基于近红外光谱的鲜味物质及鳜鱼鲜味强度检测方法研究

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鳜鱼肉质紧实,味道鲜美,营养丰富,为我国特产经济淡水鱼,鲜味强度是评价鳜鱼品质的重要指标。现有的鲜味评价方法皆存在破坏样本、价格昂贵或工序繁琐等缺陷。因此,有必要研究一种快速、无损、准确、价廉的鲜味强度检测方法。本文分别以谷氨酸钠(MSG)单一体系、MSG与肌苷酸二钠(IMP)混合体系、MSG与IMP混合体系中添加其他鲜味相关物质及鳜鱼为研究对象,利用近红外光谱技术结合鲜味评价方法,对鱼鲜味物质及鲜味强度进行定量检测研究。主要研究结论如下:(1)验证了近红外光谱技术(NIRS)用于鲜味物质浓度检测的可行性。通过比较不同预处理及不同特征波长选择方法建立了单一及二元混合体系中鲜味物质浓度的全波长及简化模型。研究结果表明,全波长及简化模型均能对两种体系中的物质浓度进行极佳的预测,各建模方法的最优模型预测相关系数均在0.90以上。其中预测精度最高的为单一体系中MSG浓度简化USS-SPA-PLSR模型,其波长数为35,Rp=0.9888、RMSEp=0.2063g/L。(2)验证了 NIRS用于不同鲜味物质混合体系鲜味强度检测的可行性。分别运用不同预处理及特征波长选择方法建立了二元混合体系EUC及三元混合体系鲜味强度评价的全波长及简化模型。由模型结果可知,二元混合体系EUC检测各建模方法最优模型预测相关系数均大于0.85,预测效果良好,其中预测精度最高的为简化USS-SPA-ELM 模型,其波长数为 23,Rp=0.9335、RMSEp=2.772g/dL。三种三元混合体系鲜味强度检测最优模型预测相关系数均大于0.80,且经特征波长选择后,模型得到极大简化的同时,预测精度得到较大的提升,最优预测相关系数均达到0.90以上,其中模型预测精度最高的为MSG、IMP与TMAO的三元体系鲜味强度简化USS-CARS-BP 模型,其波长数为 18,Rp=0.9762、RMSEp=0.7452。(3)确定了鳜鱼鲜味物质含量及鲜味强度的全波长及简化定量检测模型。研究结果表明,NIRS对次黄嘌呤核苷酸(IMP)、腺嘌呤核苷酸(AMP)、鸟嘌呤核苷酸(GMP)、天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)的浓度及鳜鱼鲜味强度有较好的检测效果,各指标最优模型预测相关系数皆处于0.80~0.94之间。鲜味物质检测中,预测精度最高的为Asp浓度的简化USS-UVE-BP模型,其变量数为31,Rp=0.9347、RMSEp=0.2327mg/100g;鲜味强度检测中,预测精度最高的为简化USS-UVE-ELM模型,其变量数为 32,Rp=0.8772、RMSEp=1.322。本研究结果表明,利用近红外光谱技术对鲜味物质溶液和鳜鱼体内鲜味物质浓度及鲜味强度进行检测是可行的,为食品鲜味物质及鲜味强度检测提供了一种有效的快速检测方法。
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