猪肉是我国主要肉类消费产品, 其新鲜度与居民健康息息相关。 目前感官检测、 理化检测、 微生物检测是其新鲜度的通用检测方法, 但感官检测存在可靠性、 可比性差, 理化检测和微生物检测存在耗时长、 操作繁琐、 破坏样品等问题, 因此建立猪肉快速无损检测方法应用意义重大。 拉曼光谱作为一种检测技术, 具有快速、 无损的特点, 仅用激光探头照射样品就可获得样本拉曼谱图, 便携式拉曼光谱更是为食品现场检测提供了新途径, 有望实现加工业快速实时大批量检测。 目前未见拉曼光谱技术快速检测猪肉新鲜度理化指标的研究, 因此采用便携式拉曼光谱仪对冷藏猪瘦肉新鲜度进行快速检测。 对随时间变化的样本进行拉曼光谱采集并同时监测其对应的新鲜度指标, 如挥发性盐基氮（TVB-N）、 pH、 颜色L*值、 a*值、 b*值, 采用标准正态变量变换（SNV）、 曲线平滑(SG)、 归一化（NL）、 多元散射校正（MSC）、 基线校正（BL）、 去趋势化处理（DFA）等单方法对拉曼光谱进行预处理, 采用偏最小二乘回归（PLSR）建立基于全波段光谱的猪瘦肉新鲜度指标定量预测模型。 结果表明, 各指标全波段PLSR模型预测性能较为理想, TVB-N和pH的全谱最佳模型为SNV-PLSR, 预测集相关系数（RP）分别为0.948和0.886, 颜色L*、 颜色a*、 颜色b*的全谱最优模型分别为SNV-PLSR、 DFA-PLSR、 MSC-PLSR, RP分别为0.827, 0.858和0.900。 采用回归系数法（RC）筛选各指标最优模型光谱波段, 建立各指标优选波段PLSR模型, 结果表明, TVB-N模型和pH模型可以简化, 仅用20%的光谱波段就可达到较好的预测效果, 优选波段TVB-N模型和pH模型的RP分别为0.933和0.880。 便携式拉曼光谱在快速检测猪瘦肉新鲜度方面尤其是在预测与新鲜度最相关的指标TVB-N含量显示出巨大的潜力, 为猪瘦肉新鲜度的现场快速无损检测提供了一种新方法。
拉曼光谱 猪瘦肉 新鲜度 化学计量学 快速检测 Raman spectroscopy Pork Freshness Chemometrics Rapid detection
齐帕特罗是一种β2-受体激动剂, 也就是俗称的“瘦肉精”, 经常被不法商家用于牲畜养殖, 目前也没有相关国家标准对其残留限量作出规定。 该兽药进入牲畜体内以后可以改变某些营养素的代谢方式, 促进牲畜肌肉的生长, 对牲畜体内的脂肪进行快速的消耗和转化, 从而提高牲畜的瘦肉率。 目前对该药物的检测方法主要是液相色谱串联质谱法, 该方法具有成本高昂、 操作繁琐、 耗时较长等缺点, 表面增强拉曼光谱法具有灵敏度高、 检测速度快等优势, 近年来被广泛应用于食品中有毒有害物的检测。 为了实现猪肉中齐帕特罗的快速检测, 建立了一种猪肉中齐帕特罗残留的表面增强拉曼光谱快速检测方法。 通过优化比较一系列实验结果, 确定样品与金胶的最佳体积比为1∶2以及最优混匀检测时间为3 min; 通过对多种萃取溶剂的比较最终确定使用乙酸乙酯为提取剂; 通过密度泛函理论中B3LYP/6-311+G(d)基组对齐帕特罗的理论光谱进行计算, 确定齐帕特罗的SERS特征峰并进行振动归属, 以1 116, 1 447和1 573 cm-1处的特征峰作为齐帕特罗的定量特征峰, 其中1 116 cm-1是苯环面内变形振动, 1 447 cm-1是C—H键面外摇摆振动, 1 573 cm-1是苯环C—H键伸缩振动; 在最佳实验条件下, 建立了齐帕特罗标准溶液特征峰SERS信号与浓度对数的标准曲线, 线性方程R2值均在0.9以上; 对不同加标浓度的实际样品进行检测, 得到平均回收率为90.39%~101.24%, RSD值为7.90%~8.94%。 该法方便快速、 稳定性好, 无需对样品进行复杂的预处理即可实现对猪肉中齐帕特罗残留的快速准确测定, 可为齐帕特罗的检测以及相关标准的制定提供一种新的思路。
齐帕特罗 表面增强拉曼 快速检测 Zilpaterol SERS Rapid detection 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2843
左旋咪唑是一种广谱抗虫药, 被广泛应用于抗猪、 牛等牲畜体内的线虫。 同时左旋咪唑具有特殊的免疫调节作用, 在动物养殖中常用于抗菌消炎、 抗病毒、 促生长等方面。 当其被不合理使用时容易在禽畜肉中产生残留, 目前常见的左旋咪唑检测方法为液相色谱法与气相色谱法, 该类方法具有操作复杂、 耗时长、 成本高等缺点。 表面增强拉曼光谱法具有分析速度快、 检测灵敏度高和特异性好等优点, 近年来被广泛应用于农残、 兽残等物质的快速检测。 为实现猪肉中左旋咪唑残留的快速检测, 建立了一种猪肉中左旋咪唑残留的表面增强拉曼光谱快速检测方法。 通过单因素实验, 确定了金胶与样品溶液最佳体积比和最适积分时间分别为2∶1与20 s。 通过比较不同萃取方法与萃取溶剂对猪肉中左旋咪唑盐酸盐残留量的提取效果, 确定了正己烷液液萃取后离心、 取上清液氮吹复溶的操作简单、 耗时短的提取条件。 通过密度泛函理论中B3LYP/6-311+G(d)基组对左旋咪唑盐酸盐理论光谱进行计算, 在优化分子结构后进行频率与拉曼光谱计算, 所得理论计算光谱与固体光谱、 溶液光谱出峰情况具有较好的一致性。 根据理论计算光谱、 固体光谱与溶液光谱确定左旋咪唑盐酸盐的SERS特征峰并进行振动归属, 得到469, 627和969 cm-1处特征峰作为左旋咪唑盐酸盐的定量特征峰, 其中469 cm-1为C—S键伸缩振动, 627 cm-1为苯环C—C弯曲变形振动, 969 cm-1为咪唑环面内弯曲和侧链骨架振动。 在最佳实验条件下, 建立了左旋咪唑盐酸盐标准溶液特征峰SERS信号与浓度的标准曲线, 线性方程R2值均在0.9以上。 对不同加标浓度的实际样品进行检测, 得到平均回收率为80.39%~95.94%, RSD值为3.08%~6.20%。 该法操作简便、 稳定性好, 无需对样品进行复杂的预处理即可实现对猪肉中左旋咪唑残留的快速准确测定。
左旋咪唑 猪肉 表面增强拉曼光谱 快速检测 Levamisole Pork SERS Rapid detection 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3759
中国农业科学院农产品加工研究所/农业部农产品加工综合性重点试验室, 北京 100193
研究了牛肉蛋白质二级结构稳定性在-18, -23及-38 ℃不同温度下的变化情况, 明确了肉品工业中不同冷冻温度对肉品品质的作用机制。 利用了傅里叶变换衰减全反射红外光谱（attenuated total reflectance Fourier transfer infrared spectroscopy, ATR-FTIR）技术、 自动去卷积以及曲线拟合等计算方法, 分析了-18, -23及-38 ℃三个温度下, 牛肉肌原纤维蛋白（myofibrillar protein, MP）在冻结—解冻过程中的红外光谱图变化及蛋白质二级结构变性程度。 ATR-FTIR结果显示, 冻结—解冻过程中牛肉MP红外光谱图峰高、 峰面积发生变化, 且峰波数发生红移或者蓝移; 冻结—解冻后牛肉MP红外光谱图中3 500～3 300 cm-1波段的吸收峰强度减弱甚至消失, 说明解冻后牛肉MP中的结合水中O—H基团与氨基酸CO基团形成的分子内和分子间氢键断裂; 冻结会影响牛肉MP二级结构的稳定性, 导致牛肉蛋白质二级结构发生变化, 其中除了无规则卷曲比例上升以外, α-螺旋、 β-折叠、 β-转角含量均下降, 造成有序结构向无序结构转变; 解冻后, 冻结温度为-38 ℃的处理组牛肉β-折叠增加量大于-23和-18 ℃处理组, -38 ℃冻结牛肉MP二级结构的稳定性最好, 解冻后蛋白质复性也最好。 即蛋白质冷冻变性程度随着冻结温度的降低而减轻, 蛋白质二级结构特征保持也越好。 该试验研究基于肉品工业生产实际, 研究结果从微观层面揭示了冻结温度对牛肉蛋白质变性的影响规律及可能的机制, 为冷冻肉冻藏保鲜工艺制定提供了参考。
傅里叶变换衰减全反射红外光谱 牛肉 冻结—解冻 蛋白质二级结构 Attenuated total reflectance Fourier transfer infr Beef Freezing-thawing Protein secondary structure 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3542
