基于生物电阻抗法的无损鱼类品质检测技术——YAMATO Fish Analyzer™

发布时间： 2026-01-28　　点击次数： 1次

一、技术背景与开发理念

在水产物流通领域，传统品质评价长期依赖专业人员的经验判断，缺乏客观量化标准。为实现"优质优价"的鱼类品牌化战略，日本长崎大学水产学部、长崎县综合水产试验场、千叶县水产综合研究中心与大和制衡（YAMATO）联合开发了基于生物电阻抗法（Bioelectrical Impedance Analysis, BIA）的便携式鱼类品质检测装置。

该系统于2010年商业化推出DFA100型号，后续升级至Ver.3.00版本，并发展出配备鲜度判定功能的DFA110（PRO版），形成了覆盖脂肪率测定与鲜度评价的水产品品质管理解决方案。

二、测量原理与技术创新

2.1 四电极多频阻抗测量技术

DFA100/DFA110采用生体电气阻抗法（4电极式），通过四个电极向鱼体注入微弱电流（对人体无害级别），测量电流在鱼体内的传导阻力。由于脂肪组织几乎不含水分而肌肉组织富含电解质，脂肪率越高，电流越难通过，阻抗值相应增大。

多频率测量技术是该系统的核心创新：

频率范围：2 kHz ~ 100 kHz（覆盖5、20、50、100 kHz四频点）
物理机制：低频电流主要流经细胞外液，高频电流可穿透细胞膜进入细胞内
技术优势：通过分析不同频率下的阻抗特性，区分细胞内、外液体分布，消除单纯水分变化对脂肪率计算的干扰，实现高精度测量

2.2 非破坏性实时检测

测量时只需将电极轻触于第1背鳍与第2背鳍之间（无人机损伤点），4秒内即可获取脂肪率数据。配合专用附件（小鱼测量适配器），可测量厚度3 cm以下的小型鱼类（如沙丁鱼、秋刀鱼），拓宽了应用范围。

三、产品规格与技术参数

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技术项目	DFA100（标准版）	DFA110（PRO版）
测量方法	生物电阻抗法（4电极式）	同左
测量频率	5, 20, 50, 100 kHz	5, 20, 50, 100 kHz
测定时间	约4秒	约4秒
脂肪率范围	1 ~ 70%（1%单位）	1 ~ 70%（1%单位）
鲜度判定	不支持	5级评价（A'、A、B、C、D）+ 5kHz阻抗值
适用鱼种	20种预设 + 3种自定义	20种预设 + 3种自定义
解冻判定	支持（显示"解冻品"）	支持（显示"解冻品"）
显示装置	有机EL点阵屏（白色背光）	有机EL点阵屏（白色背光）
数据存储	50件	50件
通信功能	蓝牙（可选配件）	蓝牙（可选配件）
电源	3号碱性电池×2（DC 3V）	3号碱性电池×2（DC 3V）
电池寿命	连续测量15,000次以上	连续测量15,000次以上
工作温度	-10°C ~ +40°C	-10°C ~ +40°C
防护等级	IP65（防尘防水）	IP65（防尘防水）
主机尺寸	79(W)×36(D)×175(H)mm	79(W)×36(D)×175(H)mm
主机重量	约155g（不含电池）	约155g（不含电池）

四、核心功能详解

4.1 脂肪率精准测定

系统内置20种主要经济鱼种的校准曲线：竹荚鱼、鲭鱼、沙丁鱼、秋刀鱼、黄尾鱼、金枪鱼（背/腹/尾）、青花鱼、真鲷、金目鲷、鲣鱼、鲑鱼、虹鳟、马鲛鱼、黄油鱼、海鲈、冰鱼、石斑鱼、星鳗、小竹荚鱼等。

测量精度验证：通过与化学萃取法（索氏提取法）对比验证，该仪器脂肪率测量误差在可接受范围内，满足商业品质分级需求。

4.2 鲜度5级评价系统（DFA110专有）

DFA110通过分析5 kHz低频阻抗与100 kHz高频阻抗的复合参数，评估鱼体细胞状态变化：

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鲜度等级	细胞状态特征	应用指导
A'	细胞活性高，保水力好	适合生食（刺身）
A	细胞状态良好	适合生食或轻烹饪
B	细胞开始劣化	适合熟食加工
C	细胞劣化明显	需充分加热后食用
D	细胞严重劣化	不建议食用

该评价基于细胞膜的通透性变化：随着鲜度下降，细胞膜完整性破坏，细胞外液增加，导致低频阻抗显著降低

。

4.3 解冻品识别技术

检测原理：鱼类经冷冻后，细胞内冰晶形成会破坏细胞膜结构；解冻后，细胞内液体外渗，导致组织电导率特性性改变。仪器通过检测这种电特性的不可逆变化，准确识别冷冻履历，显示为"解冻品（F）"而非脂肪率数值

。

应用价值：有效防止以解冻鱼冒充鲜鱼的商业欺诈，为"产地直送"、"当日捕捞"等高品质鱼类品牌提供技术背书。

4.4 校准线模式（Impedance Mode）

针对未登记的稀有鱼种或特殊测量需求（如测定鱼腹而非背部），仪器提供校准线模式：

显示100 kHz下的阻抗值（30 ~ 999 Ω）
用户可自建"鱼A、鱼B、鱼C"三种自定义鱼种的校准曲线
通过同时测量阻抗值与化学法脂肪率，建立回归方程，实现特定用途的定制化管理

五、数据管理与通信功能

5.1 存储与统计功能

自动存储最近50次测量数据
实时计算并显示平均值，支持整批鱼品质均一性评价
自动关机（0~60分钟可调）与自动熄屏功能延长电池寿命

5.2 无线数据传输（可选）

通过蓝牙通信模块（选配），可实现：

数据实时传输至PC或平板电脑，建立品质追溯数据库
连接专用无线打印机，现场输出测量报告
与ERP/MES系统集成，实现养殖-加工-销售全链条品质管理

六、应用场景与市场价值

6.1 养殖业生长管理

在养殖过程中定期抽检，监控脂肪积累状况，优化投饵策略，避免过肥或偏瘦，提升养殖效益。

6.2 渔业捕捞

产地直送认证：现场测量脂肪率，为优质鱼贴上"脂满度XX%"的客观标签
规格标准化：通过脂肪率而非体重进行分级，实现"同等级同价格"的公平交易

6.3 加工原料筛选

快速判定原料鲜度等级，指导加工工艺选择（冷冻、熟制、即食等），确保终产品品质稳定。

6.4 零售与餐饮终端

作为"可视化品质"的展示工具，向消费者实时展示金枪鱼、鲑鱼等高档鱼类的脂肪分布数据，提升购买信心与品牌溢价。

七、技术局限性与使用注意事项

专用性限制：仅适用于鲜鱼测量，冷冻鱼、解冻鱼（显示"解冻品"）、干制品、腌制鱼均无法获得准确脂肪率
测量位置：必须严格执行第1背鳍与第2背鳍间测量 protocol，不同部位阻抗差异较大
环境要求：虽然具备IP65防护与-10°C~+40°C宽温域工作能力，但需避免温度骤变导致内部结露
维护要求：每次使用后必须擦拭电极与机身，防止盐水腐蚀（电极材质为SUS304不锈钢）

八、结语

YAMATO Fish Analyzer™ DFA100/DFA110代表了便携式水产品品质检测技术的成熟化应用。通过将医学及人体成分分析领域成熟的生物电阻抗技术迁移至水产领域，并针对鱼类生理特性开发多频率测量算法，该设备实现了无损、快速、精准的脂肪与鲜度评价。

在渔业追求"从资源掠夺型向品质价值型"转型的背景下，DFA系列设备不仅为客观品质评价提供了技术工具，更为鱼类品牌化、优质优价体系构建、消费者信任建立奠定了数据基础。随着蓝牙通信与信息化管理的融入，该技术正从单一检测工具向水产品供应链数字化管理节点演进。

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