CN110596079A - 一种有效判别不同产地鲟鱼的方法 - Google Patents

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倪新雨
孙建霞
冉国敬
焦睿
叶蕾
徐明芳
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Abstract

本发明公开了一种有效判别不同产地鲟鱼的方法。本发明首先制备鲟鱼肌肉待测溶液，利用电感耦合等离子体发射光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪测定K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd、Pb 8种矿质元素含量，将测定结果代入鲟鱼判别函数式中，通过比较鲟鱼判别函数式的大小来确定待测鲟鱼的产地。本发明对鲟鱼产地的判别正确率可高达97％以上，判别准确度高，稳定性好，可重复性高、系统误差小，对名贵水产品鲟鱼的产地信息和鉴别溯源具有保护和推动作用。

Description

一种有效判别不同产地鲟鱼的方法
技术领域
本发明属于水产品产地判别溯源技术领域。更具体地，涉及一种有效判别不同产地鲟鱼的方法。
背景技术
随着人们食品安全意识的提高和食品全球化的快速发展，更多消费者希望了解食品的地理来源及特征，因而食品追溯体系逐渐成为食品安全链上重要的一环。我国作为渔业大国，水产品总量居世界第一位，是国民经济的重要组成部分，相对于系统化的动物溯源管理体系，我国水产品的可追溯性研究和追溯体系的建立相对落后。而目前名贵水产品中掺假售假、以次充好、错误标识现象常有发生，严重损害了消费者的利益。所以对于名贵水产品而言，其产地鉴别及溯源问题仍亟待解决。
鲟鱼是世界上最古老的物种之一，素有“鲟龙”、“软黄金”、“活化石”之称，生物价值高，其中，鲟鱼子制成的鱼子酱含有多种氨基酸及微量元素，被誉为“黑色黄金”，价格不菲。正是因其生物价值高、经济价值高，常发生以次充好、错误标签的现象。我国是世界上鲟鱼品种最多、分布最广、资源最丰富的国家之一，做好鲟鱼的产地鉴别溯源，不仅对保护鲟鱼的可持续发展起到重要作用，而且对于维护食品市场秩序和保护消费者合法权益也具有重要的意义。而目前未有任何有关判别不同产地鲟鱼的方法的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有鲟鱼产地判别方法的空白，提供一种有效判别不同产地鲟鱼的方法，建立不同产地鲟鱼判别函数式，利用电感耦合等离子体发射光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪，测定鲟鱼肌肉中的矿质元素含量，代入上述鲟鱼判别函数式，比较鲟鱼判别函数式以确定待测鲟鱼的产地；该方法所取得的判别结果准确度高，稳定性好，可重复性高，系统误差小。
本发明的目的是提供一种有效判别不同产地鲟鱼的方法。
本发明另一目的是提供上述方法在判别不同产地鲟鱼中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
本发明通过测定鲟鱼肌肉中的19种矿质元素含量作为基础，首次分别建立了不同产地鲟鱼的判别函数式，利用电感耦合等离子体发射光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪，测定待测鲟鱼的K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd和Pb 8种微量矿质元素含量，代入上述判别函数式，即能够准确的判别鲟鱼的产地。
因此，以下内容均应在本发明的保护范围之内：
一种有效判别不同产地鲟鱼的方法，包括以下步骤：
S1.制备鲟鱼肌肉待测溶液，测定待测溶液中的矿质元素含量，所述矿质元素为K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd和Pb；
S2.将步骤S1得到的测定结果代入鲟鱼判别函数式中，通过比较鲟鱼判别函数式的大小来确定待测鲟鱼的产地；
所述鲟鱼判别函数分别如下：
湖北武汉鲟鱼判别函数式X1为：
X1＝0.011CK+0.001CNa+0.227CAl+7.809CZn-0.112CAs+45.658CSe+52.520CCd-128.751CPb-180.316；
北京房山鲟鱼判别函数式X2为：
X2＝0.006CK-0.004CNa+0.095CAl+6.116CZn-3.574CAs+82.061CSe+265.194CCd-38.751CPb-155.914；
浙江千岛湖鲟鱼判别函数式X3为：
X3＝0.013CK+0.023CNa-0.261CAl+6.446CZn-0.366CAs-6.797CSe-24.708CCd-143.519CPb-171.270；
其中，CK、CNa、CAl、CZn、CAs、CSe、CCd、CPb分别代表元素K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd、Pb的干重浓度值；
步骤S3所述确定待测鲟鱼的产地的方法为：比较X1、X2、X3的大小，当X1最大时，则待测鲟鱼的产地为湖北武汉；当X2最大时，则待测鲟鱼的产地为北京房山；当X3最大时，则待测鲟鱼的产地为浙江千岛。
所述干重浓度为经烘干后的鲟鱼肌肉中的各元素浓度的含量。
优选地，步骤S1所述制备鲟鱼肌肉待测溶液的方法为：
(1)对待测鲟鱼肌肉进行干燥，研磨，得到鲟鱼背部肌肉粉末样品；
(2)将步骤(1)得到的鲟鱼背部肌肉粉末样品用浓硝酸和过氧化氢溶液进行消解，得到消解液；
(3)对步骤(2)得到的消解液进行赶酸，定容，即可得到所述鲟鱼肌肉待测溶液。
优选地，所述鲟鱼的产地为湖北武汉、北京房山或浙江千岛中的任一。
优选地，所述鲟鱼为成熟期鲟鱼。
为了方便获取实验材料且提高测定结果的准确率，优选地，所述鲟鱼肌肉为鲟鱼背部肌肉。
更优选地，所述鲟鱼肌肉为鲟鱼背脊两侧处肌肉。
优选地，步骤S2所述待测溶液中的矿质元素含量的测定方法为：利用电感耦合等离子体发射光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪测定鲟鱼肌肉待测溶液中的矿质元素含量。
优选地，步骤(2)所述浓硝酸和过氧化氢溶液的体积比为5：1～2。
更优选地，步骤(2)所述浓硝酸和过氧化氢溶液的体积比为5：1。
优选地，步骤(2)所述浓硝酸的浓度为65％～70％。
更优选地，步骤(2)所述浓硝酸的浓度为70％。
优选地，步骤(2)所述过氧化氢的浓度为25％～35％。
更优选地，步骤(2)所述过氧化氢的浓度为30％。
优选地，步骤(3)所述赶酸的温度为120℃～130℃。
更优选地，步骤(3)所述赶酸的温度为125℃。
优选地，步骤(3)所述赶酸的时间为3～4h。
更优选地，步骤(3)所述赶酸的时间为3.5h。
另外，所述方法在判别不同产地鲟鱼中的应用，也应在本发明的保护范围之内。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种有效判别不同产地鲟鱼的方法，首次建立了不同产地鲟鱼的判别函数式，在对鲟鱼进行回代检验和交叉检验后，发现整体判别正确率可高达97％以上，判别准确度高，稳定性好，可重复性高、系统误差小。该方法不仅可以有效的鉴别属于湖北武汉、北京房山和浙江千岛湖三个产地的鲟鱼，还能验证待测鲟鱼是否来自于以上三个产地，对名贵水产品鲟鱼的产地信息和鉴别溯源具有保护和推动作用。
附图说明
图1是不同产地鲟鱼背部肌肉样品的矿质元素的前3个主成分载荷图。
图2是不同产地鲟鱼背部肌肉样品的前3个主成分得分图。
图3是不同产地鲟鱼样本的判别函数得分图。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1有效判别不同产地鲟鱼的方法的建立
1、采集不同产地养殖的鲟鱼样本
分别从鲟鱼养殖的主产地湖北武汉、北京房山、浙江千岛湖随机捕捞采集成熟期鲟鱼样本，每个产地分别采集16尾样本，共计采集48尾样本。
2、对鲟鱼样本进行前处理，得到鲟鱼背部肌肉待测溶液
将鲟鱼样本用超纯水洗净表面进行宰杀，统一取鲟鱼左侧背部肌肉样品，于65℃烘箱中干燥48h至恒重，将干燥后的样品使用磨粉器研磨均匀，得鲟鱼左侧背部肌肉粉末。精确称取0.5g鲟鱼左侧背部肌肉粉末倒入聚四氟乙烯消解管中，以体积比5：1向消解管中加入70％电子级浓硝酸和30％优级纯过氧化氢溶液共6mL后，使用微波消解仪进行消解，鲟鱼左侧背部肌肉的消解程序如表1所示。消解液于125℃赶酸仪中赶酸3.5h，待赶酸至溶液剩余约1mL时，取出室温冷却，溶液冷却后过滤，转移至容量瓶，使用超纯水定容至25mL，即可得到鲟鱼背部肌肉待测溶液，同时设置空白对照。
表1鲟鱼左侧背部肌肉的消解程序
3、鲟鱼背部肌肉样品的矿质元素含量测定
采用Optima 2000 DV电感耦合等离子体发射光谱仪(Inductively CoupledPlasma Optical Emission Spectrometer，ICP-OES)检测鲟鱼背部肌肉样品中5种宏量矿质元素K、Ca、Na、Mg和Al的含量；采用Agilent Technologies 7700 Series电感耦合等离子体质谱仪(Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)检测鲟鱼背部肌肉样品中14种微量矿质元素V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sn、Ba、Pb和Cd的含量。检测时采用外标法对各矿质元素进行定量分析，每个样品重复检测3次。
不同产地鲟鱼背部肌肉样品中矿质元素含量的平均值和标准偏差具体如表2所示。
表2不同产地鲟鱼背部肌肉样品中矿质元素含量
注：*表示该元素浓度含量的单位为mg/kg；#表示该元素浓度含量的单位为μg/kg，表格中的数值均用平均值±标准偏差表示，不同小写字母表示显著性差异(p＜0.05)，0表示未检出。
4、对不同产地鲟鱼背部肌肉样品中矿质元素含量测定的结果进行分析
对表2中不同产地鲟鱼背部肌肉样品中矿质元素的含量数据先进行方差分析，结果显示，元素Na、Mg、V、Co、Ni、As、Se、Cd、Ba矿质元素的含量，在不同产地的鲟鱼之间具有显著性差异(p＜0.05)，元素K、Ca、Al、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Sn、Pb矿质元素的含量在不同产地的鲟鱼之间不具有显著性差异。其中，来自于湖北武汉的鲟鱼背部肌肉样品中，矿质元素K、Al、V、Cr、Fe、Zn和Sn的平均含量最高，Na、Co、Ni、Cu和As的平均含量最低；来自于北京房山的鲟鱼背部肌肉样品中，矿质元素Cu、As、Se、Cd、Ba和Pb的平均含量最高，Mg、K、Ca、Fe和Mn的平均含量最低；来自于浙江千岛湖的鲟鱼背部肌肉样品中，矿质元素Ca、Na、Mg、Mn、Co和Ni的平均含量最高，Al、V、Cr、Se、Cd、Sn、Ba、Zn和Pb的平均含量最低。
5、选取部分矿质元素作为有效变量，分别建立不同产地鲟鱼的判别函数式
使用SPSS 22.0软件对所测得的不同产地鲟鱼背部肌肉样品中矿质元素的含量数据进行主成分分析，经主成分分析提取出前3个主成分，不同产地鲟鱼背部肌肉样品的矿质元素的前3个主成分载荷图如图1所示，其中，第一主成分主要综合了V、Cr、Se、Sn、Al和Zn等矿质元素的信息，第二主成分主要综合了Na、Mg、Ni、Mn和Ca等矿质元素的信息，第三主成分主要综合了Cu、K和Pb等矿质元素的信息。
不同产地鲟鱼背部肌肉样品的前3个主成分得分图如图2所示，可以看出，三个不同产地的鲟鱼背部肌肉样品分布在图中不同区域，且均得到了较好的区分。
为进一步实现对不同产地鲟鱼样本进行判别的目的，采用SPSS 22.0软件对不同产地鲟鱼样本进行判别分析，通过判别分析后挑选出有效的矿质元素建立判别函数式，并基于所建立的函数式进行判别有效性验证。判别分析结果表明，19种矿质元素中的K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd和Pb元素被引入作为所建立判别函数式中的有效元素，得到各产地鲟鱼的判别函数式分别如下：
湖北武汉鲟鱼判别函数式X1为：
X1＝0.011CK+0.001CNa+0.227CAl+7.809CZn-0.112CAs+45.658CSe+52.520CCd-128.751CPb-180.316；
北京房山鲟鱼判别函数式X2为：
X2＝0.006CK-0.004CNa+0.095CAl+6.116CZn-3.574CAs+82.061CSe+265.194CCd-38.751CPb-155.914；
浙江千岛湖鲟鱼判别函数式X3为：
X3＝0.013CK+0.023CNa-0.261CAl+6.446CZn-0.366CAs-6.797CSe-24.708CCd-143.519CPb-171.270；
其中，CK、CNa、CAl、CZn、CAs、CSe、CCd、CPb分别代表元素K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd、Pb的干重浓度值；
矿质元素包括：K、Na、Al 3种宏量矿质元素和Zn、As、Se、Cd、Pb 5种微量矿质元素；
确定待测鲟鱼的产地的方法为：比较X1、X2、X3的大小，当X1最大时，则待测鲟鱼的产地为湖北武汉；当X2最大时，则待测鲟鱼的产地为北京房山；当X3最大时，则待测鲟鱼的产地为浙江千岛。
6、使用判别函数式对不同产地的鲟鱼进行判别，获得判别结果
基于以上判别函数式的有效性检验结果如表3所示，可以看出，原始的单个产地回代检验的整体判别正确率达到了100％，采用交叉检验法进行判别的整体正确率也高达97.9％，两种针对判别有效性的检验方式正确率均达到了97％以上，实现了较好的判别效果。
不同产地鲟鱼样本的判别函数得分图如图3所示，可以看出，三个不同产地的鲟鱼样本同样分别分布在函数得分图中的不同区域，也得到了良好的区分，由此可以说明：使用本发明所建立的判别函数式进行鲟鱼的产地判别分析是可行且有效的。
表3基于以上判别函数式的有效性检验结果
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有效判别不同产地鲟鱼的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备鲟鱼肌肉待测溶液，测定待测溶液中的矿质元素含量，所述矿质元素为K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd和Pb；
S2.将步骤S1得到的测定结果代入鲟鱼判别函数式中，通过比较鲟鱼判别函数式的大小来确定待测鲟鱼的产地；
所述鲟鱼判别函数分别如下：
湖北武汉鲟鱼判别函数式X1为：
X1＝0.011CK+0.001CNa+0.227CAl+7.809CZn-0.112CAs+45.658CSe+52.520CCd-128.751CPb-180.316；
北京房山鲟鱼判别函数式X2为：
X2＝0.006CK-0.004CNa+0.095CAl+6.116CZn-3.574CAs+82.061CSe+265.194CCd-38.751CPb-155.914；
浙江千岛湖鲟鱼判别函数式X3为：
X3＝0.013CK+0.023CNa-0.261CAl+6.446CZn-0.366CAs-6.797CSe-24.708CCd-143.519CPb-171.270；
其中，CK、CNa、CAl、CZn、CAs、CSe、CCd、CPb分别代表元素K、Na、Al、Zn、As、Se、Cd、Pb的干重浓度值；
步骤S3所述确定待测鲟鱼的产地的方法为：比较X1、X2、X3的大小，当X1最大时，则待测鲟鱼的产地为湖北武汉；当X2最大时，则待测鲟鱼的产地为北京房山；当X3最大时，则待测鲟鱼的产地为浙江千岛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1所述制备鲟鱼肌肉待测溶液的方法为：
(1)对待测鲟鱼肌肉进行干燥，研磨，得到鲟鱼背部肌肉粉末样品；
(2)将步骤(1)得到的鲟鱼背部肌肉粉末样品用浓硝酸和过氧化氢溶液进行消解，得到消解液；
(3)对步骤(2)得到的消解液进行赶酸，定容，即可得到所述鲟鱼肌肉待测溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鲟鱼为成熟期鲟鱼。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鲟鱼肌肉为鲟鱼背部肌肉。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2所述待测溶液中的矿质元素含量的测定方法为：利用电感耦合等离子体发射光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪测定鲟鱼肌肉待测溶液中的矿质元素含量。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浓硝酸和过氧化氢溶液的体积比为5：1～2。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浓硝酸的浓度为65％～70％。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述过氧化氢的浓度为25％～35％。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述赶酸的温度为120℃～130℃，所述赶酸的时间为3～4h。
10.权利要求1～9任一所述方法在判别不同产地鲟鱼中的应用。
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