CN106324127B - 玛咖粉真伪鉴别及玛咖含量测定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用游离氨基酸光谱数据鉴别玛咖产品真伪及测定玛咖产品中原玛咖含量的方法。主要步骤包括：1.制作混合玛咖产品；2.制作检测样品；3.采用氨基酸分析仪测定纯品玛咖、伪品玛咖、混合玛咖中游离氨基酸光谱数据；4.游离氨基酸数据分析处理。该方法样品前处理简单、方便，可快速实现玛咖真伪的判别及制品中玛咖含量的测定，方便实用。该方法的预测误差小于10％，可以较好满足玛咖产品的检测需求。目前，国内还未见有关玛咖制品中玛咖含量的测定方法，本发明方法可用于玛咖及其制品产业领域的质量控制。

Description

玛咖粉真伪鉴别及玛咖含量测定的方法

技术领域

本技术属于玛咖粉真伪鉴别及玛咖含量测定的方法，主要基于游离氨基酸数据建立判别真伪的模型及测定玛咖制品中玛咖含量的模型，用于预测玛咖含量的方法，保障玛咖制品的品质。

背景技术

玛咖(Lepidium meyenii Walp.)，是原产南美洲秘鲁安第斯山脉的一种十字花科植物，根茎形似蔓菁，是一种纯天然食药兼用农产品，营养成份丰富，有“南美人参”之誉。玛卡的下胚轴淡黄色、紫色、黑色等。研究表明玛咖具有很好的保健功效，具有提高生育能力、改善性功能、抑制前列腺增大、抗疲劳、抗抑郁、改善骨质疏松、提高记忆力等，2011年我国卫生部批准玛咖粉为新资源食品。

玛咖主要生长在高寒地区，昼夜温差较大，为适应环境其氨基酸代谢具有特征性，高含量的游离氨基酸，且氨基酸中脯氨酸和精氨酸较一般作物高。玛咖在我国引种栽培成功后产业规模迅速增加，并加工成多种产品。玛咖经过加工粉碎后，其感官特性发生巨大变化，肉眼难以分辨真伪。受经济利益的驱使，一些不法生产者往往使用各种手段向市场提供各种掺假玛咖粉，使玛咖产品的保健功效降低，产品质量参差不齐，急需要一种客观科学的检测方法来确保玛咖的品质。但目前还缺乏有效手段对掺假玛咖粉中的原玛咖含量进行检测，市场上对玛咖粉的掺假主要是使用廉价的蔓菁。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种鉴别玛咖真伪及检测玛咖含量的方法，采用氨基酸自动分析仪获得纯品玛咖、掺假玛咖、蔓菁的游离氨基酸光谱数据，建立玛咖真伪判别模型和原玛咖含量回归方程，从而实现玛咖粉真伪的鉴别及产品中含量的预测。方法准确性高，具有较好的实用性和推广性。

具体技术方案为：

玛咖粉真伪鉴别方法，包括以下过程：

(1)制作掺伪品玛咖样品：将粉碎的玛咖粉末和蔓菁粉末分别过100目筛网，并按不同比例混合，制作样品，玛咖含量质量百分比从100-0％，混合均匀；

(2)制作检测样品：样品置于50mL容量瓶，蒸馏水定容至刻度线，超声仪500W超声萃取游离氨基酸10min，取萃取液10mL于离心管，高速离心机12000rpm转速离心5min，过0.45μm滤膜；

(3)采用氨基酸分析仪测定样品的氨基酸光谱数据，采用离子交换色谱-茚三酮柱后衍生法用氨基酸自动分析仪测定样品中游离氨基酸；

(4)玛咖粉真伪判别：采用DFA处理步骤(3)中获得的游离氨基酸数据，以获得的游离氨基酸数据作为DFA模型的输入，根据游离氨基酸的分析结果，得到玛咖粉、玛咖掺伪品及蔓菁粉伪品判别模型，并绘制第一二维得分图，根据一二维得分图与玛咖粉样品的重合度确定玛咖粉的真伪。

在以上技术方案基础上，再进行玛咖粉含量预测，采用偏最小二乘法处理步骤(3)中数据，建立基于氨基酸光谱数据并用于预测玛咖—蔓菁混合粉末中玛咖粉含量的回归方程，实现玛咖粉中玛咖含量的快速预测。

具体的，步骤(1)中，玛咖含量质量百分比从100-0％，分为玛咖含量100％的纯品玛咖粉、含量玛咖0％的玛咖伪品蔓菁和掺伪玛咖粉；纯品玛咖粉样品具有19个，采集自中国云南、西藏的玛咖主产区，包括黄色、紫色和黑色三种色型；所述玛咖伪品蔓菁具有4个，采集自云南省；掺伪玛咖粉为将干燥的纯品玛咖粉和蔓菁粉按不同比例混合，制作43个混合玛咖样品，其中玛咖粉的含量分别为质量百分比95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、40％、30％、20％、10％，每个百分比制作3份样品，任意混合盲样1个。

具体的，步骤(3)中，色谱条件：LCA K06钠离子型色谱柱，4.6mm×150.0mm，7μm；反应柱温度：58.0℃，反应器温度：130℃，检测波长570nm和440nm；

氨基酸分析仪洗脱泵流速0.45mL/min，衍生泵流速0.25mL/min，自动进样50μL；梯度洗脱程序为：0～1min，30％A，70％B；1～9min，100％B；9～12min，100％D；12～14min，100％A，每次完成检测后平衡色谱柱10min；A、B分别为不同浓度及pH值的钠离子洗脱液，D为2％的NaOH再生液；将样品中各氨基酸峰面积与已知浓度的氨基酸混合标准液进行对比计算，得到待检样品中游离氨基酸含量。

所述步骤(4)包括以下过程，将步骤(3)中得到的17种游离天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸数值输入到SPSS软件中，利用费歇线性判别方法，推导建立得到鉴别模型Y_玛咖粉、Y_{掺伪玛咖粉}和Y_玛咖伪品，对模型进行留一法交叉验证，每个样品都是按照从该样品以外的所有其他样品派生的函数来分类。

步骤(4)所建立的判别模型：

Y_玛咖粉＝78.168X1-28.752X2-114.837X3-331.376X4+2.727X5-11.877；

Y_{掺伪玛咖粉}＝267.519X1-25.182X2-1035.74X3-2285.564X4+3.168X5-19.927；

Y_玛咖伪品＝242.727X1-129.309X2+2669.931X3-774.522X4-0.722X5-21.581；

式中X1～X5分别表示天门冬氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、酪氨酸及游离氨基酸总量的百分数含量，将待鉴别样品的以上5种氨基酸百分含量数据代入鉴别模型Y_玛咖粉、Y_{掺伪玛咖粉}、和Y_玛咖伪品中进行计算；比较Y_玛咖粉、Y_{掺伪玛咖粉}、和Y_玛咖伪品三者数值，数值最大者即为所判别类别。

玛咖粉含量预测，采用偏最小二乘法处理步骤(3)中游离氨基酸数据，具体的，建立基于游离氨基酸光谱数据并用于预测玛咖—蔓菁混合粉末中玛咖粉含量的回归方程，实现玛咖粉中玛咖含量的快速预测；建立的回归方程为：

Y＝90.322-144.352x1+777.228x2+215.350x3-203.163x4+510.250x5-525.704x6+1.176x7+85.257x8+11.257x9-6.139x10；

其中x1～x10分别表示谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸赖氨酸、脯氨酸和游离氨基酸总量的百分含量。

本发明提供的玛咖粉真伪鉴别及玛咖含量测定的方法，样品前处理简单、方便，可快速实现玛咖真伪的判别及制品中玛咖含量的测定，方便实用。该方法的预测误差小于10％，可以较好满足玛咖产品的检测需求。目前，国内还未见有关玛咖制品中玛咖含量的测定方法，本发明方法可用于玛咖及其制品产业领域的质量控制。

附图说明

图1为实施例中采用游离氨基酸数据进行玛咖粉、掺伪品、伪品玛咖粉鉴定的DFA二维得分图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不是对本发明的限制。

实施例1：

1)制作掺伪玛咖样品。将干燥的纯品黄玛咖粉和蔓菁粉按不同比例混合，制作16种玛咖粉样品，其中玛咖粉的含量分别为质量百分比95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、40％、30％、20％、10％，每个质量百分比分别制作3个混合样品，1个混合盲样，混合样品共计43个。

2)制作检测样品。待测样品置于50mL容量瓶，蒸馏水定容至刻度线，超声仪500W超声萃取游离氨基酸10min，取萃取液10mL于离心管，高速离心机12000rpm转速离心5min，过0.45μm滤膜。

3)采用氨基酸分析仪测定纯品玛咖、混合玛咖和蔓菁的游离氨基酸光谱数据，采用离子交换色谱-茚三酮柱后衍生法用氨基酸自动分析仪测定样品中游离氨基酸。色谱条件：LCA K06钠离子型色谱柱(4.6mm×150.0mm，7μm)；反应柱温度：58.0℃，反应器温度：130℃，检测波长570nm和440nm；

4)采用偏DFA处理步骤3)中获得的游离氨基酸数据，以获得的游离氨基酸数据作为DFA模型的输入，根据游离氨基酸的分析结果，得到第一二维得分图，根据一二维得分图与玛咖粉样品的重合度确定玛咖粉的真伪。

图1为依据游离氨基酸数据为输入的DFA模型(DF1＝61.4％，DF2＝38.6％)，总贡献率为100％。

模型经留一法交叉验证，得分为100，效果较好。依据建立的DFA模型，玛咖粉、伪品玛咖及掺伪玛咖粉均得到较好区分。1～3分别表示玛咖粉、蔓菁及掺伪玛咖粉。

表1玛咖粉、掺伪玛咖粉及蔓菁DFA识别结果

5)采用偏最小二乘法处理步骤3)中获得的游离氨基酸数据，建立基于游离氨基酸数据，并用于预测玛咖—蔓菁混合粉末中玛咖粉含量的回归方程。本实施例中建立的回归方程为：

6)Y＝90.322-144.352x1+777.228x2+215.350x3-203.163x4+510.250x5-525.704x6+1.176x7+85.257x8+11.257x9-6.139x10,其中x1～x10分别表示谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸赖氨酸、脯氨酸和游离氨基酸总量的百分含量。

表2样品中玛咖粉含量真实值和预测值比较

43份掺伪玛咖粉含量预测结果如表2所示。

Claims (6)

1.玛咖粉真伪鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作掺伪品玛咖样品：将粉碎的玛咖粉末和蔓菁粉末分别过100目筛网，并按不同比例混合，制作样品，玛咖含量质量百分比从100-0％，混合均匀；

(2)制作检测样品：样品置于50mL容量瓶，蒸馏水定容至刻度线，超声仪500W超声萃取游离氨基酸10min，取萃取液10mL于离心管，高速离心机12000rpm转速离心5min，过0.45μm滤膜；

(3)采用氨基酸分析仪测定样品的氨基酸光谱数据，采用离子交换色谱-茚三酮柱后衍生法用氨基酸自动分析仪测定样品中游离氨基酸；

色谱条件：LCAK06钠离子型色谱柱，4.6mm×150.0mm，7μm；反应柱温度：58.0℃，反应器温度：130℃，检测波长570nm和440nm；

氨基酸分析仪洗脱泵流速0.45mL/min，衍生泵流速0.25mL/min，自动进样50μL；梯度洗脱程序为：0～1min，30％A，70％B；1～9min，100％B；9～12min，100％D；12～14min，100％A，每次完成检测后平衡色谱柱10min；A、B分别为不同浓度及pH值的钠离子洗脱液，D为2％的NaOH再生液；

(4)玛咖粉真伪判别：采用DFA处理步骤(3)中获得的游离氨基酸数据，以获得的游离氨基酸数据作为DFA模型的输入，根据游离氨基酸的分析结果，得到玛咖粉、玛咖掺伪品及蔓菁粉伪品判别模型，并绘制第一二维得分图，根据一二维得分图与玛咖粉样品的重合度确定玛咖粉的真伪。

2.根据权利要求1所述的玛咖粉真伪鉴别方法，其特征在于：玛咖粉含量预测，采用偏最小二乘法处理步骤(3)中数据，建立基于氨基酸光谱数据并用于预测玛咖—蔓菁混合粉末中玛咖粉含量的回归方程，实现玛咖粉中玛咖含量的快速预测。

3.根据权利要求1所述的玛咖粉真伪鉴别方法，其特征在于：步骤(1)中，玛咖含量质量百分比从100-0％，分为玛咖含量100％的纯品玛咖粉、含量玛咖0％的玛咖伪品蔓菁和掺伪玛咖粉；纯品玛咖粉样品具有19个，采集自中国云南、西藏的玛咖主产区，包括黄色、紫色和黑色三种色型；所述玛咖伪品蔓菁具有4个，采集自云南省；掺伪玛咖粉为将干燥的纯品玛咖粉和蔓菁粉按不同比例混合，制作43个混合玛咖样品，其中玛咖粉的含量分别为质量百分比95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、40％、30％、20％、10％，每个百分比制作3份样品，任意混合盲样1个。

4.根据权利要求1所述的玛咖粉真伪鉴别方法，其特征在于：所述步骤(4)包括以下过程，将步骤(3)中得到的17种游离天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸数值输入到SPSS软件中，利用费歇线性判别方法，推导建立得到鉴别模型Y_玛咖粉、Y_{掺伪玛咖粉}和Y_玛咖伪品，对模型进行留一法交叉验证，每个样品都是按照从该样品以外的所有其他样品派生的函数来分类。

5.根据权利要求4所述的玛咖粉真伪鉴别方法，其特征在于：所述步骤(4)所建立的判别模型：

Y_玛咖粉＝78.168X1-28.752X2-114.837X3-331.376X4+2.727X5-11.877；

Y_{掺伪玛咖粉}＝267.519X1-25.182X2-1035.74X3-2285.564X4+3.168X5-19.927；

Y_玛咖伪品＝242.727X1-129.309X2+2669.931X3-774.522X4-0.722X5-21.581；

式中X1～X5分别表示天门冬氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、酪氨酸及游离氨基酸总量的百分数含量，将待鉴别样品的以上5种氨基酸百分含量数据代入鉴别模型Y_玛咖粉、Y_{掺伪玛咖粉}、和Y_玛咖伪品中进行计算；比较Y_玛咖粉、Y_{掺伪玛咖粉}、和Y_玛咖伪品三者数值，数值最大者即为所判别类别。

6.根据权利要求2所述的玛咖粉真伪鉴别方法，其特征在于：采用偏最小二乘法处理步骤(3)中游离氨基酸数据，建立基于游离氨基酸光谱数据并用于预测玛咖—蔓菁混合粉末中玛咖粉含量的回归方程，实现玛咖粉中玛咖含量的快速预测；建立的回归方程为：

Y＝90.322-144.352x1+777.228x2+215.350x3-203.163x4+510.250x5-525.704x6+1.176x7+85.257x8+11.257x9-6.139x10；

其中x1～x10分别表示谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸赖氨酸、脯氨酸和游离氨基酸总量的百分含量。