基于中红外光谱技术的鱼类过敏原小清蛋白的快速鉴别与定量检测

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:foonyun_117_126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会经济水平的不断发展和人民生活品质的提升,鱼类及其制品因其具有丰富的营养和鲜美的味道,日益受到消费者的喜爱。但是鱼类也是八类食物过敏原中的一类,而在因食用鱼类导致的食物过敏反应主要是由小清蛋白构成的。目前已有的一些检测方法,例如PCR、质谱、ELISA等,均存在着诸如费用昂贵、耗时、缺乏广谱性等缺点。因此,一种能够快速、准确、全面检测小清蛋白的方法有着重要的意义。多分子振动光谱可以对复杂体系的混合样本进行快速、无损以及多成份同时检测,不仅能够获取样本的整体信息轮廓,也可以得到样本的空间构型信息,目前该方法以及在食品、材料、中药等领域得到了广泛的应用,本研究使用的中红外光谱也是一种多分子振动光谱。通过三氯乙酸(TCA)沉淀的方法提取纯化小清蛋白,然后分别收集16种鱼类的小清蛋白,其粗蛋白,以及不含小清蛋白的粗蛋白分成A、B、C三组,并采集其红外光谱,将原始谱图与其二阶导数谱图经矢量化处理后,通过多种算法支持向量机(SVM),随机森林(RF),神经网络(IRN)建立小清蛋白的识别模型,完成了小清蛋白的定性检测,利用定性检测所得的特征信息构建定量模型,最后将以上所有数据整合到数据库,构建成小清蛋白红外数据库,其详细信息如下:1.小清蛋白具有Ca2+结合位点属于EF家族,该结构对酸具有耐受性,因经过多次TCA沉淀,所得的小清蛋白的电泳条带呈现出明显的一条带,且所得小清蛋白与报道过的EG8抗体发生了特异性免疫反应。2.利用鱼类的小清蛋白,其粗蛋白,以及不含小清蛋白的粗蛋白的红外光谱这三个样本组,每个中有136个样本,每个样本有12条重复,该数据集按3:7分为训练集和测试集。对SVM、RF、IRN三种模型进行训练,模型参数经优化后分别为:SVM采用高斯核函数,惩罚因子为5,步长为1;RF模型的决策树数目为60,每棵树的最大深度为8;IRN模型有9层构成,隐藏层采用Inception-Resnet-V2的结构,dropout取0.75,softmax采用logits。三种模型在测试集样本上的准确率分别为,在组的水平上(A、B、C)三个模型的准确率为IRN(92.5%,85%,95%),SVM(75%,85%,75%),RF(60%,75%,85%),在总体水平上三个模型的准确率为IRN(97.3%),SVM(83.3%),RF(93.3%)。综合来看,IRN模型是最优的。3.小清蛋白的共有序列有blast-p可知主要由Asp,Ser,Glu和Asn构成,对比这四种氨基酸残基的红外特征吸收有三种模型的得出的小清蛋白特征光谱区,可以看出IRN模型对于小清蛋白特征提取比例是要高于其他两种模型的,这样它们的内部验证结果相一致。同时,所得特征区域为1644,1543,1265,1240,1155,1051,1010±5cm-1,在不同组样本的二阶导数光谱的这些区域均发现其峰强存在差异。在鱼糜中加入不同含量的小清蛋白制成用于模型外部验证的样本集,对三个模型的验证结果为,IRN(91%)>RF(70%)>SVM(35%),IRN模型对于小清蛋白的检测限为0.10.3mg/kg。4.利用红外光谱定量的方法建立了鱼糜中小清蛋白含量的定量预测模型。其中用于模型构建的校正组的小清蛋白含量分别为每100g鱼糜中有0,5,10,20,30,40,50和60mg,以定性模型所得特征峰和小清蛋白含量之间的线性关系为依据构建模型,所得模型的R2>0.99,标准偏差为2.75。然后,利用小清蛋白含量为5,15,25和35mg的样本对模型进行外部验证,并对预测值和真实值进行了t检验,结果表明,当小清蛋白含量>0.25mg,显著性P值大于0.05,表明此时模型是可以准确预测小清蛋白的含量。5.整合16种鱼类的基本信息,以及其相应过敏原小清蛋白红外光谱的原始与二阶导数谱图,将所有数据存放于MySQL数据库,利用Django构建数据库的可视框架以相关查询接口,将所有文件存储到云服务器,为服务器绑定域名www.guominyuan.online。最终,得到一个开放的小清蛋白过敏原数据库。
其他文献
随着乡村生产力的发展和生活水平的提高,乡村居民的生活方式也产生巨大变化,乡村居民家庭规模逐渐缩小而生活水平有了大幅提高,在追求物质层面满足的同时精神方面的需求也在
研究背景及目的子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)(以下简称内异症)是常见的妇科良性增殖性疾病,严重影响着女性健康。内异症的确切病因尚不得知,且无针对病因的有效治疗,多
研究目的:举国体制的运行在中国竞技体育60多年的发展中起到至关重要的作用,但随着新时代体育的发展,也暴露出运行效率不高、聚合能力薄弱等问题。因此,为加快推进体育强国建
目的探讨食物手测量法在糖尿病膳食治疗中的应用,并评价其合理性。方法按照分层拦截的方法,调查舟山市415名成人的身高、体重以及拳头、手前掌和拇指体积大小,建立手部位测量
为了深入研究稻米的品质食味特性,本研究系统地探讨了影响品质食味的因素与综合评价值之间的相关性,以期为加速推进优质食味水稻品种(系)的选育提供了对应的理论依据和技术参考。本次研究以越光、津川1号、津原E28、津川45等审定的水稻品种作为对照品种,同时对选育过程中的东46、东56、东58、东37、东47以及金稻919进行了稻米理化特性的测定,同时分析了糙米的外观品质、精米的蛋白质含量、淀粉组分、米饭的
研究目的:2013年日本申办2020年东京奥运会成功后,日本政府提出金牌榜前三名的奥运会目标。自2008年北京奥运会到2016年里约奥运会,日本竞技实力不断提高,奖牌数量由北京奥运
从焊缝成形质量、熔深以及合金元素对焊缝作用角度,选择活性剂的组元,设计活性剂MATB-Ⅰ配方,研究焊缝元素含量、焊缝的相组成物、焊缝抗腐蚀性,以及接头力学性能.研究表明:活性剂可使焊缝区的特征点元素含量变化,但整区元素含量变化不大;活性剂MATB-Ⅰ可使焊缝区的Mg相增多,而Mg17Al12相减少,打断网状共晶体,明显细化合金组织,合金强度增加;与TIG焊缝相比,添加活性剂的焊缝耐蚀性得到提高,但
焊缝边缘检测技术是图像分析、图像理解的最基本操作之一,也是焊接机器人实现焊缝跟踪的关键技术之一。基于梯度直方图提出一种焊缝边缘检测方法,将二维高斯滤波器分为水平和竖直方向的一维高斯滤波器对图像进行平滑处理,然后用一种改进的梯度计算方法来计算梯度和确定像素点梯度方向。最后采用梯度统计量进行阀值选取,并结合非极大值抑制得到单像素宽的边缘图像。将二维高斯函数和梯度的计算由二维降到一维,减少了计算量,同时
当你坐下来准备吃饭的时候,不妨给自己泡上一杯甘菊茶,这对糖尿病患者尤其有好处。一个新的研究显示,甘菊茶可帮助预防各种糖尿病并发症,包括视力损伤,神经疾病和肾脏疾病。
土地资源是与人类生存与发展密不可分且息息相关的物质基础。然而,我国的工业化发展在推进城市更新的同时,也使土地资源遭到了严重污染,在众多污染中工业所造成的重金属污染对场地水土的危害尤为严重。这种污染也逐渐激化了人们对污染场地的矛盾。然而棕地并不是以土地的形式孤立存在的,常常与周边水系相互影响,重金属土地污染通过食物链、河流、地下水的转移。这对人类生存生活环境的多个层面构成了严重的威胁,这些危害可以直