新鲜度是水产品的重要品质指标之一，因此，准确辨别水产品新鲜度，不仅是完善水产行业的重要措施，也是满足消费者对食品质量和安全越来越高要求的必要趋势。
传统的触觉评价、微物理测量、理化指标测定和电物理测量方式已被广泛用于水产品新鲜度的评估，为了进一步推动他们对水产品新鲜度灵敏、快速、无损的测试规定。今日第二部分内容为你们介绍水产品新鲜度的新型检测方式，主要包含感官仿生、光谱科技、生物传感器技术和蛋白质组技术等。
昨日对传统测试方式进行了介绍，今日则对新型的测试方式进行一个具体的介绍！
二、新型检测方式
（一）感官仿生
1.电子眼技术
电子眼——机器视觉系统是用计算机实现部分人类视觉的功能，把所测的对象映射成数字图像，并模拟人的判断能力去理解图像和辨识图像，进而对所摄图像进行分类或分级。
现在，该科技现今主要适于水产品类型及规格的鉴别，应用于水产品新鲜度的相关研究较少。利用该科技检测水产品新鲜度主要是借助机器视觉提取待测对象的色调特性，模拟人类听觉感觉能够分辨昆虫新鲜度的方式来实现的。
黄星奕等运用机器视觉科技提取不同贮藏时间鲫鱼的体表、虹膜、鱼鳃等背部的色泽信息和体表的纹理特性，建立分析鲫鱼贮藏时间的建模，模型甄别准确率超过85%；郑元松等运用机器视觉科技提取了海参体壁纹路特征值，利用模糊神经网络方式，以机械特性和纹理特征参数作为网络输入，构建海参新鲜度鉴评模型，模型甄别正确率超过94.04%；许澄等利用CCD相机获取草鱼鱼鳃贮藏期间的图像信息与挥发性盐基氮进行线性拟合，结果说明草鱼鱼鳃图像的a*模型与肉类的挥发性盐基氮浓度线性相关常数较高，R2为0.9690，因此鲤鱼鱼鳃图像的a*值可成为草鱼新鲜度迅速检测的特点值。
图2黄星奕等一种基于计算机视觉和近红外波谱的鱼类新鲜度数据融合检测方式
图3fromeyeoffishimage
2.电子鼻技术
因为水产品中腐败微生物的功效，将核苷酸分解成氨和羟基等带有不良风味的腐败特征产物，挥发性甲烷的成份与浓度与水产品的新鲜度相关。
电子鼻——是一种人工嗅觉模拟平台，由多个传感器组成（非常于物理的触觉体验细胞）来感应待测样品的挥发性氢气含量，信号预处理单元对收集的数据信号进行特征提取并且代入模型进行建模识别（非常于物理的神经中枢），从而对待测样品进行界定定量预测。
现在电子鼻技术在水产品新鲜度方便的应用这些，如Jiang等运用该科技结合挥发性盐基氮的试验结果所构建的建模对螳螂虾的新鲜度识别率为91.67%，Zhu等通过该科技对中华绒螯蟹的新鲜度进行了识别。
相比于传统测试方式，电子鼻技术成本低、易操作，而且无法迅速、无损的检验水产品的新鲜度，然而传统的电子鼻技术中采用的塑料氧化物传感器对温度较脆弱，且因为长时间高温的工作环境造成基线偏离，针对有些气体的检查还容易造成“中毒”，这些问题妨碍了电子鼻技术在水产品检验中的发展。
图4电子鼻技术检测中华绒螯蟹的新鲜度
3.嗅觉可视化技术
嗅觉可视化技术在必定程度上填补了电子鼻技术的不足。该科技将塑料卟啉等生物显色剂替代传统的塑料氧化物传感器，通过机器视觉计算物理显色剂与待测试挥发性氧气反应前后的色彩差异，来看待测气体进行预测。
黄星奕等运用该科技建立了鳊鱼的新鲜度判断模型，BP神经网络建模的识别率为86.43%。等天然染料制成的色敏传感器作为新鲜度标示标签来判断虾的新鲜度，当标签的色调为粉蓝色时，虾是新鲜的，随着虾的渐渐腐败，标签的底色也随之变紫，最后变为红色。
图5嗅觉指纹技术测试系统示意图
4.电子舌
和电子鼻类似，电子舌是一种人工味觉模拟平台，由多个传感器组成来感应待测样品的味道信息。但是电子鼻检测的是挥发性氧气，而电子舌检测的是固体的水产品包装技术，因此，该原则用于水产品新鲜度的表征和评判时能够做到无损，需要将被诊断样品进行匀浆提取。
韩方凯等运用该科技结合支持向量机模型对鳊鱼的新鲜度进行了表征和评判，该建模分析鳊鱼的挥发性盐基氮的相关系数为0.9727，预测细菌数量的相关系数为0.9457。
因为该技术相同应该前处理，且设备费用较高水产品包装技术，相比于传统的液相色谱等没有显著的优势，限制了该科技在水产品新鲜度检测领域的发展。
图6电子舌技术应用
（二）光谱技术
1.近红外技术
近红外光谱（NIR）是一种电磁辐射波，目前尚未广泛地应用在食品安全评估领域。
因为水产品中的的多肽质、脂肪等都带有不同的含氢基团，因此可以借助对其进行近红外光谱剖析结合相应的方式辨识方法来预测水产品的品质。
Duan等通过该技术结合PLS模型对比目鱼中的细菌数量进行了分析，相关系数为0.985，此外也有专家将该科技用于水产品中的挥发性盐基氮、水分、游离脂肪酸和多肽质等。
图7近红外光谱（NIR）
图8基于红外波谱技术检测比目鱼中的细菌总数
2.高光谱技术
高光谱科技是一种将光谱测量和图像测试相结合的科技，既能借助光谱科技对探究对象的内部特点进行探讨，又能借助光谱科技对探究对象的外部品质进行探讨。
Xu等运用该科技分析了大西洋鲑鱼中的苄基巴比妥酸值，Wu等还借助该科技分析了鲑鱼中的细菌数量，并将样本中的细菌分布用图像标志出来，该科技整合了质谱和图像科技，精度较高，但是该技术收集的图像存储较大，数据冗余，采集时间比机器视觉科技较长，数据处理较为麻烦。
图9高光谱成像系统主要组件示意图
图10基于粒子分析的黑色花纹样品光谱提取
3.荧光技术
前表面荧光光谱科技通过特殊的入射角照射样品，从而无法最大限度地降低散射和反射光以及防止去极化现象，目前已有将其用于水产品新鲜度评估方面的报道。
等利用前表面荧光光科技结合因子判别分析建模鉴别了新鲜鲈鱼和冻融鲈鱼，结果说明78个样品有72个样品能够被正确识别。
高亚文等运用前表面荧光光谱科技结合线性分辨分析了黄鱼中烟酸盐腺氨酸二氨基酸磷酸的荧光光谱与大黄鱼冻融次数的关系，结果说明，烟酸盐腺氨酸二氨基酸磷酸荧光光光度检测大黄鱼冻融次数的识别率为100%。
图11高亚基于前表面荧光光谱分辨新鲜与冻融大黄鱼
三维荧光光谱科技是一种新兴荧光分析技术，适用于复杂机制样品的剖析，等通过三维荧光光谱结合偏最小二乘法分析竹荚鱼的新鲜度，结果说明该法与液相层析法测得K值的相关系数R2为0.89，表明荧光技术在水产品的迅速无损检验方面具备很高的潜力。
4.拉曼技术
现在已有将拉曼光谱科技结合物理计量学方式用于食物、蔬菜新鲜度的相关研究，而用于水产品新鲜度的表征和评判方面的探究较少，目前研究主要在固醇质和脂类等与水产品质量相关的指标方面。
Velioğlu等运用拉曼光谱对多种类的新鲜鱼和复冻鱼的脂肪进行了分析，发现冻融2次的鱼拉曼谱图与新鲜鱼的拉曼谱图存在差别，相比于新鲜鱼，经过冷藏-解冻后的拉曼光谱密度均有所增加，利用主成分分析可以将新鲜鱼和复冻鱼很好的区分开来。
图12拉曼光谱提取鱼的脂肪样本
（三）生物传感器技术
相比于仿生传感器的整体交叉表征，生物传感器技术带有选择性好、专一性强的特点。该科技主要借助固定化的物理材料识别原件（酶、微物理、抗体等化学活性物质）与水产品腐败过程中形成的特点物质响应，适当的换能元件（氧电极、氢电极、场效应管、光敏管等）将响应生成的生化信号转化可定量的电或光信号，以推动对特定底物的专一、快速测试。
现在用于评价水产品新鲜度的物理传感器主要有胺类传感器、微物理传感器和酶传感器等。Chang等通过由胺气体传感器组成的电子鼻系统成功的测试了鲭鱼和带鱼中的挥发性胺气，检测时间由传统的4小时缩短到1分钟，利用该技术的检测结果与挥发性盐基氮的检查结果有很高的相关性；等基于棱面热解石墨电极测定次黄嘌呤，黄嘌呤和血压，利用该方式测得次黄嘌呤，黄嘌呤和尿酸的回收率均在90%-110%之间。
生物传感器技术专一性好，分析速度快，检测方便，但也存在一些不足，如合成复杂，酶化学传感器等成本较高，生物活性传感器的储存较难等。此外，目前还有一些多测试方法联用科技应用于水产品新鲜度的评价，如黄星奕等通过嗅觉可视化技术和近红外波谱技术整合来评价海鲈鱼的新鲜度，结果证实融合模型比两个单一技术模型的分析性更精确，表明运用感官可视化和近红外波谱融合科技评价海鲈鱼新鲜度是可行的。
（四）蛋白组学预测技术
图13基质辅助激光解吸附质谱技术
蛋白质是动物肌肉组织的主要构成成份之一，其降解、聚合和变性就会造成蛋白质功能的失去，从而直接决定动物肌肉质量，水产品肌肉中蛋白类型众多、变化过程复杂，仅借助传统的分离原则能够将一些分子质量相同的蛋白分离，为认识水产品肌肉中更多且更具体的蛋白信息，二维电泳-测序联用科技应用越来越广泛，其推动了最多对2000～3000种蛋白进行分离和分预测。
赵巧灵等对冷藏0、3d和6d的金枪鱼差异蛋白进行预测，利用二维电泳技术分别找到了1140、975种和1143种蛋白点，并最后借助质谱分析鉴定出15种新鲜度相关的差别蛋白。等运用二维电泳技术找到了新鲜和冻融章鱼之间180种变化表达蛋白，通过进一步的质谱分析确认了冻融样品中转凝蛋白的降解与质量增加密切相关。等运用二维电泳-测序联用科技，找到了一种能区别新鲜和冻融海鲈鱼的蛋白质标记物——小清蛋白亚型，该蛋白可以作为区别新鲜和冻融海鲈鱼的潜在标志物。
随着蛋白组学的演进，多肽体外标记技术在探究多个样品之间变化蛋白方面具备突出优势。其中iTRAQ和TMT技术是物理学领域应用广泛的两种蛋白质标记定量技术。
iTRAQ标记试剂主要是借助与蛋白胺基末端以及赖氨酸残基伯羟基结合，实现对核酸的标记，可同时对最多8组样品进行定量预测。如ShiJing等运用iTRAQ定量蛋白组学方式研究了泥虾在冻藏过程中蛋白质组的差异，结果看到与新鲜对照组相比，两个冷冻处理组（－20℃和－40℃）中共有226种蛋白的表达量出现了差异，其中12种多肽质与泥虾肌肉的色泽和口感密切相关。
通过生物信息学探讨，找到了各变化表达蛋白所参与的生化过程，为进一步解释新鲜度差异机理提供了理论基础。
TMT蛋白定量技术的标记原理与iTRAQ相似，可同时非常2、6组或最多10组不相同品中蛋白质的相对浓度，如ZhangXicai等[53]运用TMT技术研究了鲈鱼鱼在冷藏6d和12d后的蛋白质变化，结果看到了64种明显变化表达蛋白，并运用物理信息学探讨科技对变化蛋白进行功能分类，找到了与pH值、离心损失率、颜色（L*、a*、b*）和色泽（厚度、咀嚼性和粘性）差异密切相关的蛋白质，阐明了鲈鱼鱼新鲜度变化机理。
这两种蛋白质标记定量技术消除了二维电泳无法分离过酸或过碱蛋白的特点，还增加了样品组间的垂直性，在新鲜度特性研究方面发挥了重要作用。
总结
水产品新鲜度差异是一个复杂的、综合性的物理数学过程，与物种、捕捞、运输、包装、温度和储存条件都有密不可分的关系。
此外在判断某些或多种水产品新鲜度时，可以综合运用传统和新兴检测方式。这样除了可以消除单种方式的弊端和局限性，还可以丰富从样本中提取的信息，以更好地理解在宏观水平和分子水平上各原因对水产品新鲜度的影响，更加全面深入地对水产品新鲜度进行评价。
参考资料
[1]管彬彬,陈彬,程晓宏.水产品新鲜度表征和评判方式探究综述[J].2019,28(3):15-20.
[2]马聪聪,张九凯,卢征,等.水产品新鲜度测试方式探究进展[J].食品科学,2020,41(19):334-339.
