應(yīng)用博利葉近紅外光譜定性、定量檢測(cè)魚粉中摻雜三聚氰胺的研究.pdf

1、為了研究利用傅利葉近紅外光譜對(duì)魚粉中摻雜三聚氰胺進(jìn)行定性鑒定及定量預(yù)測(cè)的可行性及方法，進(jìn)行了試驗(yàn)一，收集飼用魚粉126個(gè)，通過添加三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品到飼用魚粉中，以制備三聚氰胺含量不同的摻假魚粉276個(gè)，三聚氰胺含量為0.1％～15.0％，然后用近紅外光譜儀采集飼用魚粉、摻雜三聚氰胺魚粉和三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品的近紅外光譜曲線，采用PCA-歐氏距離法建立定性模型，利用偏最小二乘分析(PLS)建立定量分析模型。試驗(yàn)二，為了進(jìn)一步探討近紅外光譜檢測(cè)魚粉

2、中低劑量三聚氰胺的檢測(cè)范圍，同時(shí)比較不同化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)近紅外分析的影響，從上述飼用魚粉中選出55個(gè)，通過添加三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品到飼用魚粉中，以制備三聚氰胺含量不同的摻假魚粉60個(gè)，三聚氰胺含量為3.0mg/kg～1056.8mg/kg，采集樣品光譜曲線，分別采用PCA-歐氏距離法和LS-SVM法建立定性模型，利用偏最小二乘分析(PLS)和LS-SVM法建立定量分析模型，以探討近紅外光譜檢測(cè)魚粉中污染低劑量三聚氰胺的檢測(cè)范圍，并確定較好的建

3、模方法。
　　 試驗(yàn)結(jié)果如下：采用相關(guān)系數(shù)法，以0.4為閾值，提取魚粉中三聚氰胺的特征光譜為6828-6796cm-1,5022-4978cm-1,4776-4763cm-1,4637-4616cm-1和4496-4481cm-1：當(dāng)飼用魚粉中摻入三聚氰胺量在0.1％～15.0％時(shí)，6873-6514cm-1可作為定性鑒定飼用魚粉是否摻雜三聚氰胺的最佳光譜區(qū)，根據(jù)此譜區(qū)所建定性模型對(duì)檢驗(yàn)集樣品的識(shí)別率為99.5％；采用逐步剔除低

4、信息含量光譜優(yōu)化法(Opus軟件中程序)可得，9947-7394cm-1.6915-5697cm-1為寬范圍定量分析的最佳光譜區(qū)，據(jù)此所建寬范圍定量預(yù)測(cè)模型的R2為0.99,RMSECV為0.40％,RMSEP為0.38％；當(dāng)飼用魚粉中摻入三聚氰胺量在0.1％～5.5％時(shí)，采用逐步剔除低信息含量光譜優(yōu)化法可得，9947-5697cm-1,4605-4246cm-1為窄范圍定量分析的最佳光譜區(qū)，據(jù)此所建窄范圍定量預(yù)測(cè)模型的R2為0.98,

5、RMSECV為0.25％,RMSEP為0.24％。當(dāng)飼用魚粉中污染三聚氰胺量為3.0mg/kg～1056.8mg/kg時(shí)，在6873-6514cm-1譜區(qū)，由PCA-歐氏距離法所建定性分析模型對(duì)檢驗(yàn)集樣品正確識(shí)別率為70.4％，但其對(duì)三聚氰胺含量為136.4mg/kg及以上的樣品正確識(shí)別率為100％；而由LS-SVM法所建定性分析模型，當(dāng)采用6873-6514cm-1譜區(qū)建模時(shí)，所建模型對(duì)檢驗(yàn)集樣品正確識(shí)別率為88.9％，其對(duì)含量為13

6、6.4mg/kg及以上的樣品完全正確識(shí)別。當(dāng)采用5300-4900cm-1或全譜建模時(shí)，所建模型檢難集樣品識(shí)別率為81.5％，其對(duì)三聚氰胺含量為136.4mg/kg及以上的樣品正確識(shí)別率為100％；當(dāng)飼用魚粉中污染三聚氰胺量為3.0mg/kg～1056.8mg/kg時(shí)，采用逐步剔除低信息含量光譜優(yōu)化法可得，9099-8246cm-1,7398-6545cm-1為定量分析魚粉中低劑量三聚氰胺的最佳光譜區(qū)，據(jù)此所建低劑量定量預(yù)測(cè)模型的R2為

7、0.93,RMSECV為81.7mg/kg,RMSEP為66.5mg/kg；由LS-SVM法，采用相同的預(yù)處理方法和譜區(qū)建立的低劑量定量預(yù)測(cè)模型的R2為1,RMSECV為71.0mg/kg,RMSEP為116.2mg/kg；PLS法和LS-SVM法所建低劑量定量分析模型對(duì)檢驗(yàn)集三聚氰胺含量為224.5mg/kg～987.2mg/kg的樣品預(yù)測(cè)相對(duì)偏差較小，其RMSEP分別為37.7mg/kg和37.8mg/kg，能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其含量；預(yù)

8、測(cè)魚粉水分、粗蛋白近紅外模型的R2、RMSECV和RMSEP分別為0.92和0.91、0.40％和1.39％、0.67％和3.00％。預(yù)測(cè)魚粉粗灰分模型的R2、RMSECV和RMSEP分別為0.85,1.99％,1.66％。魚粉賴氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、脯氨酸和總氨酸的決定系數(shù)R2都達(dá)0.9以上，預(yù)測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差小于10％。而預(yù)測(cè)魚粉蛋氨酸模型R2為0.85，預(yù)測(cè)

9、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差小于10％。預(yù)測(cè)魚粉組氨酸模型的R2為0.92，但預(yù)測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差大于10％。預(yù)測(cè)魚粉絲氨酸和胱氨酸的模型R2為0.62和0.47，預(yù)測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差皆大于10％。
　　 綜合試驗(yàn)結(jié)果說明：采用相關(guān)系數(shù)法，以0.4為閾值，提取出了三聚氰胺特征光譜。當(dāng)魚粉中三聚氰胺摻雜量為0.1％～15.0％時(shí)，近紅外光譜技術(shù)可以定性檢測(cè)魚粉中是否摻雜三聚氰胺，并定量預(yù)測(cè)其含量；窄范圍定量模型能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)三聚氰胺含量為0.1％～5.5％的樣

10、品；當(dāng)飼用魚粉中三聚氰胺污染量為3.0mg/kg～1056.8mg/kg時(shí)，以模型對(duì)檢驗(yàn)集樣品正確識(shí)別率100％為標(biāo)識(shí)，NIR定性分析模型能將污染有136.4mg/kg及以上三聚氰胺的摻假樣品與飼用魚粉相互區(qū)分開；LS-SVM法建立的定性分析模型優(yōu)于PCA-歐氏距離法所建模型；NIR定量模型(PLS)能較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出摻假魚粉樣品中含量為208.3mg/kg及以上的三聚氰胺含量，RMSECV為81.7mg/kg,對(duì)檢驗(yàn)集樣品三聚氰胺含量高