檢測技術是一種快速無損綠色的分析方法，。本發明研 究了近紅外光譜檢測技術對來自5個產地的28個帶魚樣品進行聚類分析，建立不同產地指 紋圖譜，并對未知樣品進行分析，本發明操作簡單、檢測效率高、檢測結果可靠性好、快速、 精確度高。
[0011] 作為優選，步驟（4)中通過匹配值Y與閥值Z之間的大小來體現待測帶魚所 屬，匹配值Y為待測樣品的指紋圖譜與參考指紋譜圖之間的光譜距離，所述閥值Z的計 算公式為閥值=最大匹配值+X*Sdev，其中，Sdev為各光譜與平均光譜距離的標準偏差， 0. 26 彡 X 彡 0. 28。
[0012] 在本技術方案中，如果X值設定太大，閾值會相應的增大，不同類別間就會發生重 疊；X值太小，閾值的范圍會縮小，歸類時易把屬于該類的樣品排斥在外，發生錯判。
[0013] 作為優選，構建不同產地帶魚的指紋圖譜的步驟包括： a) 帶魚樣品的預處理：帶魚樣品選擇體表富有光澤、腮呈鮮紅、粘液透明、眼球飽滿、角 膜清晰的帶魚，取l〇_15g帶魚背部肌肉樣品在0到-10°C下干燥12-18h，備用；然后加入 5-6倍帶魚質量的去離子水攪拌均與得到帶魚肉漿，用帶魚質量的0. 36-0. 97%的內切蛋白 酶、魚肉漿質量的〇. 2-0. 33%的殼聚糖與魚肉漿質量的0. 5-1. 35%的茶多酚溶液，35-40°C 下攪拌30-50min，pH為5. 5-8. 5 ;攪拌結束后，調節pH至10-11. 2,保持30-45min后將pH 調節至中性，然后4000rpm下離心，取上清液，將上清液完全干燥后得到帶魚樣品固體； b) 紅外光譜采集及數據處理：稱取步驟a)得到的帶魚樣品固體1. 2-4. 5g，研磨粉碎， 過40目篩，然后用紅外光譜儀采集紅外光譜，然后用0PUS5. 0軟件進行預處理，光譜以OPUS 格式保存，然后進行聚類分析。
[0014] 作為優選，內切蛋白酶為木瓜蛋白酶、Neutrase或Alcalase中的一種。
[0015] 作為優選，采集近紅外光譜時，采用光纖反射采樣，將光纖探頭直接接觸帶魚樣 品，壓實后采樣。
[0016] 作為優選，紅外光譜儀的掃描范圍4000-12000CHT1，分辨率3. 5 cnT1，掃描次數40 次。
[0017] 作為優選，帶魚樣品用紅外光譜儀檢測，重復測定5次，取5次掃描的平均光譜作 為帶魚樣品的最終指紋圖譜。
[0018] 作為優選，匹配值Y與閥值Z越接近，則表明待測帶魚所屬產地。
[0019] 作為優選，構建參考指紋譜圖的帶魚的產地為舟山、大連、青島、漳州、印度洋。
[0020] 本發明的有益效果： 1) 本發明利用紅外色譜法建立了帶魚的指紋圖譜，方法性考察表明該方法可靠、重復 性較好，符合指紋圖譜的要求； 2) 本發明檢測帶魚產地的方法操作簡單、檢測效率高、檢測結果可靠性好、快速、精確 度高，準確率高達91. 42%以上。
[0021]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1是實施例1得到的平均近紅外光譜圖。
[0023] 圖2是不同產地帶魚樣品近紅外一階導數和矢量一化光譜圖。
[0024] 圖3是不同產地帶魚樣品聚類圖。
[0025]
【具體實施方式】
[0026] 以下通過具體實施例，對本發明做進一步的解釋： 本發明中，若非特指，所采用的原料均可從市場購得或是本領域常用的，下述實施例中 的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。
[0027] 構建不同產地帶魚標準指紋圖譜的來源見下表。
[0028] 表1、不同產地帶魚樣品來源
【權利要求】
1. 一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于，所述方法包括（1)構建不 同產地帶魚的參考指紋圖譜；（2)根據參考指紋圖譜對不同產地帶魚的波長范圍在 4000-7000(3!^的原始光譜進行一階導數和矢量歸一化處理；（3)以相同方法建立待測帶魚 的指紋圖譜；（4)將待測帶魚的指紋圖譜與步驟（1)的參考指紋圖譜進行聚類分析，得到待 測帶魚的產地。
2. 根據權利要求1所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于，步驟（4) 中通過匹配值Y與閥值Z之間的大小來體現待測帶魚所屬，匹配值Y為待測樣品的指紋圖 譜與參考指紋譜圖之間的光譜距離，所述閥值Z的計算公式為閥值=最大匹配值+X*Sdev， 其中，Sdev為各光譜與平均光譜距離的標準偏差，0. 26彡X彡0. 28。
3. 根據權利要求1所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于，構建不 同產地帶魚的指紋圖譜的步驟包括： a) 帶魚樣品的預處理：帶魚樣品選擇體表富有光澤、腮呈鮮紅、粘液透明、眼球飽滿、角 膜清晰的帶魚，取l〇_15g帶魚背部肌肉樣品在0到-10°C下干燥12-18h，備用；然后加入 5-6倍帶魚質量的去離子水攪拌均與得到帶魚肉漿，用帶魚質量的0. 36-0. 97%的內切蛋白 酶、魚肉漿質量的〇. 2-0. 33%的殼聚糖與魚肉漿質量的0. 5-1. 35%的茶多酚溶液，35-40°C 下攪拌30-50min，pH為5. 5-8. 5 ;攪拌結束后，調節pH至10-11. 2,保持30-45min后將pH 調節至中性，然后4000rpm下離心，取上清液，將上清液完全干燥后得到帶魚樣品固體； b) 紅外光譜采集及數據處理：稱取步驟a)得到的帶魚樣品固體1. 2-4. 5g，研磨粉碎， 過40目篩，然后用紅外光譜儀采集紅外光譜，然后用OPUS5. 0軟件進行預處理，光譜以OPUS 格式保存，然后進行聚類分析。
4. 根據權利要求3所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于，內切蛋 白酶為木瓜蛋白酶、Neutrase或Alcalase中的一種。
5. 根據權利要求1或3所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于，采集 近紅外光譜時，采用光纖反射采樣，將光纖探頭直接接觸帶魚樣品，壓實后采樣。
6. 根據權利要求1或2或3所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于， 紅外光譜儀的掃描范圍4000-12000^1^,分辨率3. 5 cnT1，掃描次數40次。
7. 根據權利要求1或2或3或4所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征 在于，帶魚樣品用紅外光譜儀檢測，重復測定5次，取5次掃描的平均光譜作為帶魚樣品的 最終指紋圖譜。
8. 根據權利要求2所述的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其特征在于，匹配值Y 與閥值Z越接近，則表明待測帶魚所屬產地。
9. 根據權利要求1或2或3或4或8所屬的一種紅外光譜法檢測帶魚產地的方法，其 特征在于，構建參考指紋譜圖的帶魚的產地為舟山、大連、青島、漳州、印度洋。
【文檔編號】G01N21/25GK104101570SQ201410186640
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】周宇芳, 鄭斌, 楊會成, 相興偉, 鐘明杰, 廖妙飛, 孟志娟 申請人:浙江省海洋開發研究院