一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法技术

本发明专利技术公开了一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法，属于肉制品质量检测技术领域。本发明专利技术对冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法具体为：收集大西洋鲑鱼样本并编号，运用NIR技术进行数据采集；对数据进行预处理；利用PCA对预处理后的数据进行降维；采用化学计量学方法建立冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别模型；对未知待测大西洋鲑鱼样本进行数据采集，利用快速鉴别模型对未知待测大西洋鲑鱼样本的类别进行预测。采用本发明专利技术的方法对冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼进行鉴定，当主成分数为10，训练集和测试集识别率分别为100％、98.33％，可实现快速鉴别。

A Rapid Identification Method for Ice-Fresh Atlantic Salmon and Freeze-Thaw Atlantic Salmon

The invention discloses a fast identification method for frozen and thawed Atlantic salmon, belonging to the technical field of meat product quality detection. The method for rapid identification of frozen Atlantic salmon and frozen-thawed Atlantic salmon is as follows: collecting and numbering Atlantic salmon samples and using NIR technology to collect data; preprocessing data; dimensionality reduction of pretreated data by PCA; establishing a rapid identification model of frozen Atlantic salmon and frozen-thawed Atlantic salmon by chemometrics method; and No. The data of Atlantic salmon samples were collected, and the classification of unknown Atlantic salmon samples was predicted by fast discriminant model. When the principal component number is 10, the recognition rate of training set and test set is 100% and 98.33%, respectively, the method can realize rapid identification.

【技术实现步骤摘要】
一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法
本专利技术属于肉制品质量检测
，具体涉及一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法。
技术介绍
在我国市场上，三文鱼可分为海水的大西洋鲑鱼和淡水的虹鳟鱼，通常我们用做刺身的三文鱼都是从丹麦、挪威等国进口的大西洋鲑鱼。大西洋鲑鱼属于硬骨鱼纲鲑形目鲑亚目鲑科的种类，其肉质鲜美，胆固醇含量低，蛋白质含量高，富含多种营养要素，更具有丰富的脂肪酸，享有“水中珍品”、“鱼中至尊”美誉。随着人们食品保健意识的增强，国内市场对大西洋鲑鱼的需求量也越来越大。为了维持大西洋鲑鱼运输期间的品质并延长货架期，主要有冰鲜储运和冷冻储运两种方式。冰鲜大西洋鲑鱼指鱼捕捞宰杀后，一直储藏在0～4℃，未冷冻过的鱼，由于0～4℃的环境难以控制，运输成本高，因此冰鲜的大西洋鲑鱼售卖价格较高。冷冻大西洋鲑鱼主要指鱼捕捞宰杀后，保藏在-18℃以下的环境。低温环境容易控制，运输成本相对减少，因此，其售价明显低于冰鲜大西洋鲑鱼。大西洋鲑鱼经过冷冻之后货架期延长，但是鱼体内部形成冰晶，对肌细胞膜结构和组织结构造成机械损害，引起嫩度、肌肉持水力下降等不良现象，并且在解冻过程中，营养成分往往伴随着汁液流失而减少。而冰鲜大西洋鲑鱼肉质细腻并呈现橘红色，适合切片生食，营养物质和水分含量较高，虽然储存时间较短、价格较高，但是依旧深受广大消费者喜爱。因此，一些商贩为了谋取暴力，利用消费者对冰鲜大西洋鲑鱼喜爱的心理，往往将冰冻大西洋鲑鱼解冻后(冻融大西洋鲑鱼)冒充冰鲜大西洋鲑鱼进行销售，以次充好，而普通消费者对此无法辨别。这种做法不仅严重的损害消费者利益，还导致市场不公平竞争。目前常用的鉴别冰鲜鱼肉与冻融鱼肉的方法有感官检验、理化检验、微生物检验等。感官检验主要是指通过感官人员的眼、口、鼻、手等对鱼肉的颜色、口感、气味、形状、黏弹性等各项指标进行综合性评价，理化检验法是通过检测鱼死后在酶或微生物作用下蛋白质、脂肪等分解所生成的代谢物及理化特性的变化来评价鱼肉品质。微生物检验一般检测菌落总数、大肠菌群、沙门氏菌等致病菌的数量。感官检验容易受检验人员训练素质的限制而具有主观性、片面化的特点；理化检验法和微生物检验法虽然检测结果准确可靠，但往往操作过程烦琐、分析时间长、耗费大量的试剂、破坏样本。尽管常规检测方法能有效的识别冰鲜和冻融大西洋鲑鱼，但难以满足大批量样本的实时快速检测。因此寻找简便、快速、客观的现代分析技术是鉴别冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼、确保食品安全的必要条件。近红外光谱(NearInfraredSpectrometry，NIR)主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等含氢基团振动的倍频和合频吸收。近红外光谱区与有机分子中含氢基团振动的合频和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样本的近红外光谱，可以得到样本中有机分子含氢基团的特征信息，不同基团如甲基、亚甲基、苯环等或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，且同一基团的倍频与合频信息常可在近红外谱区的多个波段取得。与常规检测方法相比，NIR技术是一种间接分析技术，通过收集大量且具有代表性的标准样本，通过严格细致的化学分析测出必要的数据，再通过计算机建立数学模型，即定标，以最大限度反映被测样本群体常态分布规律，然后再通过该数学模型，预测未知样品的所需数据。其具有方便、快速、高效、准确和不破坏样本、不消耗化学试剂、不污染环境等优点，被广泛用于食品、农产品质量与安全检测。在肉品检测中，因为肉类中含有大量的蛋白质、脂肪、有机酸等有机物，所以通过对肉的光谱分析就能够得到大量的信息。国内外学者已做了有益探索，包括肉品掺假鉴别、微生物快速测定、肉品分级等的初步评定，而对冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼等方面做的研究较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，如：感官检验受检验人员训练素质的限制而具有主观性、片面化的特点；理化、微生物检验方法的操作过程烦琐、分析时间长、耗费大量的试剂、破坏样本等，本专利技术提供了一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法。具体的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法，按照下述步骤进行：(1)准备大西洋鲑鱼样本并编号，具体为不同批次的冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼样本；(2)运用近红外光谱(NIR)技术对步骤(1)中的大西洋鲑鱼样本进行光谱数据采集；(3)将步骤(2)采集得到的光谱信息按行排列成光谱矩阵，利用一阶导数(firstderivative,1stDer)、二阶导数(secondderivative,2ndDer)、均值中心化(meancentering，MC)、多元散射校正(multiplicativescattercorrection,MSC)、标准正态变量变换(standardnormalvariatetransformation,SNVT)和归一化(Normalization)6种预处理方法对光谱数据进行预处理；(4)利用主成分分析(principalcomponentanalysis，PCA)方法对步骤(3)中预处理后的光谱数据进行降维处理；(5)基于步骤(4)降维处理后的光谱数据，采用化学计量学的方法建立冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别模型；(6)对未知待测大西洋鲑鱼样本进行光谱信息采集，利用步骤(5)建立的快速鉴别模型对未知待测大西洋鲑鱼样本的类别进行快速鉴别。其中上述步骤(1)中，冰鲜大西洋鲑鱼样本是不同批次的法罗群岛大西洋鲑鱼；冻融大西洋鲑鱼样本是指将每批冰鲜大西洋鲑鱼进行7天的-18℃冷冻处理，然后将其进行解冻获取；其中上述步骤(2)光谱数据采集的具体方法为：利用AntarisⅡ型傅里叶变换近红外光谱仪(ThermoFisher，美国)，采用漫反射方式进行光谱扫描，扫描范围为10000-4000cm-1，扫描次数为16次，分辨率为8cm-1。其中上述步骤(3)光谱数据的预处理具体为：采用1stDer、2ndDer、MC、MSC、SNVT、Normalization方法，利用Matlab软件对光谱数据进行预处理。其中上述步骤(4)利用PCA方法对步骤(3)中预处理后的数据进行降维处理：首先对数据进行PCA处理，然后选取不同的主成分数作为模型的输入。其中上述步骤(5)中，所述化学计量学的方法为线性判别分析(lineardiscriminantanalysis,LDA)、反向传播人工神经网络(back-propagationartificialneuralnetwork,BPANN)、支持向量机(supportvectormachine,SVM)方法；优选反向传播人工神经网络(BPANN)方法。其中上述步骤(6)对未知待测大西洋鲑鱼样本的类别进行快速鉴别，采用NIR技术对待测大西洋鲑鱼样本进行光谱数据采集，然后将待测大西洋鲑鱼样本的数据先经过步骤(3)和(4)处理后带入步骤(5)已建立的快速鉴别模型中，利用Matlab处理软件完成大西洋鲑鱼类别的鉴别。本专利技术的冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法的对象为：冰鲜大西洋鲑鱼和冻融大西洋鲑鱼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法，其特征在于按照下述步骤进行：(1)准备大西洋鲑鱼样本并编号，具体为不同批次的冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼样本；(2)运用近红外光谱(NIR)技术对步骤(1)中的大西洋鲑鱼样本进行光谱数据采集；(3)将步骤(2)采集得到的光谱信息按行排列成光谱矩阵，利用一阶导数(first derivative,1st Der)、二阶导数(second derivative,2nd Der)、均值中心化(mean centering，MC)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNVT)和归一化(Normalization)6种预处理方法对光谱数据进行预处理；(4)利用主成分分析(principal component analysis，PCA)方法对步骤(3)中预处理后的光谱数据进行降维处理；(5)基于步骤(4)降维处理后的光谱数据，采用化学计量学的方法建立冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别模型；(6)对未知待测大西洋鲑鱼样本进行光谱信息采集，利用步骤(5)建立的快速鉴别模型对未知待测大西洋鲑鱼样本的类别进行快速鉴别。...

【技术特征摘要】
1.一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法，其特征在于按照下述步骤进行：(1)准备大西洋鲑鱼样本并编号，具体为不同批次的冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼样本；(2)运用近红外光谱(NIR)技术对步骤(1)中的大西洋鲑鱼样本进行光谱数据采集；(3)将步骤(2)采集得到的光谱信息按行排列成光谱矩阵，利用一阶导数(firstderivative,1stDer)、二阶导数(secondderivative,2ndDer)、均值中心化(meancentering，MC)、多元散射校正(multiplicativescattercorrection,MSC)、标准正态变量变换(standardnormalvariatetransformation,SNVT)和归一化(Normalization)6种预处理方法对光谱数据进行预处理；(4)利用主成分分析(principalcomponentanalysis，PCA)方法对步骤(3)中预处理后的光谱数据进行降维处理；(5)基于步骤(4)降维处理后的光谱数据，采用化学计量学的方法建立冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别模型；(6)对未知待测大西洋鲑鱼样本进行光谱信息采集，利用步骤(5)建立的快速鉴别模型对未知待测大西洋鲑鱼样本的类别进行快速鉴别。2.根据权利要求1所述的一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法，其特征在于其中步骤(1)中，冰鲜大西洋鲑鱼样本是不同批次的法罗群岛大西洋鲑鱼；冻融大西洋鲑鱼样本是指将每批冰鲜大西洋鲑鱼进行7天的-18℃冷冻处理，然后将其进行解冻获取。3.根据权利要求1所述的一种冰鲜大西洋鲑鱼与冻融大西洋鲑鱼的快速鉴别方法，其特征在于其中步骤(2)光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宗保，闫晓静，邹小波，杨雪，王悦，王宏利，李君奎，梁黎明，周轩，王天真，刘小裕，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32