一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法

本发明属于分析，具体是涉及可以快捷地对鱼胶品种和等级进行鉴定的一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法。

背景技术：

1、鱼胶又称花胶、鱼泡、鱼肚、压胞等，是鱼鳔干制品，是一种富含蛋白质的滋补食物，同时也是名贵中药材，与鱼翅、海参、燕窝齐名。以往的鱼胶大多都来自于石首鱼，但随着鱼胶的需求和市场的不但扩大，其它品种的鱼胶也逐渐进入消费者的视野。如今对鱼胶鉴别的研究少之又少，没有统一的标准，只依赖于传统的经验判定品种和品质。市场上鱼胶通常以形状鉴别为主，大多通过外观初步对其进行品种和品质的判断，而不同品种和品质的鱼胶价格又相差较大，所以有些不良商贩以次充好牟取暴利，严重侵犯了消费者的权益。所以对鱼胶的品质进行鉴定对消费者购买和鱼胶市场监管均有重要的意义，同时也为其它类似食品的鉴别研究提供参考价值。

2、核磁共振技术具有无损、迅速、准确、分辨率高的特点，主要应用于生化领域的分子结构和反应过程的新型研究，同时在食品组学中也得到广泛应用。依据其技术特点，核磁共振检测主要可以对水、脂肪酸(酯)、蛋白质和氨基酸等物质进行研究，利用高分辨率核磁共振技术检测食品样本，可得到丰富的有关食品大分子或小分子的大量的、多维的信息。利用基于核磁共振氢谱技术的食品组学检测鱼胶的等级和品种，可为鱼胶市场提供一种科学、便捷鉴别鱼胶品质的技术方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法。建立十种常见鱼胶的成分以及含量参数的阈值数据库，利用本发明方法可以快速、高效率地鉴定出不同品种和等级的鱼胶，经济实惠，方便快捷，同时也可以提高相关监管部门的效率，保证消费者的权益，便于推广使用。

2、本发明包括以下步骤：

3、1)收集样本：收集不同品种的鱼胶样本，所有样品收集后室温保存。

4、2)样本酶解：用磷酸缓冲液、胰蛋白酶和碱性蛋白酶的混合液对鱼胶样本进行酶解；

5、3)核磁共振谱测定：对每一个鱼胶样本进行核磁共振检测，采集得到原始图谱；

6、4)处理分析原始谱图：对原始谱图预处理得到二维的积分数据，进行数据分析得到特征峰的归属，根据不同品种鱼胶的核磁共振特征峰和差异代谢物，计算出鱼胶各项成分含量的参数阈值，从而建立鱼胶成分含量阈值数据库；

7、5)设计鱼胶品种鉴别、等级鉴定系统：利用鱼胶成分含量阈值数据库统一标准设置成分和含量指标阈值，使用matlab程序软件设计鱼胶品种鉴别、等级鉴定系统，直接处理excel格式的二维积分数据矩阵从而用于鉴别鱼胶的品种、等级的食品组学分析，通过新的鱼胶样品数据验证系统的准确性。

8、在步骤2)中，所述样本酶解的具体步骤可为：鱼胶先经过液氮速冻然后经打粉机打成粉末或者块状，取100mg的鱼胶、15mg的胰蛋白酶、48mg的碱性蛋白酶和3ml的超纯水，在55℃下水浴加热4h进行鱼胶的酶解；水浴后冷却至室温，用10,000g转速在4℃下离心10min，取300μl上清液，加入300μl缓冲液(含0.05％tsp)，将溶液震荡至均匀后用10,000g转速在4℃下离心10min，取出500μl移入5mm核磁管，封口，放入277k冰箱中，静置12h等待实验。

9、在步骤3)中，所述核磁共振谱测定的具体步骤可为：在装备有超低温探头的布鲁克600mhz的核磁共振谱仪上完成，脉冲序列，zg30；扫描叠加次数，64次；弛豫延迟，4s；单次采集时间，1.93s；采集点数，32k；谱宽，6613.8hz；实验环境通过谱仪控制在298k；所有样本选择zg30序列进行检测，采集鱼胶的高分辨率一维核磁共振氢谱。

10、在步骤4)中，所述处理分析原始谱图的具体步骤可为：采集得到的鱼胶样本原始谱图使用mestrenova软件进行预处理，对预处理后的谱图进行分段积分和全谱归一化后得到每行为分析样本，每列为微小成分信息的二维矩阵，最后对谱峰进行物质归属；叠加特征峰所在积分区间的积分值，通过鱼胶的相对定量结果确定阈值；所述预处理包括傅立叶变化，加上1hz窗函数以提高信噪比，相位调整，基线校正，定标等预处理。

11、在步骤5)中，所述设计鱼胶品种鉴别、等级鉴定系统的逻辑可为：基于matlab软件编译完成的，可以直接读取mestrenova导出的积分数据信息，然后根据之前筛选的特征代谢物和特征峰所对应的化学位移计算其积分面积，再和之前的数据进行对比分析从而对鱼胶的品种和等级进行分类；最后基于这些原理使用matlab进行代码的撰写，代码也主要分为三个部分，分别是主界面的代码和实现品种鉴别和等级鉴定的代码，最后再通过matlab中的图形用户界面(gui)功能进行界面化；利用设计的鉴定系统鉴定鱼胶品种和等级的准确率达到92.6％和90.0％。

12、本发明首先鱼胶样本进行酶解预处理，达到核磁共振实验要求；将预处理后的待检鱼胶样本进行核磁共振氢谱测定，得到待检鱼胶样本原始指纹图谱；将这些原始指纹图谱进行谱图预处理，得到包含鱼胶小分子信息的二维数据矩阵；将这些数据矩阵导入不同等级和品种的鱼胶分析模型中，用于鉴定待检样本的等级和品种。在实际应用中，根据已有的成分和含量参数设计matlab程序专家系统，只需将带有鱼胶信息的二维数据矩阵的excel表格读取到专家系统，系统就会根据需求自动分析并鉴定出鱼胶等级或者品种的信息。

13、本发明的食品样本是市面上常见的鱼胶，其收集和处理过程简单方便，有效提高鱼胶品种和等级的鉴别效率和准确性，降低监管部门检测成本，对提高鱼胶行业的质量监管，保障消费市场和消费者的权益具有重要意义，具有重要的经济和社会效益，便于推广应用。同时本发明也是首次使用核磁共振技术用于鉴别鱼胶等级和品种，方法新颖独特。

技术特征：

1.一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法，其特征在于包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法，其特征在于在步骤2)中，所述样本酶解的具体步骤为：鱼胶先经过液氮速冻然后经打粉机打成粉末或者块状，取100mg的鱼胶、15mg的胰蛋白酶、48mg的碱性蛋白酶和3ml的超纯水，在55℃下水浴加热4h进行鱼胶的酶解；水浴后冷却至室温，用10,000g转速在4℃下离心10min，取300μl上清液，加入300μl缓冲液，缓冲液含0.05％tsp，将溶液震荡至均匀后用10,000g转速在4℃下离心10min，取出500μl移入5mm核磁管，封口，放入277k冰箱中，静置12h等待实验。

3.如权利要求1所述一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法，其特征在于在步骤3)中，所述核磁共振谱测定的具体步骤为：在装备有超低温探头的布鲁克600mhz的核磁共振谱仪上完成，脉冲序列，zg30；扫描叠加次数，64次；弛豫延迟，4s；单次采集时间，1.93s；采集点数，32k；谱宽，6613.8hz；实验环境通过谱仪控制在298k；所有样本选择zg30序列进行检测，采集鱼胶的高分辨率一维核磁共振氢谱。

4.如权利要求1所述一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法，其特征在于在步骤4)中，所述处理分析原始谱图的具体步骤为：采集得到的鱼胶样本原始谱图使用mestrenova软件进行预处理，对预处理后的谱图进行分段积分和全谱归一化后得到每行为分析样本，每列为微小成分信息的二维矩阵，最后对谱峰进行物质归属；叠加特征峰所在积分区间的积分值，通过鱼胶的相对定量结果确定阈值；所述预处理包括傅立叶变化，加上1hz窗函数以提高信噪比，相位调整，基线校正，定标等预处理。

5.如权利要求1所述一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法，其特征在于在步骤5)中，所述设计鱼胶品种鉴别、等级鉴定系统的逻辑为：基于matlab软件编译完成的，直接读取mestrenova导出的积分数据信息，然后根据之前筛选的特征代谢物和特征峰所对应的化学位移计算其积分面积，再和之前的数据进行对比分析从而对鱼胶的品种和等级进行分类；最后基于这些原理使用matlab进行代码的撰写，代码也主要分为三个部分，分别是主界面的代码和实现品种鉴别和等级鉴定的代码，最后再通过matlab中的图形用户界面功能进行界面化；利用设计的鉴定系统鉴定鱼胶品种和等级的准确率达到92.6％和90.0％。

技术总结
一种基于核磁共振技术的鱼胶品种和等级的鉴定方法，属于分析技术领域。收集不同品种鱼胶样本；用磷酸缓冲液、胰蛋白酶和碱性蛋白酶的混合液对样本酶解；对样本核磁共振检测，采集原始谱图；谱图预处理得到二维积分数据；数据统计分析进行特征峰的归属，利用特征峰算出不同鱼胶含量的指标，建立不同鱼胶成分和含量阈值数据库；利用鱼胶数据库统一标准设置成分及含量指标阈值，设计专家系统直接处理二维积分数据来鉴别鱼胶的品种和等级。对于单个样品可鉴别出鱼胶的品种或者等级，同时给出特征峰的面积、特征峰所对应的化学位移和对应的阈值；对于多个样品直接给出鉴别结果即鱼胶的品种或者等级；同时会将鱼胶归一化的数据以谱图的形式展示。

技术研发人员：冯江华,裴勇,徐敦明,沈桂平,林建忠,李全泉
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13