[发明专利]一种饲料原料中非法添加物三聚氰胺甲醛树脂的检测方法

说明书

本发明公开了一种饲料原料中非法添加物三聚氰胺甲醛树脂的检测方法，通过利用近红外光谱仪采集饲料原料的光谱，对光谱进行预处理获取训练样本，并采用对类别敏感的iVISSA方法进行波段选择，该方法可以有效地选择三聚氰胺甲醛树脂与其他成分差异性大的特征峰，提高检测效率和准确性。然后选取一定数量的训练样本进行建模，建立模型的方法为信息熵权重局部超平面(Entropy Weight local‑Hyperplane k‑nearest‑neighbor,EWHK)方法作对照实验，实现对掺假样本检测。本发明可以有效提高检测精度，具有检测快速、稳定性强的优点。

技术领域

本发明涉及一种饲料原料中非法添加物三聚氰胺甲醛树脂的检测方法，属于农业中饲料安全分析技术领域。

背景技术

随着饲料行业快速发展进程，更为丰富的蛋白、生物添加剂等的使用为其质量安全带来新的安全隐患。我国作为世界上最大的畜禽养殖生产国之一，畜禽食品安全现状较为严峻，食品安全事件层出不穷。不法商贩将非法添加物或低价类似原料掺入饲料中以次充好，降低成本，谋取高额利益。这些非法添加物不仅对动物自身造成不可挽回的伤害，而且严重威胁着人类的健康。

三聚氰胺甲醛树脂(MF)是三聚氰胺与甲醛反应所得到的聚合物。又称蜜胺甲醛树脂、蜜胺树脂。该树脂具有耐水、耐化学腐蚀、绝缘性能好、光泽度和机械强度好等优点，与其他原料混配，还可以生产抗水剂、橡胶粘合剂、高效水泥减水剂、钢材氮化剂等，广泛应用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。由于三聚氰胺分子中含有大量氮元素，而常规的“凯式定氮法”测饲料或食品中蛋白质含量时不能识别这类“伪蛋白质”，因而一些不法商贩为降低成本，在饲料、奶粉中添加这种非食品性化工原料，以提高其产品的蛋白质含量。因此我国政府严禁在饲料中添加三聚氰胺，但是不法分子为了谋取暴利正在试图添加三聚氰胺的衍生物或聚合物。因此快速检测潜在高氮物三聚氰胺甲醛树脂的掺假与否，值得研究。根据国家要求，没有允许使用的物质就是禁用物质，MF没有列入现有的国家食品包装容器原料目录和食品添加剂目录，说明MF禁止用作食品添加剂。三聚氰胺甲醛树脂可引起头痛、嗜睡、周身无力、呼吸道粘膜刺激症状、喘息性支气管炎和皮肤病等一系列的健康问题，因此将其掺入饲料或食品中的潜在危害是显而易见的。虽然目前国内外对潜在高氮物三聚氰胺甲醛树脂的掺假没有报道，但其作为一种检测饲料掺假指标值得被研究。

传统的分析方法是重量法和电位滴定法，主要针对的是纯物质，由于饲料原料组成成分通常比较复杂，导致利用常规分析方法很难准确地提取出纯净的添加物，并且分离提取工作繁杂且技术要求严格，操作过程中可能会引起样品的某些组成成分发生未知的物理或化学变化，影响检测分析结果的真实性，降低产品质量检验的准确率。国内较常用的检测饲料掺假的方法为高效液相色谱法、离子色谱法和液相色谱/质谱联用分析法，适合饲料这种复杂基质中掺假情况的检测，但是均需要对样本进行一定的前处理(水溶、离心、沉淀等等)甚至还需要提取一些物质或者添加一些物质，操作较为复杂。

光谱分析方法是利用物质在不同辐射波长下的光学信息强度进行分析检测的。不同结构的物质根据自身的辐射特性存在不同的特征光谱。这些光谱可通过建立数学模型的方式来分析测定对应物质的化学结构及成分，从而对物质表面特征及内部品质定性检测，具有快速准确、无损和实时检测的特点。操作快捷，无需对样本进行复杂处理。因此，对三聚氰胺甲醛树脂检测采用的近红外光谱法。虽然近红外光谱法具有快速、准确、无损、实时的特点，但该方法获得的光谱数据存在高频噪声和基线干扰，而且实际非法添加物中，三聚氰胺甲醛树脂的添加浓度较低，在饲料样本中的分布不均匀，饲料成分复杂，很难精确地提取出掺假饲料中三聚氰胺甲醛树脂的光谱等因素，导致仅仅利用普通近红外光谱技术很难实现高精度的三聚氰胺甲醛树脂检测。

目前国内一些学者研究了采用近红外光谱鉴别奶牛饲料中三聚氰胺甲醛树脂的可行性，通过主成分分析进行光谱数据的预处理，之后建立BP神经网络模型，从而进行预测分析。采用主成分分析算法能实现一定程度上的降维与去噪，但存在一定的主观性，选择不同的主成分数，结果会有很大差距。而本专利中的预处理方法为自适应迭代权重-偏最小二乘方法，通过自适应，消除主观性。