近红外光谱技术快速评估鲈鱼新鲜度的方法研究

摘要

水产品由于富含营养和水分，渔获后极易腐败变质，给传统贸易带来了巨大的挑战。新鲜度定义为贮藏时间的函数，是评价货架期的有效手段，贮藏时间越短，水产品的原始特性越好，因此，新鲜度对水产品的品质至关重要。目前，水产品新鲜度评价的方法有很多，但这些方法存在费时、有破坏性、操作复杂等缺点，均不能快速地应用到食品分析中。近红外光谱法作为一种绿色、高效的光谱分析技术，对水产品新鲜度的快速、客观评价具有巨大的潜力。
　　 鉴于此，本研究以养殖鲈鱼为对象，在应用近红外光谱技术建立养殖鲈鱼贮藏时间评估方法的基础上，结合偏最小二乘法、特征波段筛选法快速评估了养殖鲈鱼的品质，通过SIMCA法和PCA-DA法实现了对解冻鱼的鉴别，并初步探讨了近红外鉴别的原理，同时考察了解冻后冷藏对鲈鱼品质的影响。具体研究结果如下:
　　 1.在1000～2500nm波长区，采集鲈鱼的近红外漫反射光谱进行定性和定量分析。利用近红外光谱技术结合PCA和SIMCA法则，分别建立了不同部位鱼肉的定性分析模型，准确率均达到了100％。通过多元分析软件建立了鱼肉不同部位光谱与贮藏时间之间的函数，并优化了模型，结果表明，skin（带皮面）在1000～1800nm波长带建模时得到的模型最优，其预测模型的相关系数达到了0.95，均方根误差为1.71d。
　　 2.通过近红外光谱技术对鱼肉的部分理化指标建立了定量分析模型，比较了不同光谱预处理方法对模型的优化效果，从而得到了TVB-N值、硬度、明度L*的最优模型，其校正集的相关系数及均方差分别为:0.88814、3.35，0.83451、31.8，0.80443、0.672;预测集的相关系数及均方差为:0.83076、3.59，0.75968、34.5，0.74488、0.659。同时，结合间隔区间偏最小二乘法(intervalPLS，iPLS)和联合区间偏最小二乘法(synergyintervalPLS，siPLS)预测了鱼肉的新鲜度指标TVB-N值。结果显示，联合区间偏最小二乘法建立的模型最优，其校正集的相关系数及均方差为:0.98336、2.75;预测集的相关系数及均方差为:0.92679、3.1。
　　 3.近红外光谱技术结合SIMCA法和PCA-DA法，在1000～1100nm波段实现了新鲜鱼与解冻鱼的鉴别，结果发现，PCA-DA判别分析结果优于SIMCA判别，识别率均达到了95％以上。通过分析肌肉组织结构和鱼肉蛋白质的变化，发现肌肉组织间隙的大小是新鲜与解冻样本有效鉴别的依据，此外，肌原纤维蛋白与鱼肉光谱鉴别也有一定的关联。通过测定解冻鲈鱼在4℃冷藏过程中的品质变化发现，除失水率外，其余指标均从不同程度反映出解冻后冷藏对鲈鱼品质的影响。解冻鱼冷藏中肌肉组织结构的变化显示，冷冻、解冻对肌肉组织的损伤明显且不可逆。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 鱼类资源概况

1．2 新鲜度评价方法

1．2．1 感官评价

1．2．2 物理评价

1．2．3 化学评价

1．2．4 微生物评价

1．3 近红外光谱分析技术

1．3．1 近红外光谱仪的结构

1．3．2 近红外光谱仪原理

1．3．3 近红外光谱技术的特点

1．3．4 近红外光谱技术的流程

1．3．5 预处理方法

1．3．6 定性分析方法

1．3．7 定量分析方法

1．3．8 评价模型优劣的指标

1．4 近红外光谱技术在食品领域的应用

1．5 近红外光谱技术在水产领域的研究动态

1．6 本课题的研究目的及意义

第二章 近红外光谱技术评估鱼肉贮藏时间的可行性研究

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验仪器

2．1．3 近红外光谱的采集

2．1．4 数据统计分析

2．2 结果讨论

2．2．1 不同部位鱼肉的特征光谱

2．2．2 不同部位鱼肉的主成分分析

2．2．3 SIMCA判别

2．2．4 鱼肉光谱和贮藏时间模型的建立

2．2．5 最优模型预测结果与实际值的对比分析

2．3 本章结论

第三章 近红外光谱结合特征波长筛选评估鲈鱼的TVB-N值

3．1 材料与仪器

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验仪器

3．2 实验方法

3．2．1 近红外光谱的采集

3．2．2 理化指标的测定

3．2．3 数据分析

3．3 结果与讨论

3．3．1 光谱预处理及偏最小二乘法(PLS)模型的建立

3．3．2 特征波长筛选在鱼肉新鲜度中的应用

3．4 本章结论

第四章 近红外光谱技术鉴别新鲜、解冻鱼肉的研究

4．1 材料与仪器

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验试剂

4．1．3 实验仪器

4．2 实验方法

4．2．1 样品前处理

4．2．2 鲈鱼的鉴别

4．2．3 解冻对鲈鱼冷藏过程中品质的影响

4．2．4 数据处理及分析

4．3 实验结果

4．3．1 鲈鱼的鉴别

4．3．2 解冻后冷藏对鲈鱼品质的影响

4．4 本章结论

第五章 总结 创新点 展望

5．1 总结

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

硕士期间完成的论文

致谢

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