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近紅外光譜溯源食用海參產(chǎn)地

海參種類繁多，國(guó)內(nèi)常見的食用海參多為刺參，即圓筒狀有腹背之分的海參，其背面隆起有排列不規(guī)則的圓錐形疣足，腹部較為平坦，密集排布著管足，用于吸附巖礁或爬行。海參肉質(zhì)軟嫩，高蛋白低脂肪，口感甘咸，是“海味八珍”之一，有補(bǔ)腎、養(yǎng)血的功效，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值堪比人參，因此也有陸有人參，水有海參一說(shuō)。

國(guó)內(nèi)食用海參的主要產(chǎn)地有三個(gè)，分別是大連遼參，山東海參以及福建海參，自北向南其生長(zhǎng)速度依次增快。以最小可捕撈尺寸 10cm 的成熟海參為例，遼參需要四年，而福建海參僅需一年。因遼參較長(zhǎng)的生長(zhǎng)周期，和特殊的生長(zhǎng)環(huán)境，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更新頻繁且積累豐富，相比其他海域生長(zhǎng)的海參，具有更高的食用品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

不同產(chǎn)地的食用海參外觀相似，對(duì)于非長(zhǎng)期從事海參養(yǎng)殖的消費(fèi)者而言，難以快速準(zhǔn)確地識(shí)別海參的產(chǎn)地，這就容易被一些不法分子鉆空。盡管無(wú)法直接通過(guò)觀察判斷不同產(chǎn)地的海參，但通過(guò)近紅外光譜儀就能十分輕松地幫助我們完成海參產(chǎn)地的溯源工作。

近紅外光譜儀可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損掃描樣品的近紅外光譜，由于生長(zhǎng)環(huán)境和周期的變化，導(dǎo)致不同產(chǎn)地海參中營(yíng)養(yǎng)成分含量存在一定差異，再通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)建立樣品光譜信息與產(chǎn)地之間的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)海參產(chǎn)地的鑒別。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

BUCHI NIRFlex N500 近紅外光譜儀，大連海參與福建海參各 12 個(gè)，測(cè)量范圍 10000 – 4000 cm-1，分辨率 8 cm-1，掃描次數(shù) 32 次，每個(gè)樣品掃描三次，為保證光譜的穩(wěn)定性，測(cè)量選取海參樣品腹部，并用可調(diào)光圈保證采樣孔與樣品直徑相當(dāng)。

▲ BUCHI NIRFlex N500 近紅外光譜儀

選取三分之二樣品進(jìn)行建模，剩余樣品用于驗(yàn)證。其原始光譜與模型主成分得分圖如下：

▲ 海參樣品的原始近紅外光譜圖（紅色：大連海參，非紅色：福建海參）

▲ 建模樣品的主成分得分

通過(guò)原始光譜可以看出大連海參和福建海參的反射率有明顯差異，不過(guò)在 10000 – 7500 cm-1 范圍內(nèi)還是存在一定重合，而在主成分得分圖中就能夠看出，僅在前兩個(gè)主成分的平面空間中，兩種產(chǎn)地的海參就有清晰的分布，并且二者沒有重合，并且該模型也能夠百分百正確地判斷留下的 8 個(gè)樣品的產(chǎn)地。

2 結(jié)論

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明近紅外光譜分析技術(shù)能夠快速無(wú)損地鑒定遼寧和福建的海參，并且對(duì)于快速鑒定其他產(chǎn)地的海參也有很強(qiáng)的潛力。

實(shí)驗(yàn)中使用的 BUCHI NIRFlex N500 近紅外光譜儀是一款采用偏振干涉的傅立葉變換型的近紅外光譜儀，相較經(jīng)典的傅立葉光譜儀，具有更小巧的造型和更強(qiáng)大的抗震動(dòng)能力。模塊化的測(cè)量池可以隨時(shí)隨地方便更換，滿足各種形態(tài)樣品的檢測(cè)需求。雙燈構(gòu)造及滿足多國(guó)藥典和審計(jì)追蹤要求的配套軟件，為工業(yè)生產(chǎn)分析提供便利的解決方案。