【瑞士步琦】近红外光谱溯源食用海参产地

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分享： 2024/01/04 11:19:18

近红外光谱溯源食用海参产地

海参种类繁多，国内常见的食用海参多为刺参，即圆筒状有腹背之分的海参，其背面隆起有排列不规则的圆锥形疣足，腹部较为平坦，密集排布着管足，用于吸附岩礁或爬行。海参肉质软嫩，高蛋白低脂肪，口感甘咸，是“海味八珍”之一，有补肾、养血的功效，营养价值堪比人参，因此也有陆有人参，水有海参一说。

国内食用海参的主要产地有三个，分别是大连辽参，山东海参以及福建海参，自北向南其生长速度依次增快。以最小可捕捞尺寸 10cm 的成熟海参为例，辽参需要四年，而福建海参仅需一年。因辽参较长的生长周期，和特殊的生长环境，其营养物质更新频繁且积累丰富，相比其他海域生长的海参，具有更高的食用品质和经济价值。

不同产地的食用海参外观相似，对于非长期从事海参养殖的消费者而言，难以快速准确地识别海参的产地，这就容易被一些不法分子钻空。尽管无法直接通过观察判断不同产地的海参，但通过近红外光谱仪就能十分轻松地帮助我们完成海参产地的溯源工作。

近红外光谱仪可以实现无损扫描样品的近红外光谱，由于生长环境和周期的变化，导致不同产地海参中营养成分含量存在一定差异，再通过化学计量学建立样品光谱信息与产地之间的联系，从而实现对海参产地的鉴别。

实验内容

BUCHI NIRFlex N500 近红外光谱仪，大连海参与福建海参各 12 个，测量范围 10000 – 4000 cm^-1，分辨率 8 cm^-1，扫描次数 32 次，每个样品扫描三次，为保证光谱的稳定性，测量选取海参样品腹部，并用可调光圈保证采样孔与样品直径相当。

▲ BUCHI NIRFlex N500 近红外光谱仪

选取三分之二样品进行建模，剩余样品用于验证。其原始光谱与模型主成分得分图如下：

▲ 海参样品的原始近红外光谱图（红色：大连海参，非红色：福建海参）

▲ 建模样品的主成分得分

通过原始光谱可以看出大连海参和福建海参的反射率有明显差异，不过在 10000 – 7500 cm^-1 范围内还是存在一定重合，而在主成分得分图中就能够看出，仅在前两个主成分的平面空间中，两种产地的海参就有清晰的分布，并且二者没有重合，并且该模型也能够百分百正确地判断留下的 8 个样品的产地。

结论

通过上述实验说明近红外光谱分析技术能够快速无损地鉴定辽宁和福建的海参，并且对于快速鉴定其他产地的海参也有很强的潜力。

实验中使用的 BUCHI NIRFlex N500 近红外光谱仪是一款采用偏振干涉的傅立叶变换型的近红外光谱仪，相较经典的傅立叶光谱仪，具有更小巧的造型和更强大的抗震动能力。模块化的测量池可以随时随地方便更换，满足各种形态样品的检测需求。双灯构造及满足多国药典和审计追踪要求的配套软件，为工业生产分析提供便利的解决方案。