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作者:马烨桦;娄文琦;高清;徐昊祺;邹芸霞;任小丽;蒋桂娥;俞英;张雅丽;黄锡霞;王雅春;
单位:中国农业大学动物科学技术学院;中国农业大学食品科学与营养工程学院;河南省奶牛生产性能测定中心;河北省畜牧良种工作总站;新疆农业大学动物科学学院;
摘要:乳铁蛋白是乳制品中的重要蛋白质之一,在免疫健康方面具有重要作用。本研究旨在使用牛奶中红外光谱(Mid-Infrared Spectra, MIRS)预测牛奶中乳铁蛋白(Lactoferrin, LF)含量,建立快速检测方法。收集来自北京、河北、新疆4个品种(荷斯坦牛、娟姗牛、新疆褐牛、西门塔尔牛)共678个奶样,基于高效液相色谱法测定LF的准确含量;在对LF表型进行立方根转换后,比较了5种MIRS预处理算法(中心化、SG卷积平滑、卷积平滑一阶导、卷积平滑二阶导、移动平均平滑)、2种波段选择方法(去除水噪音、竞争性自适应重加权)和4种机器学习算法(偏最小二乘回归、岭回归、LASSO回归、支持向量机线性回归)对预测效果的影响;使用10折交叉验证,重复5次的均值。结果显示:不进行MIRS预处理、去除水噪音以及支持向量机线性回归的组合能较好地预测LF含量,其中R2CV、RMSECV和RPECV均值分别为0.345、0.072、0.140。本研究表明牛奶MIRS能在一定程度上用于预测乳铁蛋白含量,研究结果为快速、低成本检测牛乳铁蛋白方法的建立奠定了基础。
关键词:中红外光谱;牛奶乳铁蛋白;预测模型;机器学习
基金资助:国家重点研发计划(2021YFD1200903); 国家现代农业产业技术体系(CARS-36); 河南省重点研发专项(221111111100); 长江学者和创新团队发展计划(IRT_15R62)