動物源性肉骨粉的種屬鑒別方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及動物源性飼料成分的鑒別分析領域，特別設及一種動物源性肉骨粉的 種屬鑒別方法和系統。
【背景技術】
[0002] 肉骨粉作為飼料中的蛋白來源已廣泛用于動物飼料中。在動物飼料中添加肉骨粉 不僅可W滿足動物高生產性能的需要，還可W提高飼料利用率。然而，自1985年瘋牛病于英 國爆發后，為了高效防范瘋牛病，從源頭上切斷瘋牛病的傳播途徑，世界各國紛紛制定相關 措施并通過法律、法規控制肉骨粉等動物源性飼料的使用。為了更好地實施飼料產業的可 持續發展和循環利用，細化至不同種屬之間是否相互飼用是動物源性飼料禁用法律法規的 必然發展趨勢，而不同種屬肉骨粉的有效鑒別一直是動物源性飼料檢測的瓶頸問題。要滿 足飼料及飼料添加劑質量安全監管需求，確保相關法律法規的有效實施，科學可靠的檢測 技術和方法是重要的保障。
[0003] 目前，國際范圍內通用的飼料中動物源性成分檢測標準方法主要有兩種：W組織 學特性為基礎的顯微鏡分析法和WDNA為基礎的聚合酶鏈反應法。其中顯微鏡分析法檢測 假陽性率低、檢出限低、分析熱穩定性好，是自2003年W來歐盟官方一直認定的飼料中動物 源性成分的標準檢測方法。
[0004] 但顯微鏡分析法主要是基于骨顆粒的顯微組織特性進行肉骨粉的鑒別，檢測所需 時間長，并且檢測結果準確性完全依賴于實驗人員的經驗，沒有明確的標準，所W目前基于 顯微鏡觀察雖可W鑒別出飼料或魚粉中含有肉骨粉成分，但卻很難進一步判定其骨顆粒的 種屬來源。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是如何快速準確地確定動物源性肉骨粉的種屬來源。
[0006] 為此目的，本發明提出了一種動物源性肉骨粉的種屬鑒別方法，包括：
[0007] 獲取已知來源的不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖像提 取并計算骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據；
[000引根據所述骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據與所述不同種屬肉骨 粉試樣的對應關系，建立動物源性肉骨粉的種屬判別分析模型；
[0009] 獲取待測肉骨粉樣本的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖像計算待測肉骨粉樣 本的骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據，通過所述種屬判別分析模型反演 確定所述待測肉骨粉樣本的種屬來源。
[0010] 其中較優的，所述獲取已知來源的不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像，根 據所述顯微圖像提取并計算骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據具體包括：
[0011] 通過冷CC時暴像頭拍攝放大100-200倍的所述骨顆粒的顯微圖像；
[0012] 對所述顯微圖像進行圖像處理提取骨顆粒表面代表性腔隙的顯微輪廓；
[0013] 通過所述顯微輪廓計算所述骨顆粒表面的腔隙的面積和/或周長特性數據。
[0014] 其中較優的，所述建立動物源性肉骨粉的種屬判別分析模型包括:采用回歸法、留 一交互驗證法、最小二乘判別分析法建立所述種屬判別分析模型。
[001引其中較優的，該方法還包括：
[0016] 對所述種屬判別分析模型進行驗證，具體步驟如下：
[0017] 收集已知種屬的肉骨粉試樣；
[0018] 獲取所述已知種屬的肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖像提取并 計算骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據；
[0019] 根據所述已知種屬的肉骨粉試樣的骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性 數據，通過建立的所述種屬判別分析模型驗證所述肉骨粉試樣的種屬來源是否是所述已知 種屬。
[0020] 其中較優的，該方法還包括：
[0021] 計算正確判別率和識別率評價所述種屬判別分析模型的好壞。
[0022] 其中較優的，所述正確判別率和所述識別率采用W下公式進行計算：
[0023] 識別率= PAA PA+ND)
[0024] 正確判別率=正確判別試樣數/總試樣數X 100%
[002引其中，PA為判別陽性樣品數，ND為判別假陰性樣品數。
[0026] 其中較優的，根據所述顯微圖像提取并計算骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或 周長特性數據還包括：
[0027] 刪除預設范圍W外的所述面積和/或周長數據。
[002引另一方面，本發明還提供了一種動物源性肉骨粉的種屬鑒別系統，包括：
[0029] 樣本獲取單元，用于獲取已知來源的不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像， 根據所述顯微圖像提取并計算骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據；
[0030] 建模單元，用于根據所述骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據與所 述不同種屬肉骨粉試樣的對應關系，建立動物源性肉骨粉的種屬判別分析模型；
[0031] 檢測單元，用于獲取待測肉骨粉樣本的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖像計 算待測肉骨粉樣本的骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據，通過所述種屬判 別分析模型反演確定所述待測肉骨粉樣本的種屬來源。
[0032] 本發明動物源性肉骨粉的種屬鑒別方法和系統，通過顯微圖像處理技術獲取肉骨 粉骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據，可直觀并顯著體現不同種屬飼用肉 骨粉的差異特性;利用回歸法和留一法交互驗證建立不同種屬飼用肉骨粉偏最小二乘種屬 判別分析模型，并通過識別率和獨立驗證集的正確判別率兩個指標進行評價，有效保證判 別模型穩定性的同時并直觀顯示模型的鑒別分析能力;本發明將骨顆粒表面代表性腔隙的 面積和/或周長數據與種屬來源信息相關聯，可實現禽類和哺乳動物源肉骨粉的有效鑒別 分析，可豐富我國飼料質量安全監管分析技術，有利于飼料產業的健康可持續發展。
【附圖說明】
[0033] 通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理 解為對本發明進行任何限制，在附圖中：
[0034] 圖I示出了本發明動物源性肉骨粉的種屬鑒別方法的流程示意圖；
[0035] 圖2示出了本發明動物源性肉骨粉的種屬鑒別系統的框架示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面將結合附圖對本發明的實施例進行詳細描述。
[0037] 如圖1所示，本發明提供了一種動物源性肉骨粉的種屬鑒別方法，包括:獲取已知 來源的不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖像提取并計算骨顆粒表 面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據;根據所述骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周 長特性數據與所述不同種屬肉骨粉試樣的對應關系，建立動物源性肉骨粉的種屬判別分析 模型;獲取待測肉骨粉樣本的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖像計算待測肉骨粉樣本 的骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據，通過所述種屬判別分析模型反演確 定所述待測肉骨粉樣本的種屬來源。
[0038] 下面對本發明的實施方式展開詳細描述。
[0039] SO:收集已知來源的不同種屬肉骨粉樣本。研究樣本可W為20份已知動物種屬的 動物源性飼用肉骨粉，為經相關質檢部口收集自國內和國外蛋白飼料企業的產品，樣本涵 蓋了豬源、雞源、牛源和羊源等動物源性飼用肉骨粉，其中豬、雞、牛和羊肉骨粉各5個。
[0040] SI:獲取已知來源的不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微圖 像計算所述不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據;其 中較優的，所述獲取已知來源的不同種屬肉骨粉試樣的骨顆粒的顯微圖像，根據所述顯微 圖像提取并計算骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據具體包括:通過冷CC時暴 像頭拍攝放大100-200倍的所述骨顆粒的顯微圖像;對所述顯微圖像進行圖像處理提取骨 顆粒表面的腔隙的顯微輪廓;通過所述顯微輪廓計算所述骨顆粒表面的代表性腔隙的面積 和/或周長數據。其中，代表性腔隙指具有清晰完整等特點的腔隙，清晰完整的腔隙利于找 到顯微輪廓，并進行后續的計算。具體的，采用歐盟標準方法EC/51/2013進行肉骨粉樣品骨 顆粒試樣的制備，并制備顯微鏡觀察玻片，每個肉骨粉骨顆粒試樣制備一個玻片;采用生物 顯微鏡（DM2500,德國妹卡公司）進行玻片觀察，放大倍數為100-200,采用冷CCD攝像頭 (DFC420C，德國妹卡公司）和專用軟件化eica Application Suite V3.30,德國妹卡公司） 拍攝目標骨顆粒的顯微圖像，每個玻片隨機拍攝5張圖像;采用Matlab軟件(R2010b，美國 Mathworks公司）基于所獲取的骨顆粒顯微圖像進行骨顆粒表面代表性腔隙的顯微組織特 性數據提取，每張顯微圖像隨機選取5個組織結構清晰的腔隙，精確提取腔隙輪廓后，計算 目標骨顆粒腔隙的面積和/或周長特性數據。其中較優的，根據所述顯微圖像提取并計算骨 顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據還包括:刪除預設范圍W外的腔隙的面積 和/或周長數據。具體的，采用平均值±1.96(標準差)進行異常值的判定和剔除后，共獲取 422組腔隙的面積和/或周長數據。
[0041] S2:根據所述骨顆粒表面代表性腔隙的面積和/或周長特性數據與所述不同種屬 肉骨粉試樣的對應關系，建立動物源性肉骨粉的種屬判別分析模型;其中較優的，所述建立 動物源性肉骨粉的種屬判別分析模型包括:采用回歸法、留一交互驗證法、最小二乘判別分 析法建立所述種屬判別分析模型。其中較優的，該方法還包括:對所述種屬判別分析模型進 行驗證，具體步驟如下:收集已知種屬的肉骨粉