建立DPLS-BS-UVE快速鉴别蜂蜜真假的模型方法技术

本发明专利技术涉及建立DPLS-BS-UVE快速鉴别蜂蜜真假的模型方法，属于食品安全领域。本发明专利技术首先通过收集一系列蜂蜜、糖浆和掺假蜂蜜样品进行核磁共振波谱分析，数据提取和预处理后采用DPLS-BS-UVE分析，筛选蜂蜜掺假的标志物，并以标志物对应的谱峰峰面积为X变量，样品类型为Y变量建立了多元线性回归方程，用于快速鉴别蜂蜜掺假的方法。该方法突破了目前现有技术中仅以一种或者一类物质作为鉴别标志物的固有思维，获得了一种分析时间短、完整性强、专属性好、可控性强、准确性高等优点的鉴别方法。

Establishment of DPLS-BS-UVE method for rapid identification of true and false honey

The invention relates to a method for establishing a rapid identification of true and false honey by DPLS-BS-UVE, belonging to the field of food safety. The invention firstly by collecting a series of honey, syrup and adulterated honey samples were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy, DPLS-BS-UVE analysis using data extraction and pretreatment, markers of adulteration in honey, and the marker spectrum area peak corresponding to the X variable, the sample types for Y variables to establish a multiple linear regression equation for method for rapid identification of adulteration in honey. The method breaks through the current technology only with one or a class of substances as markers to identify the inherent thinking, the identification method of a short analysis time, strong integrity, good specificity, strong controllability and accuracy obtained.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建立DPLS-BS-UVE快速鉴别蜂蜜真假的模型方法，属于食品安全领域。
技术介绍
蜂蜜是由蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，与自身分泌物结合后，经充分酿造而成的天然甜物质，是一种营养丰富的天然滋养食物。其主要成分为糖类，其中60%-80%是人体易吸收的葡萄糖和果糖。此外，含有与人体血清浓度相近的多种无机盐和维生素、多种有机酸及有益人体健康的微量元素和多种氨基酸，以及含有生物活性很强的蔗糖转化酶和淀粉酶等，具有极高的保健作用和营养价值，深受消费者的喜爱。我国蜂蜜国家标准规定，不得在蜂蜜中添加或混入任何淀粉类、糖类或代糖类物质。近年来，国内和国际市场对蜂蜜的需求量不断扩大，然而蜂蜜的产量难以满足市场的需求，且由于蜜源的不同，蜂蜜的种类繁多，成分复杂，使得蜂蜜品质的检测技术存在很大局限。在巨大经济利益的驱使下，很多不法分子在高品质蜂蜜中加入其它低品质的蜂蜜以次充好，或者在蜂蜜中掺入果葡糖浆等甜味物质以假乱真，极大的损害了蜂农，消费者和正规蜂蜜生产企业的利益，严重影响了蜂蜜产品的市场秩序和我国蜂蜜产品的出口贸易。蜂蜜品质检测技术遇到了很大的挑战。这些都给不法分子提供了蜂蜜掺假的可乘之机。目前现有的鉴别技术均采用对蜂蜜中某一种或某一类物质进行分析。但是造假者是根据国家标准的技术指标要求进行调配的，制成的掺假蜂蜜各项理化检测指标完全符合国家标准，因此采用现有的鉴别技术很难将其与真正的蜂蜜区分开来。自举法（Bootstrap,BS）是一种重采样方法并适合于化学计量学的分析。该方法可产生n个样本数，且一个较大的重采样次数能够确保数据结构实现很好的模拟。无信息变量消除法（UVE）是一种基于偏最小二乘相关分析的变量筛选方法，可用于提取对模型无意义的变量（DPLS-UVE）。然而将自举法与无信息变量消除法结合用于鉴别掺假蜂蜜的鉴定未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决目前以蜂蜜中某一种或某一类物质进行分析从而鉴别掺假蜂蜜的弊端，将自举法与无信息变量消除法结合，从而可以快速准确的鉴别掺假蜂蜜。首先，本专利技术建立DPLS-BS-UVE快速鉴别蜂蜜真假的模型方法，包括以下步骤：（1）收集总数不小于100的样本，其中包括蜂蜜样本、糖浆样本和已知混合比的掺有糖浆的蜂蜜样本；（2）利用核磁共振波谱仪对样本进行分析，得到各自的核磁代谢指纹图谱；（3）将得到的核磁代谢指纹图谱转换形成典型二维矩阵，其中列代表分析样本的种类，行代表对应分析样本在某一化学位移区间内的峰面积；（4）将步骤（3）得到的二维矩阵进行数据处理以消除含量差异导致的数据掩盖，并将强烈界外的观察变量剔除后，采用DPLS-BS-UVE分析；筛选蜂蜜掺假的标志物，并以标志物对应的谱峰峰面积为X变量，样品类型为Y变量，数值为“0”，代表纯蜂蜜样品，数值为“1”，代表糖浆掺假蜂蜜样品，阈值设为0.5；将标志物对应的数据矩阵X与类别变量Y进行线性回归，得到多元线性回归方程，Y=-0.06290X1-0.07438X2+0.08985X3-0.09160X4-0.07896X5+0.07828X6+0.8595；其中Y表示真蜂蜜或假蜂蜜，X1、X2、X3、X4、X5和X6分别表示分段积分后第130、152、397、419、457和463个谱峰的峰面积；（5）利用步骤（4）得到的多元线性回归方程对未知样品进行预测，若Y值接近1±0.5，则鉴定为真蜂蜜，若Y值接近0±0.5，则鉴定为假蜂蜜。为了保证所建立方法的可靠性和代表性，我们收集了尽可能多的包括所有的蜜种和产地的蜂蜜、以及尽可能多种类的糖浆。收集市场上销售的经实验室掺假指标检验合格的蜂蜜和实验室检测不合格的掺假蜂蜜，以及企业提供的蜂蜜和糖浆样品，其中蜂蜜样品包括成熟蜜和非成熟蜜，蜜种涉及到杨槐蜜、油菜蜜、椴树蜜、荆条蜜、紫云英蜜、荔枝蜜、龙眼蜜、枣花蜜、枸杞蜜、葵花蜜、黄芪蜜、益母草蜜、枇杷蜜、党参蜜、小茴香蜜和杂花蜜；蜂蜜的加工工艺包括脱水、脱色、脱抗生素；蜂蜜样品涉及的产地包括：江苏、河南、新疆、四川、内蒙、湖北、辽宁、吉林、陕西、山东、甘肃；糖浆样品包括甜菜糖浆、大米糖浆、木薯糖浆、小麦糖浆、果葡糖浆或其混合糖浆。在进行核磁共振波谱仪对样本进行分析前需要对样品进行前处理，具体包括以下步骤：对无结晶的实验室样品，将其搅拌均匀，对有结晶的样品，在密闭情况下，置于不超过60℃的水浴中温热，振荡，待样品全部融化后搅匀，迅速冷却至室温；将融化后的蜂蜜样品，经0.10mm-0.14mm孔径尼龙滤布过滤，除去蜂蜜中固体杂质后，准确称取0.25g样品于离心管中，加入1mL重水，溶解完全；向步骤中的溶液中，加入200μl浓度为1.5mol/L的磷酸盐缓冲溶液（pH=4.0）和100μl含体积分数为0.05%的3-三甲基硅烷基-1-丙基磺酸钠内标溶液，涡旋振荡至均匀混合，离心，取上清液于核磁管中；调整好核磁波谱仪并把核磁管放置于测定仪中，旋转核磁管以备NMR检测。为了进一步的优选，我们公开前述方法的步骤（2）中样本的核磁共振波谱分析条件为：测定温度（探头温度）:室温25℃；环境湿度:35%;观察频率400MHz；脉冲程序为：Jresgpprqf；谱宽:6410Hz；90°脉冲宽度:pl=6.45μs;脉冲延迟时间:dl=15s；采集时间:4s；累加次数:240。基于优选的核磁共振波谱分析条件，我们进一步公开在方法的步骤（4）中数据处理采用Mestrenova软件将获得的原始代谢指纹图谱进行峰对齐、基线矫正和相位矫正。结合前述的波谱分析条件，我们将3-三甲基硅烷基-1-丙基磺酸钠做内标物，化学位移设为0.00进行谱峰对齐；基线校正选择polynomialfit拟合方式；相校正选择global和metabonomics算法先自动优化，后针对特定区域进行手动校正，使尽可能多的积分值为正值。然后将1H化学位移δ为4．69～5．20区间的谱峰强度置为零，并从数据矩阵中剔除，同时将内标的化学位移δ0.00-0.10之间的谱峰也从数据矩阵中剔除。DPLS-BS方法是一种经典的重采样方法，通过对原始数据的采样获得更多的数据。不需要进行先验性的假设，并已经用于PLS分析的变量筛选研究中。该方法首先需要建立DPLS模型，基于所有bootstrap样品可估计其回归系数的置信区间。最后，通过将PLS回归系数的置信区间不包含“0”的部分作为生物标记物。因为不对任何已知的参数分布作出假设，因此非参数的bootstrap方法可用于估计相关系数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
建立DPLS‑BS‑UVE快速鉴别蜂蜜真假的模型方法，其特征是，包括以下步骤：（1）收集总数不小于100的样本，其中包括蜂蜜样本、糖浆样本和已知混合比的掺有糖浆的蜂蜜样本；（2）利用核磁共振波谱仪对样本进行分析，得到各自的核磁代谢指纹图谱；（3）将得到的核磁代谢指纹图谱转换形成典型二维矩阵，其中列代表分析样本的种类，行代表对应分析样本在某一化学位移区间内的峰面积；（4）将步骤（3）得到的二维矩阵进行数据处理以消除含量差异导致的数据掩盖，并将强烈界外的观察变量剔除后，采用DPLS‑BSS‑UVE分析；筛选蜂蜜掺假的标志物，并以标志物对应的谱峰峰面积为X变量，样品类型为Y变量，数值为“0”，代表纯蜂蜜样品，数值为“1”，代表糖浆掺假蜂蜜样品，阈值设为0.5 ；将标志物对应的数据矩阵X与类别变量Y 进行线性回归，得到多元线性回归方程，Y=‑0.06290X1‑0.07438X2+0.08985X3‑0.09160X4‑0.07896X5+0.07828X6+0.8595；其中Y表示真蜂蜜或假蜂蜜，X1、X2、X3、X4、X5和X6分别表示分段积分后第130、152、397、419、457和463个谱峰的峰面积；（5）利用步骤（4）得到的多元线性回归方程对未知样品进行预测，若Y值接近1±0.5，则鉴定为真蜂蜜，若Y值接近0±0.5，则鉴定为假蜂蜜。...

【技术特征摘要】
1.建立DPLS-BS-UVE快速鉴别蜂蜜真假的模型方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）收集总数不小于100的样本，其中包括蜂蜜样本、糖浆样本和已知混合比的掺有糖
浆的蜂蜜样本；
（2）利用核磁共振波谱仪对样本进行分析，得到各自的核磁代谢指纹图谱；
（3）将得到的核磁代谢指纹图谱转换形成典型二维矩阵，其中列代表分析样本的种类，
行代表对应分析样本在某一化学位移区间内的峰面积；
（4）将步骤（3）得到的二维矩阵进行数据处理以消除含量差异导致的数据掩盖，并将强
烈界外的观察变量剔除后，采用DPLS-BSS-UVE分析；筛选蜂蜜掺假的标志物，并以标志物对
应的谱峰峰面积为X变量，样品类型为Y变量，数值为“0”，代表纯蜂蜜样品，数值为“1”，代表
糖浆掺假蜂蜜样品，阈值设为0.5；将标志物对应的数据矩阵X与类别变量Y进行线性回
归，得到多元线性回归方程，
Y=-0.06290X1-0.07438X2+0.08985X3-0.09160X4-0.07896X5+0.07828X6+0.8595；
其中Y表示真蜂蜜或假蜂蜜，X1、X2、X3、X4、X5和X6分别表示分段积分后第130、152、397、

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芸，陆慧媛，柳菡，刘艳，沈伟健，费晓庆，沈崇钰，吴斌，张睿，张阔海，刘建红，
申请(专利权)人：江苏出入境检验检疫局动植物与食品检测中心，北京同仁堂蜂业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32