闞立言

摘 要：近年來，孔雀石綠在不合格水產(chǎn)品體內(nèi)殘留被頻繁檢出。因孔雀石綠具有較大毒性，水產(chǎn)品中孔雀石綠殘留檢測的研究受到了社會各界廣泛關(guān)注。便攜式光譜儀有著儀器輕便，分辨率高，操作簡便速度快，實(shí)驗(yàn)成本低，無損檢測等諸多優(yōu)點(diǎn)。本次研究設(shè)計(jì)孔雀石綠殘留模擬實(shí)驗(yàn)，使用羅非魚為實(shí)驗(yàn)材料，對實(shí)驗(yàn)組和對照組光譜進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)兩組樣本有光譜差異，為探索利用高光譜技術(shù)對水產(chǎn)品孔雀石綠檢測展開進(jìn)一步研究打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：便攜式光譜儀；食品安全與質(zhì)量檢測；水產(chǎn)品；可見-近紅外光譜；孔雀石綠

中圖分類號：S948 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0086-02

1 引言

國內(nèi)檢測部門通用的孔雀石綠檢測方法是高效液相色譜熒光檢測法[1]。此方法存在回收率差異大，分層有時(shí)不明顯，基線噪音不穩(wěn)定等缺陷。[2]

高光譜技術(shù)具有無損檢測，設(shè)備輕便，操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。近年來，周瑤等[3]利用近紅外拉曼光譜檢測辣椒粉中蘇丹紅的含量；王曉彬等[4]使用高光譜成像檢測面粉中的偶氮甲酰胺等研究，說明高光譜技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

本研究擬選取羅非魚為實(shí)驗(yàn)材料，測定羅非魚肌肉組織中的孔雀石綠殘留，利用便攜式光譜儀獲取其光譜，研究和分析含有孔雀石綠的羅非魚肉與正常的羅非魚肉之間光譜的差異，并探究不同注射量對于魚肉樣本光譜的影響。

2 實(shí)驗(yàn)與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與材料

實(shí)驗(yàn)采用USB2000+光譜儀，使用HL-2000鹵鎢燈光源。

本研究所用羅非魚購自水產(chǎn)品市場，已經(jīng)檢驗(yàn)不含孔雀石綠。實(shí)驗(yàn)器材和試劑：100mL容量瓶三只，超微量電子天平，小燒杯兩只，玻璃棒，膠頭滴管，水槽，2mL注射器，刀具，孔雀石綠（分析純），超純水。

2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

將羅非魚清水淋洗干凈，去鱗，沿背脊取肌肉部分，切成約3cm×3cm的三塊待用。準(zhǔn)確配制100mL1μg/mL孔雀石綠標(biāo)準(zhǔn)溶液備用。

取三塊魚肉，分別測定其正中心的點(diǎn)光譜數(shù)據(jù)。再將三塊魚肉放置在燒杯中，準(zhǔn)確稱量其質(zhì)量，分別按照國標(biāo)含量（我國要求孔雀石綠在水產(chǎn)品體內(nèi)的檢出含量不得超過1μg/kg）、10倍國標(biāo)、50倍國標(biāo)注射孔雀石綠標(biāo)準(zhǔn)溶液，靜置。分別測定其正中心的點(diǎn)光譜數(shù)據(jù)。（圖1）

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理使用ENVI和MATLAB軟件。光譜取450.32-950.73共1484個(gè)波段。得到光譜圖像如下（圖2、圖3）。

3 結(jié)果

3.1 光譜特征提取

在ENVI中進(jìn)行包絡(luò)線去除處理，比對結(jié)果如下：

注射五十倍含量和十倍含量的魚肉樣本實(shí)驗(yàn)組的反射率普遍比對照組高，在約540-600nm波段實(shí)驗(yàn)組有一個(gè)小的吸收谷，在約830nm以后對照組反射率開始快速下降，而實(shí)驗(yàn)組反射率變化不大。在約870-900nm波段，對照組有一個(gè)明顯的吸收谷，而實(shí)驗(yàn)組沒有（圖2a、b，圖4a、b）。

注射0.9倍國標(biāo)含量的魚肉樣本實(shí)驗(yàn)組的反射率在620-720nm與對照組有一定程度上的重合，在約830nm以后對照組反射率開始下降，而實(shí)驗(yàn)組反射率變化不大。在約930nm波段，對照組反射率陡降，而實(shí)驗(yàn)組尚有較高反射率，實(shí)驗(yàn)組在約930-950nm波段有吸收谷（圖2c、圖4c）。

分析實(shí)驗(yàn)組的特征發(fā)現(xiàn)，注射國標(biāo)含量的孔雀石綠的樣本的反射率低于另兩個(gè)樣本。進(jìn)行包絡(luò)線去除處理后，發(fā)現(xiàn)三者基本相同，只在570-600nm、900-940nm的吸收谷強(qiáng)度有差異（圖3、圖5）。

3.2 光譜相似度對比分析

本研究借助光譜角距離，為以上分析結(jié)果提供印證，選取0.15rad作為判定閾值，光譜角計(jì)算結(jié)果顯示，十倍和五十倍注射前后光譜角距離遠(yuǎn)大于0.15rad，國標(biāo)注射前后光譜角距離比較?。蛔⑸?0倍國標(biāo)含量和10倍國標(biāo)含量的魚肉，注射后的光譜角差異小于10-7，可以忽略，但是注射0.9倍國標(biāo)含量的魚肉注射后光譜與前兩者光譜角距離相對較大。

4 分析與討論

4.1 孔雀石綠對魚肉光譜的影響

注射孔雀石綠后，魚肉反射光譜在大于850nm（近紅外）波段和500-600nm（綠光）波段發(fā)生了一定的變化。魚肉在約850-910nm的吸收谷移至約910-940nm。

4.2 不同含量孔雀石綠魚肉樣本光譜的差異

注射50倍國標(biāo)含量和10倍國標(biāo)含量的魚肉，其光譜注射前后差異較為明顯，可以明確指出其含量超標(biāo)；注射0.9倍國標(biāo)含量的魚肉，其光譜注射前后雖然有一定差異，但是與前兩者相比差異較小。

注射50倍國標(biāo)含量和10倍國標(biāo)含量的魚肉，注射后的光譜二者差異不大，很難判別其含量，但是注射0.9倍國標(biāo)含量的魚肉注射后光譜與前兩者相對有差異。

5 結(jié)語

本研究基于便攜式光譜儀對水產(chǎn)品孔雀石綠殘留檢測展開了模擬實(shí)驗(yàn)研究，得到以下結(jié)論：

（1）魚肉可見近紅外反射光譜在注射孔雀石綠前后有一定變化，尤其是在綠光波段和近紅外波段。

（2）孔雀石綠注射含量與魚肉樣本光譜變化大小有一定影響，高含量孔雀石綠的魚肉光譜變化相對較大，低含量孔雀石綠的魚肉光譜變化相對較小。

（3）本研究數(shù)據(jù)較少，有待后續(xù)數(shù)據(jù)精確處理和相關(guān)光譜庫建設(shè)工作的開展。

參考文獻(xiàn)

[1]GB-T 20361-2006，水產(chǎn)品中孔雀石綠和結(jié)晶紫殘留量的測定.

[2]劉少彬，王耀，鄒濰力，李希國，盧偉華.水產(chǎn)品中孔雀石綠測定方法的改進(jìn)[J].現(xiàn)代食品科技，2010，26（3）：314-330.

[3]周瑤，李柏承，趙曼彤，王琦，張大偉.高光譜無損檢測辣椒粉中蘇丹紅含量[J].光電工程，2016，43（5）：27-34.

[4]王曉彬，黃文倩，王慶艷，等.應(yīng)用近紅外高光譜成像技術(shù)檢測面粉中偶氮甲酰胺[J].光譜學(xué)與光譜分析，2018，（3）：805-812.