公猪异味快速在线检测技术研究

摘要

由于人们对动物福利的关注越来越多，欧洲许多国家将禁止对公猪进行阉割，然而部分未经阉割的公猪具有消费者不可接受的异味，其主要由粪臭素和雄烯酮引起。目前，公猪异味主要依靠感官评定或者化学物质测定，但是两种方法之间存在一定偏差，并且还没有其他替代性的在线检测技术出现，而公猪异味检测研究在中国尚属空白。本论文主要研究目的是评估感官评定评价公猪异味的能力，分析脂肪酸与公猪异味物质之间的关系，以及对公猪异味感官评价的影响，同时研究公猪异味物质和脂肪酸在脂肪层的分布情况，探索光谱类方法在线检测公猪异味物质的可行性。具体研究内容和结果如下: 1.公猪异味感官评定与化学测定比较研究 本章主要评估了感官评定与化学测定之间的关系和差异。随机选择540个样本用于感官评定和化学测定。以化学测定为黄金标准，分别选择雄烯酮的含量≥1.5μg/g，粪臭素的含量≥0.2μg/g，为化学测定的低临界点，2.0μg/g和0.25μg/g为雄烯酮和粪臭素的高临界点。感官评分分别选择2分或者3分（0-5分制）作为临界点来评估其与化学测定值之间的一致性。同时本研究考虑了化学测定不确定阈值（±2×标准偏差）对其一致性评价的影响。结果表明，不同的临界点的选择以及不确定阈除却与否对感官评价与化学测定的一致性都有影响。本研究条件下，当选定高临界点（化学测定和感官测定）时，感官评定的敏感性和特异性加和以及两者之间平衡是最好的，分别为67.9％和94.9％。除去不确定阈的影响，其敏感性和特异性提高为74.3％和96.3％。结果表明与化学测定相比，感官评定存在一定的错判率。 2.公猪异味水平与脂肪酸之间的关系研究 本章主要研究了脂肪酸、公猪异味感官评分和公猪异味主要物质雄烯酮和粪臭素的化学测定三者之间的相互关系，并分析了脂肪酸对于感官评定与化学测定之间差异的贡献。结果表明，C10∶0和C24∶0与公猪异味感官评定得分显著相关，将其加入粪臭素和雄烯酮与感官评定之间的回归模型中发现，C10∶0显著提高了模型的决定系数(R2)，从0.41到0.46，但是C24∶0的加入反而降低了模型的决定系数。粪臭素与SFA显著相关，随着粪臭素含量的积累，SFA含量升高。而随着雄烯酮含量的升高，MUFA含量显著降低，PUFA含量显著升高(p＜0.001)。TP，FN，TN和FP的脂肪酸差异性分析结果显示，脂肪酸差异主要发生在雄烯酮和粪臭素含量高的组（FN和TP）与雄烯酮和粪臭素含量低的组（FP和TN）之间。通过多元分析PCA发现，脂肪酸对公猪异味化学测定值之间的分组（BH，HA，HS和BL）有一定贡献，可以对不同饲喂地点的样本进行分类，但是不能将不同水平的感官测定值（lo，mid和hi）进行分类，也不能解释公猪异味物质感官评定与化学测定之间的偏差。 3.不同脂肪层公猪异味物质和脂肪酸的分布 本章主要探索公猪异味主要物质和脂肪酸在脂肪内层和脂肪外层的分布情况。并分析了雄烯酮和粪臭素在脂肪内层和脂肪外层与脂肪酸之间的相关性，进一步比较了不同公猪异味分组（BH，HA，HS和BL）之间雄烯酮和粪臭素在脂肪内层和脂肪外层的差异性。结果表明，相比较于脂肪外层，雄烯酮和粪臭素在脂肪内层含量较高，但差异不显著。脂肪内层比脂肪外层含有显著多的SFA，显著少的MUFA，PUFA差异不显著。脂肪内层公猪异味物质与脂肪酸之间的相关性略优于脂肪外层，雄烯酮与脂肪酸间相关性优于粪臭素与脂肪酸间的相关性。另外，脂肪内层不同公猪异味分组间（BH，HA，HS和BL）的雄烯酮和粪臭素差异高于脂肪外层不同组间雄烯酮和粪臭素的差异。PCA结果表明，依靠脂肪酸可以将脂肪内层和脂肪外层分类。 4.公猪异味光谱学技术检测研究 本章实验主要探索了拉曼光谱技术和近红外光谱技术在预测公猪异味方面的可行性，研究发现当选择随机样本进行拉曼光谱测定时，其定量和定性预测能力都非常有限。将公猪异味化学测定水平转换为二维码形式后，即将样本分为具有公猪异味“tainted”和不具有公猪异味“un-tainted”后，拉曼光谱的正确判别率为68.5％。化学测定的不确定性和样本公猪异味物质含量的不均衡分布都有可能是造成结果不理想的原因。当选择了极值样本，除去了化学测定不确定阈的影响，另外特别选择了化学测定与感官测定一致的样本来探索拉曼光谱和近红外光谱对于公猪异味发生与否判定的可行性。研究结果发现，当选用来自脂肪内层的样品的拉曼光谱时，所建立的偏最小二乘判别模型(PLS-DA)是最优的，应用此模型能够正确判别81％的样本，敏感性和特异性分别为72.2％和88.0％。说明拉曼光谱具有在线判别公猪异味的可行性，而应用近红外光谱所建立的模型其总的判别正确率只有68.3％，说明近红外光谱在检测公猪异味水平方面应用前景有限。

目录

声明

摘要

缩写符号

前言

第一章文献综述

1公猪异味的发生与检测

1．1公猪异味的发生

1．2公猪异味物质的测定

2应用光谱技术评价脂肪

2．1光谱技术原理

2．2脂肪酸定量

2．3影响因素

3化学计量学分析

3．1光谱预处理

3．2异常点识别

3．3波段选择

3．4模型建立和预测

3．5模型验证

3．6模型评价

第二章公猪异味物质感官评定与化学测定间的关系研究

1材料与方法

1．1实验材料与仪器

1．2实验方法

2结果与讨论

2．1感官评定与化学测定结果一致性评价

2．2感官评定小组检测阈的影响

2．3化学测定不确定阈的影响

2．4感官评定不同临界点评估

2．5回归模型的建立

3结论

参考文献

第三章脂肪酸与公猪异味水平之间的关系研究

1材料与方法

1．1实验材料与仪器

1．2实验方法

2．结果与讨论

2．1样本相关信息

2．2相关性分析

2．3差异性分析

2．4主成分分析

3结论

参考文献

第四章不同脂肪层公猪异味物质和脂肪酸的分布

1材料与方法

1．1样本选择

1．2公猪异味物质测定

1．3脂肪酸测定

1．4统计分析

2结果与讨论

2．1不同脂肪层脂肪酸和公猪异味情况

2．2不同脂肪层公猪异味物质与脂肪酸的差异性分析

2．3不同脂肪层公猪异味物质与脂肪酸的相关性分析

2．4不同脂肪层各组间雄烯酮和粪臭素差异性比较

2．5主成分分析(PCA)

3结论

参考文献

第五章公猪异味样本的光谱学分析

1材料和方法

1．1实验材料与仪器

1．2实验方法

2结果与讨论

2．1随机样本的拉曼光谱测定结果分析

2．2极值样本的拉曼光谱测定结果分析

2．3极值样本近红外光谱测定结果分析

3结论

参考文献

全文结论

创新说明

工作展望

致谢

在读期间已发表的文章