化學計量學在水產品質量檢測分析中的應用

趙玉清

摘 要：近年來發展最為快速的分析檢測技術當屬化學計量學，這一技術能夠在不破壞樣品的前提下快速準確地分析產品。水產品在人類的膳食中必不可少，但是水產品的質量關乎到人們的健康。文章就化學計量學分析技術及其在水產品檢測中應用的現狀和問題做出了研究。

關鍵詞：化學計量學 水產品檢測技術 應用

中圖分類號：TS254.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0118-02

快速發展的化學計量分析技術受到了諸多領域的青睞。國內外的許多學者都喜歡運用此技術來做食品成分分析、質量檢測、食品的摻假鑒定以及原產地的來源鑒定，以把控食品的質量和安全。但是水產品的水分含量過多，使化學計量學的分析難度也隨之加大了，所以對此方面的研究較少。文章針對此方面的研究，分析了近年來國內外學者運用化學計量法檢測水產品的應用現狀。

1 化學計量學簡介

1.1 含義

化學計量學（Chemo metrics）是一門發展于70～80年代的交叉學科。融合了數學應用、計算機技術、統計學以及一些其他的方法和手段，從而選擇出最為適合的實驗設計和測量方法。通過這些測量出來的數據可以幫助學者們了解到物質的系統組成成分、物質的結構組成以及其他的有關信息?；瘜W計量學將化學、統計學、計算機學和數學貫穿起來，是一個中間樞紐。

1.2 研究對象

化學計量學的內容的主要研究對象是關于化學測量的基礎理論和方法?；瘜W計量學有兩種，一種是物理化學計量，另一種是分析化學計量。物理化學計量就是對物質的物理化學性質的相關特性的計量及有關問題的研究分析；而化學計量學就是對物質組成的化學成分計量的分析研究。

1.3 內容

化學計量學的內容主要有以下3方面。

（1）研究分析怎樣正確的使用計量單位，確立對應的計量基礎、計量標準以及復現單位。

（2）研究分析物質的組成成分、測量使用的方法、計量的標準、測量誤差的原因。

（3）對化學計量中所使用器具的特性和檢測校準方法的研究。

通常普遍使用的化學計量方法有多元線性回歸法、主成分分析法、偏小二乘法、支持向量計算法和人工神經網絡法等。

2 化學計量學應用于水產品檢測的分析現狀和問題

2.1 化學計量學應用于水產品質量檢測分析的現狀

市場和消費群體不斷地壯大，所以需求也不斷地增長?；瘜W計量學技術應用到了國內外諸多的水產品指標的檢測和品質的檢測。

Marabo li在1987年時就運用化學計量學進行魚肉持水性檢測實驗。Marquardt則運用化學計量學技術對魚肉中的脂肪、色素分布和濃度以及膠原蛋白進行檢測，得出魚肉的新鮮程度與這些指標有關。計量選擇在785 nm處，有效地減弱了熒光物質對實驗的干擾，得出較為準確的數據。Nilsen則研究鱈魚肉的整個貯藏過程中在400～1 100 nm時計量發生了重要變化，得出的結果是隨化學計量變化而變化的。吸收峰與感官分數相關性較高，如果感官出現了血點有了瑕疵將會對兩者的相關性造成影響。Brodersen通過化學計量學技術來對蝦以及蝦制品的pH值、含鹽量和凍結狀態進行檢測，還可以檢測出加工過程蝦溫的變化。Gayo運用了計量學結合近化學技術分析研究了摻假蟹肉的鑒別，運用PCR和PLS方法建模可控制鑒定誤差在6%以下。吳迪應用了無信息變量法和連續投影算法在化學計量區間內做了選擇，以最優的數值作為輸入變量，從而建立了最小二乘法的分析方法。建模過程中發現魚片剁碎的樣品檢測優于整體部位，與剁碎魚片的干燥還是冷凍無太大關系。

實驗證明了白蝦品種的鑒別運用化學計量技術是可行的，同時發現運用UVE-SPA-LS-SVM組合模型可以得到有效的鑒別結果，這為白蝦的品種鑒定提供了可靠的依據。

除了以上的應用，化學計量學對于水產品質量分析應用還應該包括對周圍的衛生環境的檢測。另外，需要對水產品中有害物質和農藥殘留進行監測。農藥殘留量的檢測主要就是采用痕量分析技術。水產品中的有害元素測定有干法和濕法兩種，主要是運用ICP-MS和色譜法以及原子吸收分光光度法。這些廣為使用的經典方法的缺點是耗費時間太長了，在處理之前需要使用具有潛在危險的化學藥品，也無法做到同時測量?；瘜W計量學則合理地避免了這些缺點，縮短了預處理和檢測的時間，還能夠多組同時測量，所以在水產品的檢測中可以得到廣泛的運用。Nilsen通過研究分析比較多種化學計量學方法，探索建立了偏最小二乘法和主成分分析——徑向基函數-人工神經網絡法（PCA—RBF—ANN）的預測校準模型?？梢詫⒋四Ｐ瓦\用到水產品的消毒和甲醛的檢測中去。白玲通過速差動力學分光光度法和偏最小二乘法的綜合運用，對殘殺威和異丙威的含量進行檢測，此種方法效果好、測定所需時間少、可選擇性高。張國文綜合運用了分光光度法和主成分回規法，對實驗品的吸收光譜進行一階求導，建立正模，從而對魚蝦、鱔等水產品中的農藥殘留（西維因及異丙威）進行測定。

2.2 化學計量學在水產品質量檢測和分析應用中存在的問題

化學計量學的優點是快速無損、耗時短、多組可以同時進行，而且可以在線監測，但在應用過程中存在一些問題。在我國市場上化學計量學技術還是新生事物，還需要時間去被人們接受和消化；目前水產品行業還缺乏可靠的化學計量學的檢測標準；化學計量學檢測模型的建立需要大量的優秀代表樣品，理想的樣品難獲??；對于收集到的樣品的計量數值方法較多，而且每種物質都有屬于自己的最佳數值采集方法，這就需要花費時間去多次實驗比較；建模的過程中，對于數據的處理方法、建模采取的策略都影響建模的準確穩定性。沒有相關的專業知識和豐富的經驗，是很難做出好的模型，模型建立的不同對相同樣品分析的效果也會不一樣。同種產品受到了外部環境的影響，比如生長環境的不同，內部的不同部位的品質也會存在較大差異。不同的產品，差異將會擴大，產品內部的結構差異會對化學模型的適用性和預測的準確性產生影響；精密的化學儀器成本較高，加之國外的生產技術壟斷，我國的化學計量儀器關鍵部件的生產遠落后于國外的品牌儀器。國外的儀器價格居高不下，我國企業又為了節省成本，所以選用國內成本較低的精度較低的儀器。這些問題嚴重阻礙到了化學計量學在我國食品行業的發展和運用。

3 結語

化學計量學在水產品的質量分析檢測中得到了推廣和應用，解決了現階段水產品檢測儀器多維化和復雜化的難題，同時也解決了水產品中農藥殘留檢測的多組分析難題，給水產品分析帶來了新方法，所以運用化學計量學分析水產品日益得到了重視。實行過程中出現了一系列的問題，所以對于該方法還需要進一步地分析研究。需要擴大化學計量學在水產品檢測分析的影響力，豐富水產品的檢測方法，開拓出新的研究領域；化學計量儀器和化學計量學的發展，可以促進更好的化學計量學方法的產生。

參考文獻

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