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近紅外光譜溯源食用海參產地

海參種類繁多，國內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。海參肉質軟嫩，高蛋白低脂肪，口感甘咸，是“海味八珍”之一，有補腎、養(yǎng)血的功效，營養(yǎng)價值堪比人參，因此也有陸有人參，水有海參一說。

國內食用海參的主要產地有三個，分別是大連遼參，山東海參以及福建海參，自北向南其生長速度依次增快。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。因遼參較長的生長周期，和特殊的生長環(huán)境，其營養(yǎng)物質更新頻繁且積累豐富，相比其他海域生長的海參，具有更高的食用品質和經濟價值。

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

近紅外光譜儀可以實現(xiàn)無損掃描樣品的近紅外光譜，由于生長環(huán)境和周期的變化，導致不同產地海參中營養(yǎng)成分含量存在一定差異，再通過化學計量學建立樣品光譜信息與產地之間的聯(lián)系，從而實現(xiàn)對海參產地的鑒別。

1 實驗內容

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

▲ BUCHI NIRFlex N500 近紅外光譜儀

選取三分之二樣品進行建模，剩余樣品用于驗證。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，不過在 10000 – 7500 cm-1 范圍內還是存在一定重合，而在主成分得分圖中就能夠看出，僅在前兩個主成分的平面空間中，兩種產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 個樣品的產地。

2 結論

通過上述實驗說明近紅外光譜分析技術能夠快速無損地鑒定遼寧和福建的海參，并且對于快速鑒定其他產地的海參也有很強的潛力。

實驗中使用的 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，相較經典的傅立葉光譜儀，具有更小巧的造型和更強大的抗震動能力。模塊化的測量池可以隨時隨地方便更換，滿足各種形態(tài)樣品的檢測需求。雙燈構造及滿足多國藥典和審計追蹤要求的配套軟件，為工業(yè)生產分析提供便利的解決方案。