基于代谢组学研究手段进行葡萄酒产地识别的方法技术

本发明专利技术公开了基于代谢组学研究手段进行葡萄酒产地识别的方法，属于葡萄酒产地鉴别技术领域。本发明专利技术主要步骤：(1)利用固相微萃取技术提取葡萄酒样品的挥发性组分；(2)利用气相色谱—质谱联用技术分析葡萄酒的挥发性组分，得到重构总离子流图；(3)将通过NIST2014，WILEY8.0谱库检索分析获得各峰所对应的化合物信息，各化合物峰面积与内标2‑辛醇峰面积的比值来表示每个物质的相对含量；(4)利用SIMCA13.0建立PCA、OPLS‑DA模型，找出差异性代谢。本发明专利技术的葡萄酒产地溯源方法，预处理简单，操作简便，识别率高，有利于葡萄酒市场的健康发展。

Method of wine producing area identification based on metabolomics research method

The invention discloses a method for identifying wine producing areas based on metabolomics research, which belongs to the technical field of wine origin identification. The main steps: (1) volatile micro extraction technique Wine samples by solid phase; (2) by gas chromatography mass spectrometry analysis of volatile components in Wine points, get the total ion flow graph reconstruction; (3) by NIST2014, WILEY8.0 spectrum retrieval analysis corresponding to each peak the compound information of each compound and the internal standard peak area ratio of 2 octanol peak area to represent the relative content of each substance; (4) established by SIMCA13.0 PCA, OPLS DA model, find out the differences of metabolism. The grape wine source tracing method has the advantages of simple pretreatment, simple operation, high recognition rate, and favorable to the healthy development of the wine market.

【技术实现步骤摘要】
基于代谢组学研究手段进行葡萄酒产地识别的方法
本专利技术涉及基于代谢组学研究手段进行葡萄酒产地识别的方法，属于葡萄酒产地鉴别

技术介绍
葡萄酒是一种营养价值较高的含酒精饮品，适量饮用对身体有益。近年来，随着我国人民生活水平的提高，葡萄酒的进口量也随之增长。知名葡萄酒产地主要集中在欧洲，其中又以欧洲南部产区分布最密集，所以也成为葡萄酒产地识别的主要研究对象。不同产地的气候、土壤、采摘条件、酿酒技术造成了葡萄酒特有的风味以及葡萄酒品种的多元化，使得其产地标识成为重要的商品价值。因此一些不法葡萄酒生产厂家通过仿造酒标、旧瓶装新酒等手段冒充高价值产区的葡萄酒来谋取暴利，所以对葡萄酒进行产地识别，防止以次充好、掺假的葡萄酒流入市场迫在眉睫。根据已报道的文献可知，葡萄酒原产地识别主要是利用红外光谱、色谱技术以及对矿物元素进行检测。利用红外光谱技术对葡萄酒进行定性分析是基于分子中化学键或者官能团对红外光的吸收的位置和强度不同，从而获得分子组成、含量和结构信息；然而，红外光谱技术受外界环境干扰较大，且红外光谱研究对象是含有-OH、C＝O、C-O等基团的化合物，而对影响葡萄酒风味的物质没有研究。色谱技术主要包括气相色谱和高相液相色谱。气相色谱主要用于分析葡萄酒中具有挥发性的风味物质，而高效液相色谱主要用于分析葡萄酒中的酚类物质、有机酸等。对矿物元素进行检测是依据不同产地的葡萄在生长过程中从土壤环境中吸收的物质不同从而进行产地区分，其检测主要针对的是土壤环境中所含的物质，对于酿酒过程中化合物的一些列变化没有探究。因此，有必要开发一些检测方法精确简便，且能反映出不同产地葡萄酒之间的具体差异的方法，以便为葡萄酒产地识别提供一条新途径。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于GC/MS的代谢组学研究手段对不同产地的葡萄酒进行分类识别的方法，促进我国葡萄酒市场的规范性，维护消费者的合法权益。本专利技术的创新性在于结合代谢组学的研究手段对葡萄酒进行全组分分析，分析对象主要是具有挥发性的物质，这些化合物对葡萄酒的风味有着重要的影响，而这些风味物质的不同主要是由葡萄品种、气候、土壤、酿酒条件等不同造成的，所以利用代谢组学的研究手段对葡萄酒进行分析能够对葡萄酒产地较好的进行区分，并找出造成这种差异的主要物质。本专利技术对不同产地的葡萄酒进行检测的方法，是先选择若干个不同产地的葡萄酒样品，对其挥发性物质的种类进行检测并计算相对含量，然后采用主成分分析(PCA)和/或正交信号校正偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)分析每个样品中不同物质的相对含量，建立PCA模型和/或OPLS-DA模型或者进一步获知不同产地的葡萄酒样品的差异代谢物；当需要检测某一来自来自上述产地的未知葡萄酒样品时，能够采用方案A或者方案B获知其产地信息。其中方案A具体是：先对这一未知葡萄酒样品的挥发性物质的种类进行检测并计算相对含量，然后将数据导入到PCA和/或OPLS-DA模型中，即可获知这一未知葡萄酒样品的产地信息；方案B具体是：检测一个以上的差异代谢物在这一未知葡萄酒样品中的存在情况，根据差异代谢物的存在情况获知产地信息。在一种实施方式中，所述进一步获知不同产地的葡萄酒样品的差异代谢物，具体是将OPLS-DA模型中VIP(VariableIportanceintheProjection)值大于1的主成分进行ANOVA检验，结合P值判断差异性表达代谢物，P＜0.05为差异有统计学意义，获得若干个差异代谢物。在一种实施方式中，差异代谢物的存在情况包括存在与否，或者所存在的相对含量。在一种实施方式中，所述方法包括如下步骤：(1)对样品进行前处理，使用固相微萃取技术吸附葡萄酒中的挥发性物质，将温度恒定在45℃萃取30min；(2)利用气相色谱—质谱联用技术测定葡萄酒的挥发性组分，得到重构总离子流图；(3)将色谱图上分离出的峰所对应物质的质谱信息通过NIST2014，WILEY8.0谱库检索分析，对峰面积进行手动积分，使用半定量法将峰面积与内标2-辛醇峰面积的比值来表示每个物质的相对含量；(4)数据导入SIMCA13.0中，建立PCA和/或OPLS-DA模型；或者进一步将OPLS-DA模型中VIP值大于1的代谢物进行ANOVA检验，根据P值找出差异性代谢物。在一种实施方式中，所选葡萄酒符合GB15037-2006《葡萄酒》要求；在一种实施方式中，每个样品取样量为定值5mL，并且在开始萃取前先放入45℃恒温水浴中平衡5min；在一种实施方式中，步骤(1)中，每个样品取样量为定值5mL，并向其中加入10μL浓度为100μg/mL的2-辛醇作为内标和1.2gNaCl作为活化剂，并且在开始萃取前先放入45℃恒温水浴中平衡5min。在一种实施方式中，步骤(2)中，柱温升温程序：初始温度40℃保持3min，以6℃/min的速率升至230℃并保持6min，总运行时间为40.67min；载气：高纯氦气(纯度＞99.999％)，恒流模式，流速为1mL/min。在一种实施方式中，建立的OPLS-DA模型R2X、Q2分别代表模型的拟合率和预测率，这两个值越接近1，代表该模型越可靠。在一种实施方式中，所述产地可以是法国、智利、西班牙、澳大利亚等。在一种实施方式中，所述差异代谢物包括级醇类、酯类、酚类、酸类及酮类化合物。其中澳大利亚产的葡萄酒中不含有1,3-Dimethoxy-Benzene(1,3-二甲氧基苯)，智利产的葡萄酒中不含有4-ethyl-2-methoxy-Phenol(4-乙基-2-甲氧基-苯酚)。其中，四个产地的葡萄酒在2-Methyl-1-Propanol(2-甲基-1-丙醇)，2-Methyl-1-Propanol-Benzoic(2-甲基-1-丙醇-苯甲酸)，AceticAcid(醋酸)含量上有显著差异。产地为西班牙的葡萄酒中2-Methyl-1-Propanol，2-Methyl-1-Propanol-Benzoic及AceticAcid相对含量特别低，分别低于10000，1000和100，其他三个产地葡萄酒中这三种物质相对含量均高于10000,1000和100。本专利技术的第二个目的是提供一种从产地法国、智利、西班牙、澳大利亚的葡萄酒中区分西班牙产葡萄酒的方法，所述方法是检测来自法国、智利、西班牙、澳大利亚的若干个葡萄酒样品中的2-Methyl-1-Propanol，2-Methyl-1-Propanol-Benzoic和/或AceticAcid的相对含量，相对含量最低的样品即为产地西班牙的葡萄酒。本专利技术的第三个目的是提供一种从法国、智利、西班牙、澳大利亚葡萄酒中区分澳大利亚产葡萄酒的方法，所述方法是检测来自法国、智利、西班牙、澳大利亚的若干个葡萄酒样品中的1,3-Dimethoxy-Benzene，如果样品中不含有1,3-Dimethoxy-Benzene则该葡萄酒为澳大利亚产葡萄酒。本专利技术的第四个目的是提供一种从法国、智利、西班牙、澳大利亚葡萄酒中区分智利产葡萄酒的方法，所述方法是检测来自法国、智利、西班牙、澳大利亚的若干个葡萄酒样品中的4-ethyl-2-methoxy-Phenol，如果样品中不含有4-ethyl-2-methoxy-Phenol则该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对不同产地的葡萄酒进行检测的方法，其特征在于，所述方法是先选择若干个不同产地的葡萄酒样品，对其挥发性物质的种类进行检测并计算相对含量，然后采用主成分分析(PCA)和/或正交信号校正偏最小二乘判别分析(OPLS‑DA)分析每个样品中不同物质的相对含量，建立PCA模型和/或OPLS‑DA模型或者进一步获知不同产地的葡萄酒样品的差异代谢物；当需要检测某一来自上述产地的未知葡萄酒样品时，能够采用方案A或者方案B获知其产地信息；其中方案A具体是：先对这一未知葡萄酒样品的挥发性物质的种类进行检测并计算相对含量，然后将数据导入到PCA和/或OPLS‑DA模型中，即可获知这一未知葡萄酒样品的产地信息；方案B具体是：检测一个以上的差异代谢物在这一未知葡萄酒样品中的存在情况，根据差异代谢物的存在情况获知产地信息。

【技术特征摘要】
1.一种对不同产地的葡萄酒进行检测的方法，其特征在于，所述方法是先选择若干个不同产地的葡萄酒样品，对其挥发性物质的种类进行检测并计算相对含量，然后采用主成分分析(PCA)和/或正交信号校正偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)分析每个样品中不同物质的相对含量，建立PCA模型和/或OPLS-DA模型或者进一步获知不同产地的葡萄酒样品的差异代谢物；当需要检测某一来自上述产地的未知葡萄酒样品时，能够采用方案A或者方案B获知其产地信息；其中方案A具体是：先对这一未知葡萄酒样品的挥发性物质的种类进行检测并计算相对含量，然后将数据导入到PCA和/或OPLS-DA模型中，即可获知这一未知葡萄酒样品的产地信息；方案B具体是：检测一个以上的差异代谢物在这一未知葡萄酒样品中的存在情况，根据差异代谢物的存在情况获知产地信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进一步获知不同产地的葡萄酒样品的差异代谢物，具体是将OPLS-DA模型中VIP(VariableIportanceintheProjection)值大于1的主成分进行ANOVA检验，结合P值判断差异性表达代谢物，P＜0.05为差异有统计学意义，获得若干个差异代谢物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差异代谢物的存在情况包括存在与否，或者所存在的相对含量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产地是法国、智利、西班牙和/或澳大利亚。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)对样品进行前处理，使用固相微萃取技术吸附葡萄酒中的挥发性物质，将温度恒定在45℃萃取30min；(2)利用气相色谱—质谱联用技术测定葡萄酒的挥发性组分，得到重构总离子流图；(3)将色谱图上分离出的峰所对应物质的质谱信息通过NIST2014，WILEY8.0谱库检索分析，对峰面积进行手动积分，使用半定量法将峰面积与内标2-辛醇峰面积的比值来表示每个物质的相对含量；(4)数据导入SIMCA13.0中，建立PCA和/或OPLS-DA模型；或者进一步将OP...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾小红，王怡淼，王利平，胡博，张慧，赵建新，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32