CN113933471B - 一种基于拉力指标评估扇贝品质性状的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明建立一种基于拉力指标的快速评估扇贝品质性状的方法，利用扇贝闭壳肌拉力的大小对扇贝品质性状进行快速评估。本发明通过对扇贝闭壳肌拉力的标准化测定，同时结合拉力指标预估糖原含量模型，建立一种扇贝品质性状快速评估的新方法，为扇贝育种工作中品质性状的准确评估提供可靠的技术手段。本发明对扇贝进行无损伤的拉力检测，将获得的扇贝拉力指标作为快速评估扇贝品质优劣的依据。本发明方法与传统扇贝糖原检测方法相比，具备高效、简便、且无损伤等特点，是首次将扇贝拉力作为快速评估扇贝品质的指标。采用本种方法能够为扇贝品质性状的改良提供技术支持。
Description
技术领域
本发明属于海洋生物技术领域，具体涉及一种基于拉力指标的快速评估扇贝品质性状的方法。
背景技术
扇贝作为我国重要的海水养殖贝类之一，其年养殖产量占全球扇贝年养殖产量的80％以上(中国渔业报统计2020)。扇贝闭壳肌的干制品称为瑶柱，俗称干贝，为海产八珍之一，其富含蛋白质、碳水化合物、不饱和脂肪酸、微量元素等多种营养成分，味道鲜美，深受国内外消费者的喜爱。随着国内消费水平的提高，消费者对高品质扇贝产品的需求持续增加。但我国扇贝产业存在高端产品匮乏、在国际市场占比较低的问题，开展优质高产扇贝新品种的培育，对扇贝产业提质增效、转型升级具有重要意义。
糖原作为扇贝闭壳肌鲜味的主要呈味物质之一，直接影响扇贝贝柱的风味和消费者的口感，是扇贝产品重要的品质性状。高端扇贝的最主要特色之一便是其闭壳肌糖原含量高。
目前，扇贝的糖原等品质性状的检测需要将扇贝闭壳肌解剖后利用分光光度计进行测定，有的则通过碘液显色，后通过比色卡比对的方式测定。然而，这两种方法均需要解剖扇贝样本后测定，难以应用到扇贝遗传育种工作中。此外，也有利用红外技术进行贝类闭壳肌糖原含量测定的报道，但该方法依赖高端设备，测定成本高。糖原等扇贝品质性状的遗传改良一直是扇贝育种工作的难点，亟待开发一种可快速无损评估扇贝糖原含量的检测方法。
发明内容
因此，本发明建立一种基于拉力指标的快速评估扇贝品质性状的方法，利用扇贝闭壳肌拉力的大小对扇贝品质性状进行快速评估。在不损伤样本的基础上，基于拉力指标来计算获得扇贝糖原含量数据，从而解决现阶段海产经济贝类养殖过程中缺少无损的快速评估扇贝品质性状的问题，从而促进扇贝品质性状的遗传改良。
本发明首先提供扇贝拉力指标在评价扇贝品质中的应用；所述的扇贝拉力指标包含有平均力指标(The average force，总力/闭壳时间，即每秒的拉力)和闭壳时间指标(Shell Closing time，拉力数据>0.1N的时间总和)；
本发明另一个方面还提供一种评价扇贝品质的方法，是使用待检测扇贝的拉力指标来判定扇贝品质；
所述的扇贝指标为平均力指标和闭壳时间指标。
所述的扇贝品质，为扇贝的糖原含量；
其中扇贝糖原含量的计算公式如下：
yG＝0.646+0.014χAF+0.002χSCT
xAF表示检测扇贝个体闭壳肌拉力指标中的平均力指标；
xSCT表示检测扇贝个体闭壳肌拉力指标中的闭壳时间指标；
yG表示每个检测扇贝个体的闭壳肌糖原含量估计值。
所述的扇贝个体贝壳拉力指标中的平均力指标和闭壳时间指标经过了标准化筛选；
所述的标准化筛选，是将扇贝个体获得的总力指标、闭壳时间和平均力指标数据通过SPSS 23软件来分析计算数据的标准值，将|标准值︱>3的数据视为离群值进行剔除，三项拉力指标中只要有一项出现离群值，三项拉力指标便全部被剔除，最后得到扇贝拉力指标的有效数据。
所述的标准值计算公式如下：
χ标：所有检测扇贝个体同一项拉力指标的标准值；
χ：单个检测扇贝个体同一项拉力指标数据；
σ：所有检测扇贝个体同一项拉力指标数据的标准差。
本发明通过对扇贝闭壳肌拉力的标准化测定，同时结合拉力指标预估糖原含量模型，建立一种扇贝品质性状快速评估的新方法，为扇贝育种工作中品质性状的准确评估提供可靠的技术手段。本发明对扇贝进行无损伤的拉力检测，将获得的扇贝拉力指标作为快速评估扇贝品质优劣的依据。本发明方法与传统扇贝糖原检测方法相比，具备高效、简便、且无损伤等特点，是首次将扇贝拉力作为快速评估扇贝品质的指标。采用本发明方法能够为扇贝品质性状的改良提供技术支持。
附图说明
图1：本发明中涉及到的30只24月龄栉孔扇贝基于拉力指标的糖原估计值与糖原实测值相关散点图。
具体实施方式
扇贝闭壳肌拉力指标中各指标的定义如下：
1)总力(The total force，TF)：3min内所测拉力数据的总和；
2)闭壳时间(Shell closing time，SCT)：拉力数据>0.1N的时间总和；
3)平均力(The average force，AF)：总力/闭壳时间，即平均每秒的拉力值。
本发明利用扇贝闭壳肌拉力的大小对扇贝品质性状进行快速评估。在不伤害样本的基础上，实现拉力指标对扇贝糖原等品质性状的预估，通过建立基于拉力指标评估扇贝糖原含量的方法，可以准确得出扇贝糖原含量，实现扇贝糖原含量的活体检测，且具有高效、低成本、无损性的特点，为后续扇贝品质改良工作提供技术支撑。
实施例中的拉力测定装置，可以使用公开号为103330569B的中国发明专利中公开的双壳贝类闭壳肌拉力的测定装置。或是公开号为CN111202018A的中国发明专利中公开的双壳贝类闭壳肌拉力的测定装置。
下面通过实施例对本发明方法进行详细描述，但本发明方法并不局限于以下描述内容。
实施例1
取70只青岛海域养殖的24月龄栉孔扇贝进行拉力指标的测定，并基于拉力指标快速评估扇贝品质性状，具体步骤如下：
1)将70只待测的24月龄栉孔扇贝放置充气的循环海水体系中保持10min以上；
2)将拉力测定装置的上下夹片调整至0.75cm的间距，数显拉力计读数调零，单位调至N(1N＝0.98kg)，将取样率调至1000Hz(5个数据/秒)，连接好串口，通过数据分析软件进行联机测试，确定设备与软件连接成功；
3)将栉孔扇贝从海水中取出，保持其开壳状态，迅速放置于调试好的拉力测定装置上，待扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟。
4)测量结束后，将数据导出至excel表格，进行三项扇贝拉力指标的计算，包括：
总力(The total force，TF)：3min内所测拉力数据的总和；
闭壳时间(Shell closing time，SCT)：拉力数据>0.1N的时间总和；
平均力(The average force，AF)：总力/闭壳时间，即平均每秒的拉力值；
5)拉力指标标准化：
将每个扇贝个体的三项拉力指标数据通过SPSS 23软件的分析-描述统计-描述功能计算数据的标准值，将|标准值︱>3的数据视为离群值进行剔除，三项拉力指标中只要有一项出现离群值，三项拉力指标便全部被剔除，最后得到扇贝拉力指标的有效数据。
所述的标准值计算公式如下：
其中χ标：所有检测扇贝个体同一项拉力指标的标准值；χ：单个检测扇贝个体同一项拉力指标数据；
所有检测扇贝个体同一项拉力指标数据平均值；σ：所有检测扇贝个体同一项拉力指标数据的标准差。
将70只扇贝个体的三项拉力指标分别带入标准值计算方程中，计算结果如表1所示。
表1：70只24月龄栉孔扇贝拉力指标标准值统计表
结果显示，70只24月龄栉孔扇贝的三项拉力指标的|标准值︱均小于3，无异常值出现。
因此，70只24月龄栉孔扇贝的三项拉力指标数据均为有效数据。三项拉力指标计算结果显示，70只24月龄栉孔扇贝的总力范围在836.18N-5634.38N之间；闭壳时间在99.73S-180S之间变化；平均力范围为4.65N-31.30N(如表2所示)。
(6)拉力指标评估扇贝品质的计算：
通过蒽酮法测定扇贝闭壳肌的糖原含量，得到每个栉孔扇贝的实测糖原含量值(表2)，根据平均力和闭壳时间，获得标准化后的两项拉力指标数据与扇贝糖原含量的计算公式，获得评估扇贝糖原含量的计算公式如下：
yG＝0.646+0.014χAF+0.002χSCT
xAF表示标准化后的每个检测扇贝个体的平均力；
xSCT表示标准化后的每个检测扇贝个体的闭壳时间；
yG表示每个检测扇贝个体的糖原含量估计值。
表2：70只24月龄栉孔扇贝拉力指标及糖原含量估计值统计表
实施例2：
运用本发明实施例1的方法，取30只青岛海域养殖的24月龄栉孔扇贝进行检测，以验证本发明方法的准确性和可靠性。
具体步骤如下：
(1)将30只待测的24月龄栉孔扇贝放置充气的循环海水体系中保持10min以上；
(2)将拉力测定装置的上下夹片调整至0.75cm的间距，数显拉力计读数调零，单位调至N(1N＝0.98kg)，将取样率调至1000Hz(5个数据/秒)，连接好串口，通过数据分析软件进行联机测试，确定设备与软件连接成功；
(3)将栉孔扇贝从海水中取出，保持其开壳状态，迅速放置于调试好的拉力测定装置上，待扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟。
(4)测量结束后，将数据导出至excel表格，进行三项扇贝拉力指标的计算，包括：
总力(The total force，TF)：3min内所测拉力数据的总和；
闭壳时间(Shell closing time，SCT)：拉力数据>0.1N的时间总和；
平均力(The average force，AF)：总力/闭壳时间，即平均每秒的拉力值；
(5)拉力指标标准化：
将每个扇贝个体的三项拉力指标数据通过SPSS 23软件的分析-描述统计-描述功能计算数据的标准值，将|标准值︱>3的数据视为离群值进行剔除，三项拉力指标中只要有一项出现离群值，三项拉力指标便全部被剔除，最后得到每个扇贝拉力指标的有效数据。所述的标准值计算公式如下：
将30只扇贝个体的三项拉力指标分别带入标准值计算方程中，计算结果如表3所示。
表3：30只24月龄栉孔扇贝拉力指标标准值统计表
结果显示，30只24月龄栉孔扇贝的三项拉力指标的|标准值︱均小于3，无异常值出现。因此，30只24月龄栉孔扇贝的三项拉力指标数据均为有效数据。三项拉力指标计算结果显示，30只24月龄栉孔扇贝的总力范围在205.69N-2270.90N之间；闭壳时间在28.32S-180S之间变化；平均力范围为1.74N-17.74N(如表4所示)。
(6)拉力指标评估扇贝品质的计算：
所述的扇贝拉力指标中，判定扇贝品质的分别是平均力和闭壳时间，将标准化后的两项拉力指标数据代入评估扇贝糖原含量的计算公式中，其评估扇贝糖原含量的计算公式如下：
yG＝0.646+0.014χAF+0.002χSCT
xAF表示标准化后的每个检测扇贝个体的平均力；
xSCT表示标准化后的每个检测扇贝个体的闭壳时间；
yG表示每个检测扇贝个体的糖原含量估计值。
将上述的30只24月龄栉孔扇贝解剖后通过蒽酮法测定扇贝闭壳肌的糖原含量，得到每个栉孔扇贝的实测糖原含量值(G，如表4所示)。通过SPSS 23软件的分析-相关-双变量功能对糖原含量估计值同实测值之间进行相关性分析，根据相关系数的大小判定估计值同实测值之间的准确程度。
表4：30只24月龄栉孔扇贝拉力指标及糖原含量(估计值VS实测值)统计表
相关性分析结果显示，糖原估计值(yG)同糖原实测值(G)间的相关性为r＝0.98，P<0.01，糖原估计值同实测值的拟合度R2＝0.9599(图1)，证明本发明基于拉力指标评估扇贝糖原含量的方法的准确性。
实验结果表明本发明的基于拉力指标的快速评估扇贝品质性状的方法是准确可靠的，本发明作为一种无损、高效的基于拉力指标的快速评估扇贝品质性状的方法为扇贝品质改良提供技术支持。
上述实施例仅为说明本发明的技术理念及创新点，对本发明的保护范围无任何限制。凡根据本发明的原则所做的任何等效更改，均应该涵盖在本发明专利的限定范围内。
Claims (4)
1.一种评价扇贝品质的方法，其特征在于，所述的方法是使用待检测扇贝的拉力指标来判定扇贝品质；其中拉力指标用于计算扇贝糖原含量，其计算公式如下：
yG＝0.646+0.014χAF+0.002χSCT，其中
xAF表示检测扇贝个体闭壳肌拉力指标中的平均力指标，即总力/闭壳时间，代表平均每秒的拉力值；
xSCT表示检测扇贝个体闭壳肌拉力指标中的闭壳时间指标，即拉力数据>0.1N的时间总和；
yG表示每个检测扇贝个体的闭壳肌糖原含量值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的拉力指标经过了标准化筛选。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的标准化筛选，是将扇贝个体获得的总力指标、闭壳时间和平均力指标数据通过SPSS 23软件来分析计算数据的标准值，将|标准值︱>3的数据进行剔除，三项拉力指标中只要有一项出现离群值，三项拉力指标便全部被剔除，最后得到扇贝拉力指标的有效数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的标准值计算公式如下：
χ标：所有检测扇贝个体同一项拉力指标的标准值；
χ：单个检测扇贝个体同一项拉力指标数据；
σ：所有检测扇贝个体同一项拉力指标数据的标准差。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Bao Zhenmin Inventor after: Lu Wei Inventor after: Zeng Xiangyi Inventor after: Huang Xiaoting Inventor after: Hu Liping Inventor after: Jiang Liming Inventor after: Yang Zujing Inventor after: Liu Zhi Inventor after: Sui Mingyi Inventor after: Xing Qiang Inventor before: Huang Xiaoting Inventor before: Bao Zhenmin Inventor before: Zeng Xiangyi Inventor before: Hu Liping Inventor before: Jiang Liming Inventor before: Yang Zujing Inventor before: Liu Zhi Inventor before: Sui Mingyi Inventor before: Xing Qiang Inventor before: Lu Wei |