[发明专利]基于中红外光谱和神经网络技术的快速鉴定和检测小清蛋白的方法

说明书

本发明属于生物技术领域，提供一种基于中红外光谱和神经网络技术的快速鉴定和检测鱼类水产品中主要过敏原小清蛋白的方法。步骤包括：(1)从待测样品中提取的蛋白进行红外光谱测定，得到原始中红外谱图数据；(2)原始中红外谱图经过二阶求导得到二阶导数图谱；(3)从原始红外光谱及其二阶导数谱图中获取三维向量数据，用经过训练的神经网络模型进行识别，得到分类结果：三维向量分别为扫描波长，该扫描波长所对应的样品的原始中红外光谱吸收峰和二阶导数谱图的吸收峰。依据神经网络模型的分类结果，可快速鉴定和检测出小清蛋白。本发明无需特异性抗体或特殊试剂、试纸、仪器，可实现过敏原的快速鉴定和检测目的，同时实现无损样品的要求。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及鱼类水产品中主要过敏原小清蛋白的快速鉴定和检测方法。

背景技术

小清蛋白是淡水鱼中最主要的过敏原，其引起的过敏症状日趋复杂和严重。传统的烹饪手段并不能降解小清蛋白，所以经常引起食物过敏事件，因此十分有必要探索出快速鉴别过敏原小清蛋白的方法。

目前的过敏原小清蛋白的检测技术主要包括三类。第一类是分子生物学方法，以检测编码过敏原DNA片段的聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术为代表；第二类是免疫学方法，以检测过敏原性的酶联免疫吸附法(enzyme linkedimmunosorbent assay,ELISA)为代表；第三类是仪器分析法，以分析全蛋白或酶解后肽段氨基酸序列的质谱技术和基于表面等离子体共振的生物传感器为代表。

申请号201510882721.4公开了一种利用生物信息学和比较基因组学，筛选到鱼小清蛋白的共有基因序列，以此序列设计特异性扩增引物对，并以此引物对待测样本进行荧光定量PCR检测的方法；申请号201110196761.5公开了一种利用淡水鱼鲢鱼小清蛋白标准品所制的单克隆抗体，经竞争性ELISA实现了小清蛋白的痕量检测；申请号201810432023.8公开了一种利用液相色谱串联质谱检测水产类过敏原小清蛋白的方法。

质谱技术成本高，操作要求高；PCR检测技术用来检测加工食品可能出现假阴性结果；免疫学检测技术基于抗原抗体结合反应，然而抗体制备困难，耗时长。

为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种结合中红外光谱技术与Inception-Resnet-v2神经网络的小清蛋白快速检测方法，将被测样品的红外谱图输入所构建的模型，无需抗体即可实现快速检测，同时实现无损食品要求。

发明内容

本发明旨在提供一种基于中红外光谱和神经网络技术的快速鉴定与检测小清蛋白的方法。

本发明技术方案为，一种基于中红外光谱和神经网络技术的快速鉴定和检测小清蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)从待测样品中提取的蛋白进行红外光谱测定，得到原始中红外谱图数据；

(2)所获得的原始中红外谱图经过二阶求导得到二阶导数图谱；

(3)从原始红外光谱及其二阶导数谱图中获取三维向量数据，用经过训练的神经网络模型进行识别，得到分类结果：三维向量分别为扫描波长，该扫描波长所对应的是样品原始中红外光谱吸收和二阶导数谱图的吸收。

(4)依据神经网络模型的分类结果，可以快速鉴定和检测出小清蛋白。

所述的待测样品源自鱼类水产品、鱼类水产品制品，或者待测样品中含有鱼类水产品。

优选的鱼类为黄鳝、鲫鱼、鲤鱼、草鱼、白鲢、青鱼、鳜鱼、乌鳢、罗非鱼、鲈鱼、鳗鲡、鮰鱼、鲶鱼、黄颡鱼、红鳍东方鲀、菊黄东方鲀、花鲢中的任意一种或者多种。

步骤(1)中，红外光谱测定扫描所获得的原始图谱经过基线校正、光谱平滑、光谱计算和归一化处理的预处理操作，得到原始中红外图谱。