近日，由中国水产科学研究院协同我所与上海海洋大学等单位完成的活鱼氨基酸无损检测技术取得新进展。相关研究成果以《Deep learning and hyperspectral imaging for non-destructive amino acid detection in live carp fillets》为题，发表于国际营养学领域权威期刊《Food Research International》(JCR1区，IF=8)。

随着居民消费升级，水产品已成为大众优质蛋白的重要来源。鱼肉营养价值主要由氨基酸组成及含量等营养成分决定。传统氨基酸检测采用高效液相色谱法，不仅操作流程繁琐、检测成本偏高，难以适配规模化养殖筛查需求，还会对样本造成不可逆损伤。在水产育种方面，目前水产品营养性状改良滞后，靶向营养性状提升的水产新品种较少，关键原因之一是现有检测技术无法满足无损、快速检测需要。在水产精准养殖方面，由于缺乏活体鱼类营养无损和实时监测手段，精准营养投喂难以落地，饲料利用率低，养殖经济效益受限。在水产品精深加工方面，行业亟需从屠宰后抽样检测转向活体实时营养分级，以筛选优质个体。研发快速、无损、可规模化应用的活体水产品营养性状检测技术，已成为上述水产领域亟待突破的重要方向。

研究团队开发基于“鱼鳞高光谱成像+深度学习”的无损检测方法，对比多种深度学习模型后确认，BP-ANN模型预测性能最优，所有氨基酸的独立验证集R²均高于0.777。其中谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸三种主要氨基酸R²分别达0.848、0.858、0.858。进一步开展跨养殖年度和跨养殖规格验证，活鱼体重、体长等生长差异对模型预测精度影响极小，该方法可适用于不同规格活鱼的检测。团队还利用该技术揭示氨基酸在鱼体内的时空分布规律：下颌、胸鳍和腹部肌肉总氨基酸含量最高；尽管不同生长阶段饲料蛋白含量存在差异，鱼肉总氨基酸含量始终保持稳定。机理研究证实，可见/近红外光可穿透鱼鳞和皮肤以反映肌肉中氨基酸分子特征信号，实现营养成分精准反演。

该技术无需刮鳞、无需宰杀，即可快速精准检测活鱼肌肉氨基酸含量，适配产业化规模化检测场景。一方面可为水产营养智慧育种提供技术支撑，实现活体无损筛选高营养、鲜风味优质亲本，大幅提升定向育种效率；另一方面可为精准营养投喂赋能，依据鱼体实时营养状态动态优化饲料配方，提高蛋白利用率、降低养殖成本，助推水产养殖向智能化、精准化、绿色化转型升级。

该研究第一作者为上海海洋大学齐英杰和中国水产科学研究院曹逸铭助理研究员，通讯作者为我所李炯棠研究员。研究得到国家重点研发计划项目（2021YFD1200804）及北京市农林科学院高层次人才引进基金等多个项目资助。