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《上海海洋大学》 2017年
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基于波谱及其成像技术的鱼糜品种鉴定和品质评价

张先翼  
【摘要】:鱼糜作为重要的(水产)食品加工中间素材,营养价值大、经济效益高,已成为世界范围内广泛利用的食品原材料。面对人们日益增强的食品安全与质量保障意识,针对鱼糜品质分析和检测方法迫切需要革新。现有的检测手段往往以化学分析方法为主,存在指标单一、费时、费力且不环保等缺陷。根据红外光谱及其显微成像技术可以进行各种形态样品的直接、快速无损、多组分同时检测,实现样本的空间信息、光谱信息的同步获得等优点。本文综合利用中红外光谱及其成像结合智能感官评价与低场核磁共振及其成像技术等表征手段,获取鱼糜的营养成分组的整体红外光谱宏观指纹并探明鱼糜鱼种光谱识别机制,同时揭示鱼糜微观化学成分分布特征,得到快速分析识别鱼糜鱼种和品质,并进一步对白鲢鱼糜中两种常见的掺假物(大豆蛋白、淀粉)进行定性和定量判别分析。研究结果如下:(1)利用三级宏观红外光谱(一维红外光谱、二阶导数光谱及二维相关光谱)结合智能感官评价技术鉴定不同品种(红娘鱼糜、铜盆鱼糜、带鱼糜和杂鱼糜)海水鱼糜。不同鱼种鱼糜在物质组成与结构上的差异(如脂肪含量、蛋白质二级结构)具有不同的红外光谱宏观指纹(酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带和脂类物质吸收带)即识别机制。200个鱼糜样品(每种鱼糜50个)在红外光谱主成分分析模型中被成功区分,所建模型经过外部样品验证,证明模型可靠性强。电子眼和电子鼻能够有效的从色彩、气味指纹上将四种鱼糜进行辨别,区分指数分别达到98和82,区分效果良好。实验结果表明,以上技术方法能够快速、简便、整体的对不同鱼种鱼糜进行化学分类。(2)运用红外光谱三级鉴定法结合化学计量学对白鲢鱼糜中的大豆蛋白、淀粉进行定性和定量分析可知:通过分析一维红外光谱发现,随着鱼糜中掺入的大豆蛋白、淀粉含量的增加,图谱中脂肪特征峰、糖类特征峰都有显著的渐变趋势。表观分辨率更高的二阶导数谱对特定波数区域1710~1500 cm-1的蛋白质特征峰波段(大豆蛋白掺假)、1200~900 cm-1的糖类特征峰波段(淀粉掺假)的实验结果揭示了大豆蛋白和鱼糜蛋白中红外指纹特性的内在差异性,探索到红外宏观光谱对淀粉掺鱼糜的检测限是在1%~5%的浓度之间,对大豆蛋白掺鱼糜的检测限是在5mg/g~10 mg/g的浓度之间。二维相关红外光谱中特定成分(蛋白质、碳水化合物)波数段内自动峰的相对强度可以直观揭示纯鱼糜样本、纯掺假物样本和不同浓度掺假物鱼糜样本之间的差异性。基于红外光谱的偏最小二乘法定量模型可以准确快速的预测白鲢鱼糜中的大豆蛋白、淀粉的含量,相关系数(R2)都在0.99以上,大豆蛋白、淀粉模型校正均方根误差(RMSEC)分别为4.64、5.23,预测均方根误差(RMSEP)分别为4.89、5.95,定标效果和预测精度良好。(3)通过测定低场核磁T2值可以在宏观层面上反映不同品种鱼糜中的水分状态、组成和相对含量,结合低场核磁共振成像技术在微观层面上测定鱼糜中的质子密度可以反映鱼糜中的水分分布,从而综合分析四种鱼糜中的水分组成、分布及含量的差异性。同时与传统直接干燥法的测定结果进行对比分析,发现低场核磁共振技术与传统技术的测定结果高度吻合。通过红外光谱显微成像技术获取不同品种海水鱼糜中蛋白质成分的分布以及相对含量成像图,成功的从微观空间分辨角度对不同品种鱼糜进行表征和识别。
【学位授予单位】:上海海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TS254.7

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【参考文献】
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