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English| 發(fā)布日期：2022-03-17 |
摘要
拉曼光譜可監(jiān)測蛋白質(zhì)構象變化，脂肪氧化的產(chǎn)物變化過程，為肉品品質(zhì)評價提供理論基礎。
研究背景
拉曼效應是一種光子的非彈性散射現(xiàn)象，即光子和分子振動之間發(fā)生能量交換后被散射出來，頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。拉曼光譜分析過程中操作快捷簡便，特異性高，同時無須對樣品進行復雜的前處理，尤其是在食品質(zhì)量領域。脂質(zhì)氧化有助于形成碳氫化合物、醛類和酮類等物質(zhì)，而這些氧化產(chǎn)物對異味、酸敗、顏色劣變和蛋白質(zhì)氧化有貢獻作用，最終導致肉品品質(zhì)的劣變。
蛋白質(zhì)是天然存在的復雜大分子，由氨基酸殘基組成，具有重要的營養(yǎng)價值并直接參與生命活動中必不可少的化學過程。肉品的蛋白質(zhì)氧化會導致肉的保水性降低、營養(yǎng)價值（必需氨基酸喪失）下降、生物利用度下降、以及色澤和風味的劣變。拉曼光譜是監(jiān)測蛋白質(zhì)構象變化的有效工具，可提供有關肽骨架結構、某些側鏈氨基酸（如酪氨酸、色氨酸和疏水基團）的微環(huán)境、二硫鍵和蛋氨酸殘基的局部構象等信息。
豬肉、牛肉、羊肉、河蝦購自十八鋪，使用Portman1064進行拉曼分析。
圖1 實驗樣品圖
圖2 拉曼光譜采集
圖3 樣品拉曼光譜
由圖3可知，肉的種類不同，拉曼光譜的特征峰峰位及個數(shù)也有差異。目前消費者對肉品質(zhì)的評價主要取決于觀察肉的顏色和大理石花紋及感官評價，但卻難以評價肉的嫩度、咀嚼性和多汁性。Beattie研究發(fā)現(xiàn)，1460~1483 cm-1（-CH2和-CH3彎曲振動）區(qū)域譜帶能夠反映肉品質(zhì)的多汁性，表明脂肪族氨基酸殘基間的疏水相互作用是影響肉品質(zhì)評價中的多汁性指標的重要因素。根據(jù)拉曼光譜的指紋性特征，也可實現(xiàn)快速鑒別肉的種類的目的。市場上肉制品摻假事件時有發(fā)生，需要科學的方法鑒別。Boyaci利用拉曼光譜技術結合PCA分析方法，能夠快速辨別132種脫脂肉樣及其香腸制品的肉類品種，并且檢測時間短，檢測準確度高。拉曼光譜技術憑借其快速、無損、精確度高等特點在肉品質(zhì)評價領域快速發(fā)展。
拉曼光譜可以監(jiān)測蛋白/脂質(zhì)氧化過程中分子振動信息的變化。樣品的完整拉曼譜圖如圖3所示。光譜主要是由蛋白質(zhì)和脂肪的拉曼峰組成。通常，當?shù)鞍踪|(zhì)的二級結構改變時，酰胺I區(qū)包括α-螺旋（1655 cm–1附近）、β-折疊（1670 cm–1附近）、β-轉角（1685 cm–1附近）和無規(guī)則卷曲（1665 cm–1附近）非常敏感。此外，940 cm–1處拉曼譜帶的強度變化也被認為是能夠反映α-螺旋結構含量的變化，該拉曼譜帶是由α-螺旋蛋白主鏈 ν（C–C）和α-螺旋蛋白側鏈耦合所貢獻。脂肪的典型分子振動主要包括有1080 cm–1（脂肪族伸縮振動ν（C–C）），1302 cm–1（面內(nèi)亞甲基彎曲振動 β（CH2）），1442 cm–1（亞甲基剪式振動 δ（CH2）），1655 cm–1（碳碳雙鍵伸縮振動 ν（C=C）），1745 cm–1（酯鍵伸縮振動 ν（C=O））。I1655/I1442 的拉曼強度比值變化是脂質(zhì)不飽和程度的主要監(jiān)測指標。陳清敏研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)不飽和度與拉曼峰強度比值顯著相關。
相關產(chǎn)品
PR1064是一款便攜式高靈敏度高信噪比制冷的拉曼光譜儀，其內(nèi)部采用InGaAs陣列探測器，并采用色散型的光學設計，提高了探測器的靈敏度，讓儀器具備了捕捉微弱拉曼信號的能力。
相比于785nm、532nm拉曼光譜儀，1064nm對于組織等生物樣品的破壞性更小，避開了玻璃、生物組織等很多物質(zhì)的熒光發(fā)射區(qū)域，對于很多被測物質(zhì)具備低熒光背景優(yōu)勢。1064nm相對于可見段的532nm、785nm具備更好的穿透性，可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包裝以及紙等包裝材料。
產(chǎn)品特點
規(guī)格參數(shù)
產(chǎn)品型號 | PR1064 |
尺寸 | 300×210×80mm |
重量 | 4.4kg |
光譜范圍 | 200-3000cm-1 |
波長分辨率 | ~15cm-1@25μm slit |
激發(fā)波長 | 1064±0.5nm，線寬≤0.2nm |
溫度穩(wěn)定性 | <2nm@-10~35℃ |
激光功率 | 0-500mW可調(diào) |
激光功率穩(wěn)定性 | ≤3%P-P(@2hrs) |
激光器壽命 | 10000hrs |
信噪比 | 15000:1 |
動態(tài)范圍 | 12000：1 |
暗噪聲 | ~60 RMS |
積分時間 | 1ms-60s |
電源電壓 | 100-240V AC@50/60Hz |
探頭工作距離 | 7.5mm |
工作溫度 | 0-50℃ |
工作濕度 | 10-80% |
注：以上規(guī)格為標準配置，可根據(jù)客戶具體需求，提供定制產(chǎn)品。
參考文獻
陳清敏. 反復凍融牛肉品質(zhì)變化評價技術的適用性研究[D].江南大學,2020.DOI:10.27169/d.cnki.gwqgu.2020.001044.
蔣伊帆. 復雜食品基質(zhì)中脂肪酸和蛋白質(zhì)結構變化的拉曼光譜研究[D].合肥工業(yè)大學,2021.DOI:10.27101/d.cnki.ghfgu.2021.000689.
Beattie J R, Bell S E J, Borggaard C, et al. Preliminary investigations on the effects of ageing and cooking on the Raman spectra of porcine longissimus dorsi[J]. Meat Sci, 2008, 80(4): 1205-1211.
Boyaci ì H, Uysal R S, Temiz T, et al. A rapid method for determination of the origin of meat and meat products based on the extracted fat spectra by using of Raman spectroscopy and chemometric method[J]. European Food Resh Technol, 2014, 238(5): 845-852.
