ASD LabSpec 4 地物光譜儀在昆蟲蛋白研究方面的應(yīng)用

圖 1 顯示了 BSFL（圖 1A）、蟋蟀（圖 1B）和黃粉蟲（圖 1C）摻假昆蟲粉的原始 NIR 光譜。圖 1D 顯示了三種特定昆蟲物種的光譜。本研究測量的總 NIR 吸收波長從 350 nm 延伸到 2500 nm。主要吸收波長范圍為 800 nm 至 2400 nm，在 350 和 800 nm 區(qū)域之間，昆蟲樣本之間沒有觀察到差異。由于早期區(qū)域沒有差異，我們使用 800 nm 至 2500 nm 的光譜范圍來捕捉光譜區(qū)域中的顯著差異。觀察到的昆蟲粉末之間的光譜差異可能源于蛋白質(zhì)和脂肪含量的差異（表1）。就摻假百分比而言，這三種類型的摻假樣品在光譜中都有明顯的區(qū)別。在每種混合昆蟲粉中，不同比例的摻假樣品在光譜上具有相似的模式，但根據(jù)樣品的摻假百分比觀察到不同的吸收強度。因此，這些差異可能歸因于昆蟲含量的比例（就成分而言）（即蛋白質(zhì)、脂肪和幾丁質(zhì)）及其來源。

圖 1. 混合和純昆蟲蛋白粉的原始 NIR 光譜。(A) BSFL 蛋白與黃粉蟲 (M) 蛋白粉混合。(B) BSFL 蛋白與蟋蟀混合 (C)。(C) 蟋蟀蛋白粉與黃粉蟲混合。(D) 三種純昆蟲蛋白粉。綠色 - BSFL；黃色 - 蟋蟀；紅色 - 黃粉蟲。BSFC1 至 BSFC9 指 BSFL 與蟋蟀混合，蟋蟀粉含量為 10% 至 90%。BSFM1 至 BSFM9 指 BSFL 與黃粉蟲混合，蟋蟀粉含量為 10% 至 90%。CM1 至 CM9 指蟋蟀與黃粉蟲混合，蟋蟀粉含量為 10% 至 90%。
 

圖 2. 混合昆蟲粉的一階導(dǎo)數(shù) NIR 光譜。(A) BSFL 粉末與蟋蟀 (C) 混合。(B) BSFL 粉末與黃粉蟲 (M) 粉末混合。(C) 蟋蟀粉與黃粉蟲混合。(D) 三種純昆蟲蛋白粉。BSFC1 至 BSFC9 指 BSFL 與蟋蟀混合，蟋蟀粉含量為 10% 至 90%。BSFM1 至 BSFM9 指 BSFL 與黃粉蟲混合，蟋蟀粉含量為 10% 至 90%。CM1 至 CM9 指蟋蟀與黃粉蟲混合，蟋蟀粉含量為 10% 至 90%。

表 2. 昆蟲粉末混合物的一階導(dǎo)數(shù)光譜的主要吸光度波長數(shù)。BS-黑水虻；M-黃粉蟲；C-蟋蟀。藍色突出顯示表示不同物種摻假之間的主要差異。

圖 3. (A) 昆蟲摻假昆蟲蛋白混合物的主成分分析。昆蟲粉混合物處理后的光譜數(shù)據(jù)的得分圖顯示了基于昆蟲種類和摻假物百分比的聚類。(B) 摻假樣品的 PCA 載荷圖。BSF、C 和 M 分別代表 BSFL、蟋蟀和黃粉蟲。BSFC1 至 BSFC9 指 BSFL 與蟋蟀混合，蟋蟀粉摻入率為 10% 至 90%。BSFM1 至 BSFM9 指 BSFL 與黃粉蟲混合，黃粉蟲粉摻入率為 10% 至 90%。CM1 至 CM9 指蟋蟀與黃粉蟲混合，黃粉蟲粉摻入率為 10% 至 90%。

這項研究通過區(qū)分各種昆蟲物種的粉末并估計不同摻假程度的混合蛋白粉樣品中的摻假百分比，證明了近紅外光譜法在識別昆蟲蛋白粉摻假方面的適用性。摻假預(yù)測的準確性因昆蟲物種而異，預(yù)測的平均偏差約為 2%。結(jié)果表明，近紅外光譜可以區(qū)分來自不同公司的同一物種的差異，顯示出成分上的細微差異，這可能是由于生長環(huán)境、飼料、成熟度和/或加工造成的。NIR 可用于對含有昆蟲蛋白的產(chǎn)品質(zhì)量進行監(jiān)控，確保物種鑒定和產(chǎn)品質(zhì)量。