一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法，属于食品产地溯源技术领域。本发明专利技术方法基于在HS

【技术实现步骤摘要】
一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法


[0001]本专利技术属于食品产地溯源
，特别涉及一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法。

技术介绍

[0002]大米是人类获取营养物质的重要谷物之一，全球一半以上人口以大米为主食。我国名誉成“稻米王国”。由于大米受种植区域地理因素，如气候、土壤等的影响，各地的大米具有不同地域特色。如黑龙江的五常大米、辽宁的盘锦大米和吉林的白金香大米，被认为是优质大米，受到消费者的青睐。尽管不同地区的稻米品质和成分存在差异，但无法通过外观或常规分析方法来区分稻米的地理来源。为了防止欺诈性的大米交易，确保优质大米的表示真实性、保障大米加工企业和消费者的合法权益，有必要寻找方便、快捷的大米产地溯源的方法。
[0003]为了获得跟高的利润，大米掺假行为常出现在大米作物的收获到粮食到达消费者手中。根据消费者的需求和避免欺诈，为了控制大米的真实性，防止虚假描述、掺假或虚假产地标签，研究人员提出了大米溯源不同的分析策略，如根据形态(形状、宽度和长度)、直链淀粉、淀粉、蛋白质含量、蒸煮品质、营养物质含量和DNA检测等物理和化学特性确定了大米的地理标志。这些方法检测项目繁多、检测过程繁琐耗时、需要进行大量的数据分析和标准物收集。然而，目前仍然缺乏一种快速、准确溯源大米产地的方法。随着科学技术的不断更新，近几年发展了基于风味指纹图谱的方法识别地理标志。大米富含碳水化合物、维生素等初级代谢产物和低分子量次级代谢产物。此外，在作物生长发育过程中还合成了挥发性有机化合物(VOCs)。气相色谱质谱联用仪(Gas Chromatography
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Mass Spectrometer，GC
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MS)是测量VOCs的标准技术手段。顶空固相微萃取(HS
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SPME)通过熔融二氧化硅纤维粘接的聚合物涂层萃取VOCs，并在气相色谱仪的进样口对其进行解吸。HS
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SPME灵敏度高，操作简单，样品制备步骤少或不需要，非常适合大米的VOCs分析。
[0004]大米真实性来源的确定对防止虚假产地标签和欺诈性交易至关重要。VOCs是稻米品质的诊断指标，可决定消费者对稻米的接受程度。VOCs也是稻米产地的基本指标。虽然，VOCs风味指纹图谱可用于植物来源的鉴定、食品掺假检测和鉴定水稻等。但目前仍缺乏一种能够快速识别不同地区水稻地理来源方法。因此，本专利技术开发了基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种大米VOCs含量数据库，再运用多元统计学方法主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS
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DA)方法建立黑龙江、吉林和辽宁三个省份的大米产地判别模型，实现了三个省份大米原产地溯源和鉴别。该方法提供大米VOCs含量无损、快速检测，准确、可重复性高、操作简便、技术成熟的基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法。
[0006]本专利技术一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法所采用的技术方案为：
[0007]1)建立不同地理源大米风的味指纹图谱数据库。
[0008]2)构建不同地理源大米风的味鉴别模型。
[0009]3)大米样品的地理源鉴别。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1)中具体步骤如下：
[0011]1.1)采集不同地区中大米样品；
[0012]步骤1.1)中采集各地区样本数量大于等于10个。收集到的稻谷使用垄谷机和碾米机进行垄谷、碾磨，获得精米。稻米碎米率小于10％，符合GB/T 1354
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2018《大米》一级粳米要求，备用。
[0013]1.2)大米样品VOCs检测；
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1.2)中具体步骤如下：
[0015]1.2.1)VOCs的萃取：向20ml顶空小瓶内加入3g步骤1.1)准备的大米样品，再加入1μL含量为0.816μg/μL的2
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甲基
‑3‑
庚酮，密封后在80℃的自动加热培养箱上平衡20min，插入DVB/CAR/PDMS涂层的HS
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SPME萃取纤维，顶空吸附萃取40min。然后于GC
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MS进样口解析5min，进行GC
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MS分析样品中VOCs。
[0016]1.2.2)GC
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MS风味数据采集：将步骤1.2.1萃取的大米风味物质，用7890A
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5975C GC
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MS联用仪进行样品VOCs的检测。
[0017]1.2.3)VOCs的定性和定量分析：保留指数(Retention Index，RI)和标准气味描述进行对比确认挥发性风味化合物的定性分析，采用面积归一化法对挥发性风味化合物进行定量分析。得到不同地理源大米风味指纹图谱数据库。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2)中具体步骤如下：
[0019]2.1)通过SIMCA 14.1软件对不同地理源大米VOCs数据进行多元统计分析；
[0020]2.2)采用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS
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DA)分析对步骤1)所得数据构建不同地理源大米数据的风味指纹图谱鉴别模型；
[0021]2.3)通过OPLS
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DA模型的R2Y、Q2、置换检验的R2和Q2值和受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC曲线)的AUC(Area Under Curve)值对该模型的可靠性和准确性进行验证。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3)中具体步骤如下：将未知地理源的大米样品按照步骤1)的方法进行VOCs的检测，得到数据与步骤2)中已建立的风味指纹图谱鉴别模型通过SIMCA14.1软件整合，建立OPLS
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DA模型，将未知地理源的大米样本纳入预测集进行预测，即得该未知地理源的大米样品的地理源分类，从而鉴别大米的地理源。
[0023]相比于现有的大米地理源鉴别方法，本专利技术提供的方法具有可重复性高、易于操作、技术成熟等优点，对填补大米地理源鉴别技术提供了新的方法。
附图说明
[0024]图1为3种不同地理源大米的主成分分析得分图；
[0025]图2为3种不同地理源大米的偏最小二乘判别模型两两比较得分图；
[0026]图3为3种不同地理源大米的偏最小二乘判别模型置换检验图
[0027]图4 3种不同地理源大米的受试者工作特征曲线图
具体实施方式
[0028]本专利技术公开了一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法。本领域技术人与可以借鉴本专利内容，进行适当参数修改，建立类似鉴别模型。特别需要指出，所有类似的替换与改动都包含于本专利技术中。本专利技术方法可行性已通过具体实施例进行验证，相关人员能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立不同地理源大米风的味指纹图谱数据库。2)构建不同地理源大米风的味鉴别模型。3)大米样品的地理源鉴别。2.根据权利要求1所述的基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法，其特征在于，所述步骤1)中的具体步骤如下：1.1)采集不同地区中大米样品；1.2)大米样品挥发性风味物质(VOCs)检测。HS
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SPME萃取样品的VOCs，使用7890A
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5975C气质联用仪进行VOCs的检测。保留指数(Retention Index，RI)和标准气味描述进行对比确认挥发性风味化合物的定性分析，采用面积归一化法对挥发性风味化合物进行定量分析。得到不同地理源大米风味指纹图谱数据库。3.根据权利要求1所述的基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法，其特征在于，在本发明的一种实施方式中，步骤1.1)中采集各地区的样本数量大于10个。4.根据权利要求1所述的基于风味指纹图谱鉴别大米地理源的方法，其特征在于，在本发明的一种实施方式中，步骤1.2)的具体步骤如下：1.2.1)VOCs的萃取：向20ml顶空小瓶内加入3g步骤1.1)准备的大米样品，再加入1μL含量为0.816μg/μL的2
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甲基
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庚酮，密封后在80℃的自动加热培养箱上平衡20min，插入DVB/CAR/PDMS涂层的HS
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SPME萃取纤维，顶空吸附萃取40min。然后于GC
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MS进样口解析5min，进行GC
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MS分析样品中VOCs。1.2.2)GC

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，赛里木汗，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：