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淡水鱼营养丰富,深受消费者喜爱,是我国重要的水产资源。目前,由于受保鲜和加工技术的制约,淡水鱼以活销或鲜销为主。为促进我国淡水鱼产业的发展,必须对淡水鱼品质分级进行深入研究。鱼新鲜度的检测是控制鱼及其产品质量与安全的重要环节。随着社会生产和消费需求的不断提高,急需鱼类新鲜度快速无损检测方法,并加快其标准化的脚步。本课题对可视化嗅觉技术结合模式识别方法快速无损检测鲢鱼新鲜度的方法进行了研究,并拟定相关标准。主要研究内容和结论如下: 1.4℃条件下不同冷藏天数鲢鱼化学指标的测定及相关关系分析。分别采用半微量定氮法及高效液相色谱法测定了4℃条件下不同冷藏天数鲢鱼样品的挥发性盐基氮含量(TVBN)和K值,并分析了TVBN含量和K值的相关性。结果显示,随着贮藏时间的延长,鲢鱼TVBN含量和K值都呈逐渐上升的趋势,表明鱼肉新鲜度不断降低。对于样品TVBN含量,前5天增加缓慢,第6天增加速度变快,当冷藏到第8天时平均值大于20 mg/100mg,样品腐败。对于样品K值,第1天,鲢鱼新鲜度接近即杀鱼;第2天,大部分鲢鱼仍为生鲜品;第3~7天,样本K值在20%~40%范围内,鲢鱼为二级鲜度产品;第8天开始,鲢鱼出现腐败;第12天,鲢鱼明显腐败。针对模型研究使用的样品,TVBN含量与K值在0.01水平上显著相关,Pearson相关系数达到0.824。K值可反映冷藏初期由自身酶作用引起的新鲜度变化,TVBN含量可表征由微生物作用引起的新鲜度的降低。由此可知,将TVBN含量和K值同时作为评定指标将使得鲢鱼新鲜度的评判结果更为可靠。 2.4℃冷藏期间鲢鱼挥发性特征气体的确定及可视化气敏材料的筛选。采用气质联用法检测4℃冷藏期间鲢鱼的挥发性气体,分析并确定鲢鱼的挥发性特征气体,据此筛选出选择性强、灵敏度高的可视化传感器气敏材料。结果显示,鲢鱼鱼肉中共有48种挥发性气味物质被检测出,包括烃类(烷烃、烯烃和芳香烃)、醇类(包括苯酚)、醛类、酮类、酸类、酯类、醚类、含氮类化合物以及其他气体。对样品挥发性气体组分进行聚类分析和主成分分析发现,鲢鱼的挥发性气体种类和浓度的变化可表征其新鲜度。优选出的鲢鱼挥发性特征气体结合金属卟啉与气体分子反应的理论研究结果及课题组前期的试验结论,筛选出了10种卟啉类化合物和6种pH指示剂作为特征反应气敏材料。 3.建立可视化嗅觉技术检测鲢鱼新鲜度化学指标TVBN含量及K值的定量预测模型,并验证和评价模型的性能。试验参数优化试验结果表明,当阵列芯片采用密闭保存、检测过程中采用自由扩散的气体采样方式时效果更优;针对TVBN含量的测定,最优反应时间为4min;针对K值的测定,最优反应时间为2min。建立TVBN含量的偏最小二乘回归(PLSR)模型,校正相关系数(Rtr)达到0.910,均方根误差(RMSEC)为3.314。对定量模型的验证,预测相关系数(Rte)为0.857,预测均方根误差(RMSEP)为3.808。经遗传算法(GA)筛选出与TVBN含量变化相关性较高的18个变量后,PLSR模型的Rtr为0.890,RMSEC为3.659。对GA-PLSR定量模型的验证,Rte为0.871,RMSEP为3.868。建立基于可视化嗅觉技术的K值PLSR模型,Rtr达到0.946,RMSEC为0.037。预测集Rte为0.927,RMSEP为0.044。经GA筛选出与K值变化相关性较高的18个变量后,PLSR模型的Rtr为0.932,RMSEC为0.042。Rte为0.930,RMSEP为0.041。K值定量模型的精度要比TVBN含量模型的精度高。可视化嗅觉技术对未知样品进行重复检测,重复性较好,测得的TVBN含量的标准偏差不超过10.0%,K值的相对标准偏差不超过5.0%。 4.根据标准制定的要求拟定了《鲢鱼中挥发性盐基氮、K值快速无损测定可视化嗅觉技术》标准草案。 研究表明,采用可视化嗅觉技术可实现对鲢鱼新鲜度的定量预测,而且对该方法的标准化对促进淡水鱼产业的发展具有重大意义。