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基于傅里叶变换红外光谱快速无损检测不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构的方法技术

技术编号:42789133 阅读:9 留言:0更新日期:2024-09-21 00:46
本发明专利技术属于畜牧业检测技术领域,提供了一种基于傅里叶变换红外光谱快速无损检测不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构的方法。选不同发酵菌种饲料样品和未发酵饲料样品,预处理为待测样品;使用傅里叶变换红外光谱仪分别对两种不同发酵菌种饲料样品和未发酵饲料样品采集红外光谱信息;测定发酵饲料样品和对比样品未发酵饲料的蛋白质二级结构含量。对光谱信息进行分析并进行预处理;基于去卷积谱、二阶导数谱和曲线拟合方法定量分析发酵时间、不同发酵菌种下的样品分别构建红外快速检测模型;采用未发酵样品对红外快速检测模型进行对比。操作简便、检测效率提高,无需专业化的要求,检测成本低,不使用有害的化学试剂,整个检测过程不造成环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于畜牧业检测,具体涉及一种数字检测分析技术,特别是涉及一种基于傅里叶变换红外光谱快速无损检测不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构的方法


技术介绍

1、发酵饲料是通过人力,把有益的微生物接种在植物性农副产品上,经过一段时间的发酵制成,其中含有大量的益生菌和益生菌代谢物,经动物采食后起到构建和平衡动物肠道微生物群和提高免疫力的作用。随着在畜牧业生产中对发酵饲料越来越重视,从分子结构水平上揭示发酵饲料的营养价值显得十分重要。

2、现存的发酵饲料蛋白质营养价值的评定方法处于探索阶段还未完善,对发酵饲料营养价值的评定不仅要考虑蛋白质的消化效率和蛋白质的理化性质及分子结构,还要考虑肽的营养及其生物学活性。因此,生产中日益需求更加完善、全面的蛋白质营养价值的评定体系。许多研究表明,饲料中蛋白质对动物的营养价值除了与其氨基酸含量和组成比例有关,还与蛋白质的分子结构相关。傅里叶红外光谱法属于分子振动光谱,是研究蛋白质构象的重要工具。这种方法分辨率高、灵敏度高、精度高、操作简单快捷,不仅能测定固体样品,也能测定液体样品;并且利用傅里叶变换红外光谱技术对产品品质检测时,不需要提取,可以直接对样品进行无损地检测,结果更加直观,为调整发酵工艺、改进调整饲料生产配方提供有效参考数据。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对传统发酵饲料蛋白营养价值评定方法操作繁琐,效率低下,污染环境等问题,提供了一种基于傅里叶变换红外光谱快速无损检测不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构的方法。建立一种针对不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构快速无损检测方法。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种针对不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构快速无损检测方法,包括如下步骤:

3、(1)样品预处理:选取不同条件下的不同发酵菌种饲料样品和未发酵饲料样品,样品进行预处理获得待测样品;

4、(2)傅里叶变换红外光谱分析仪测试表征:使用傅里叶变换红外光谱分析仪分别对不同条件下的所有样品扫描采集红外光谱信息;

5、(3)建立发酵饲料傅里叶变换红外光谱:对所得红外光谱信息进行分析并进行预处理,利用傅里叶变换红外光谱结合去卷积谱、二阶导数谱和曲线拟合方法对饲料的蛋白质分子结构进行了对比分析;计算 α-螺旋、 β-折叠、 β-转角和无规则卷曲的含量,获得发酵饲料基础数据库;

6、(4)建立发酵饲料蛋白质分子结构数据库:发酵饲料红外光谱特征模型,采用以下方法中的任意一种进行预处理:去卷积、曲线校正、二阶拟合;预处理完成后,计算每部分区域大小所占总区域大小的百分比,即为各二级结构的百分比。

7、进一步的,步骤(1)中所述发酵菌种饲料为乳酸菌发酵饲料,原料为市场上的仔猪全价饲料。

8、更进一步的,步骤(1)中所述发酵菌种饲料为包括罗伊氏乳杆菌和乳酸片球菌的复合发酵玉米-豆粕型饲粮,或包括植物乳杆菌和乳酸片球菌的复合发酵玉米-豆粕型饲粮。

9、步骤(1)中收集到的样品扫描前均放置于60℃干燥处理,然后粉碎过60目筛制成干粉。步骤(2)中所述傅里叶变换红外光谱分析仪ftir7600。

10、步骤(2)中傅里叶变换红外光谱仪扫描过程中参数设置如下:红外光谱扫描范围为800 cm-1~4000 cm-1,光谱分辨率为4 cm-1,扫描次数为64次,先采集样品然后再采集背景,增益为1,每份样品重复扫描8次。

11、步骤(3)中将得到的近红外光谱与 β-折叠1600~1640 cm-1、无规则卷曲1640~1650cm-1、 α-螺旋1650~1660 cm-1、 β-转角1660~1700 cm-1一一对应,形成发酵饲料基础数据库;用peakfit软件4.12,seasolve software对各光谱进行校正和分析,用红外分析软件omnic8.2进行标峰,获得发酵饲料基础数据库。

12、本专利技术的技术效果为:

13、本专利技术基于红外光谱技术建立发酵饲料蛋白质分子结构快速检测方法。通过傅里叶变换红外光谱仪采集饲料原始光谱信息,结合去卷积谱、二阶导数谱和曲线拟合方法对原始光谱进行预处理。

14、与传统评定发酵饲料营养价值评定检测方法相比,具有以下几方面的优点:1)操作简便、检测效率高。检测时对检测人员无需专业化的要求,省去复杂的操作和计算,检测一个样品只需30~50s,每天可检测500个样品,是传统化学检测法的60倍以上,显著的提高检测效率;2)检测成本低。本专利技术相比传统检测方法无需再依赖各种昂贵仪器和大量化学试剂,降低了检测成本;3)不使用有害的化学试剂,不造成污染环境。本专利技术在检测过程中,完全不需要任何有毒有害溶剂,没有废气废液的排出,真正做到无污染环境的检测方法;4)不破损饲料,无损检测。检测过程中只需将饲料放到样品台扫描,即可得到结果。

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【技术保护点】

1.一种针对不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构快速无损检测方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述发酵菌种饲料为乳酸菌发酵饲料,原料为市场上的仔猪全价饲料。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述发酵菌种饲料为包括罗伊氏乳杆菌和乳酸片球菌的复合发酵玉米-豆粕型饲粮,或包括植物乳杆菌和乳酸片球菌的复合发酵玉米-豆粕型饲粮。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中收集到的样品扫描前均放置于60℃干燥处理,然后粉碎过60目筛制成干粉。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述傅里叶变换红外光谱分析仪FTIR7600。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中傅里叶变换红外光谱仪扫描过程中参数设置如下:红外光谱扫描范围为800 cm-1~4000 cm-1,光谱分辨率为4 cm-1,扫描次数为64次,先采集样品然后再采集背景,增益为1,每份样品重复扫描8次。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中将得到的近红外光谱与β-折叠1600~1640 cm-1、无规则卷曲1640~1650 cm-1、α-螺旋1650~1660 cm-1、β-转角1660~1700cm-1一一对应,形成发酵饲料基础数据库;用Peakfit软件4.12,SeaSolve Software对各光谱进行校正和分析,用红外分析软件OMNIC 8.2进行标峰,获得发酵饲料基础数据库。

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【技术特征摘要】

1.一种针对不同条件下发酵饲料蛋白质分子结构快速无损检测方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述发酵菌种饲料为乳酸菌发酵饲料,原料为市场上的仔猪全价饲料。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述发酵菌种饲料为包括罗伊氏乳杆菌和乳酸片球菌的复合发酵玉米-豆粕型饲粮,或包括植物乳杆菌和乳酸片球菌的复合发酵玉米-豆粕型饲粮。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中收集到的样品扫描前均放置于60℃干燥处理,然后粉碎过60目筛制成干粉。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述傅里叶变换红外光谱分析仪ftir7600。

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【专利技术属性】
技术研发人员:高林青李龙张建斌王铁岗韩艳王宏娇王淋敬刘昭涵褚玲王冠权马艺培杨颖章冰艳
申请(专利权)人:长治职业技术学院
类型:发明
国别省市:

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