CN109507247B - 基于非线性化学指纹图谱鉴别小米产地的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于小米鉴别技术领域，特别涉及一种基于非线性化学指纹图谱鉴别小米产地的方法；该方法先通过对不同产地的小米样品进行预处理，预处理的过程中，在pH为6.0‑7.0水温为48‑50℃的条件下先通过木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶对小米将进行酶解处理，通过使用高峰α‑淀粉酶、β‑淀粉酶和葡萄糖淀粉酶使得小米中的淀粉被充分的酶解成还原性糖；在H+、BrO3 ‑、Mn2+和CH3COCH3组成的B‑Z电化学振荡体系混合，在恒温下测试电势的变化，根据电化学指纹图谱的提取特征参数，获得丰富的信息，利用相似系统理论，将待鉴样本与标准样本进行比较，根据整体相似度鉴别待鉴样本的真伪，防止不法商贩用普通小米冒充知名产地的小米，极大地方便了我们的生活。

Description

基于非线性化学指纹图谱鉴别小米产地的方法
技术领域
本发明属于小米鉴别技术领域，特别涉及一种基于非线性化学指纹图谱鉴别小米产地的方法。
背景技术
小米可以说是我们日常生活中最常食用的食物之一，小米即粟米，能开肠胃、补虚损、益丹田，可用于气血亏损、体质虚弱、胃纳欠佳者进补，适于产妇乳少、产后虚损而引起的乏力倦怠、饮食不香，可作早餐食用。在购买小米时，我们对小米的质量也是尤为关心。小米的生长环境对其质量有着莫大的影响，不同地域，因为种子种类、土壤、气候、水质、空气质量的不同，所产小米的营养物质有明显的差别，所以不同产地的小米会有其自身的营养品质。加之现在一些不法商贩利用普通小米来冒充知名产地的小米进行高价销售，极大地损害了消费者的利益，因此需要发展一种快速、高效、简捷、可靠的检测小米产地的方法。
目前，关于食品鉴定方法主要有气相色谱法、液相色谱法、DNA指纹法、气象指纹图谱法和液相指纹图谱法等。但由于以上技术不能直接用于固体天然食品指纹图谱的测定，测定前必须对其成分进行提取、分离等预处理，因而繁琐、操作流程比较长、试剂消耗量大、分析费用高，还引入杂质，提取成分不能代表食品的全部成分，存在一定缺陷。
小米的生长环境对其质量有着莫大的影响，不同地域，因为土壤，气候，水质，空气质量的不同，所产小米的营养物质有明显的差别。不同产地的小米其营养成分的种类含量各异，也都有其独特的应用价值。固有一些不法商贩蓄意编造小米的产地，尤其是用普通小米来冒充知名产地的小米，以达到其销售目的，严重侵犯消费者的利益。
所以我们通过振荡反应绘制小米的非线性化学指纹图谱，并通过对图谱分析，找出不同产地的小米非线性化学指纹图谱的差异性，从而可以绘制出不同产地小米非线性化学指纹图谱的数据库，为不同产地小米的鉴别提供可靠的依据。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，用于解决背景技术中所提出的技术问题。
为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
基于非线性化学指纹图谱技术鉴别不同产地小米的方法，包括如下步骤：
A、建立前处理后的化学成分的非线性化学指纹图谱：
Ⅰ、样品前处理：
S1、将小米进行粉碎处理，并过80目筛，然后浸泡在温度为50-65℃的水中，浸泡时间为120-160min，然后进行打浆处理，所得记为小米浆；
S2、向S1中所得的小米浆中加入质量为其0.3-0.7%的混合蛋白酶并调节pH为6.0-7.0然后置于超声波细胞破碎仪中破碎处理4-8min后，调节水温为48-50℃，保温浸泡5-9h，所得记为混合组分A；
S3、向混合组分A中加入质量为其0.4-0.7%的复合淀粉酶，并调节混合组分的pH值为5.8-6.5，调节水温为50-55℃，超声分散4-8min后保温浸泡25-40min；然后升温至80-85℃，超声分散5-10min后保温浸泡30-50min，再将温度升至95-100℃，保温25-40min；
S4、将S3所得进行真空减压排气，然后再将混合组分B移入离心分离机中离心200-260s后再经过滤处理，弃去滤渣，所得滤液记为混合组分B；
Ⅱ、绘制前处理后的样品的非线性化学指纹图；
a、准确量取10mL混合组分B并移至微波水解石英杯中，然后向其中加入10mL浓度为4.0moL/L硫酸溶液，盖好石英杯，并将石英杯放入密封装置中，拧紧，插入温度传感器，抽真空，充入高纯氮气以保护样品，重复3次；
b、在800W功率条件下，不同水解温度下水解不同时间，当温度冷却至室温后打开密封装置，取出水解槽，将微波水解瓶逐一取下后，将水解液转移至倒入带有磁力搅拌器的恒温水浴杯中，相继加入12ml，0.08mol/L的硫酸锰溶液与5ml，1.0mol/L的丙酮溶液作为反应底液，并开启磁力搅拌器，调节转速为500r/min；
c、在另一个恒温水浴杯中加入10ml浓度为0.4mol/L的溴酸钾溶液，待在37℃的温度下恒温10min后，将溴酸钾溶液倒入反应底液，并用电化学工作站记录电压-时间曲线，以绘制出前处理后的样品的非线性化学指纹图；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的前处理条件，得出检测样品的图谱，将两者的指纹图谱用直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据；
C、重现性考察：
取待检测的前处理后的样品，测定其图谱，测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％，表明所述方法具有很好的重现性；
进一步，所述指纹法包括如下步骤：
A-1、标准样品选择：
同一产地同一品牌的小米，以4-8个批次为标准样品；
A-2、非线性化学指纹图谱分析条件：
检测仪器：瑞士万通204N型电化学工作站，HH-501型超级恒温水浴锅，85-2A型数显恒温磁力搅拌器，213型金属铂电极，217型甘汞电极；温度(310±0.05)K；黑龙江肇东龙谷25、河北张家口桃花米、内蒙古赤峰小米、辽宁朝阳大金苗、山东章丘龙山米、陕西米脂小米、山西沁州黄小米七个不同产地的小米、10ml浓度为4.0mol/L硫酸溶液、12ml浓度为0.08mol/L硫酸锰溶液、5ml浓度为1mol/L丙酮溶液，10ml浓度为0.4mol/L溴酸钾溶液；
A-3、非线性化学指纹图谱信息参数分析：
用Origin软件绘制电压-时间（E-t）曲线，即获得不同产地小米的非线性化学指纹图谱以及其特征参数；
其中，图谱参数包括：
诱导时间(s)：从加入试剂到振荡发生的时间；
振荡寿命(s)：振荡开始到振荡结束的时间；
最大振幅(v)：振荡过程中相邻电位正峰和负峰之间的最大差值；
最高电位(v)；振荡曲线的电位最高值；
最低电位(v)；振荡曲线的电位最低值；
平衡电位(v)；体系达到热力学平衡时的电位；
测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的条件检测，得出检测样品的指纹图谱，将两者的指纹图谱直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据，如果两者的图谱系统的相似度大于97%，可认为是同一产地同一产品，若相似度小于97%，则认为不是同一地区同一产品；
C、重现性考察：
取6份待测前处理后的样品，测定其图谱并进行考察。
优选的，所述S1中小米与水加入的比例为1：5-7g/mL。
优选的，所述S2中的混合蛋白酶由木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶按照质量比2-5：2：1。
优选的，所述S2中的超声波细胞破碎仪的型号为Ymnl-1800Y。
优选的，所述S3中的复合淀粉酶为高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶等质量混合而成。
优选的，所述S3中超声分散的频率为52-57kHz。
优选的，所述S4中离心分离机的转速为10000-15000rpm。
采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：
本发明的有益效果：
本发明先通过对不同产地的小米样品进行预处理，预处理的过程中，在pH为6.0-7.0水温为48-50℃的条件下先通过木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶对小米将进行酶解处理，在酶解的过程中以超声波细胞破碎仪辅助酶解，在超声波破碎仪的作用下，小米细胞被充分地破碎，增大了木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶与小米细胞中的蛋白质接触的几率，大大增加了酶解小米细胞中蛋白质的速度，此时小米中的蛋白质被酶解生成氨基酸，为后续的检测试验做了很好的准备工作。然后向混合组分A中加入等质量混合的高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶，在pH值为5.8-6.5的条件下，两次调节水温使得高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶的活性达到最大，再配合超声分散的作用，使得小米中的淀粉被充分的酶解成还原性糖。在H+、BrO3 -、Mn2+和CH3COCH3组成的B-Z振荡体系混合，在恒温下测试电势的变化，根据非线性化学指纹图谱的提取特征参数，获得丰富的信息，利用相似系统理论，将待鉴样本与标准样本进行比较，根据整体相似度鉴别待鉴样本的真伪。再者，由于不同产地小米中的蛋白质和淀粉的含量不相同其所得的非线性化学指纹图谱具有其独特的特征，图谱的特征参数各异。通过此方法可以检测更多不同地区的小米样本从而扩充样本容量，从而丰富不同产地小米的非线性化学指纹图谱库，为后续鉴别不同产地的小米提供对比基础。将这些图谱组合在一起，就可以为以后小米产地的检测提供可靠地依据，防止不法商贩用普通小米冒充知名产地的小米，极大地方便了我们的生活。另外，本发明对不同产地的小米做成的指纹图谱具有方法重现性好、操作时间短以及经济等优点，能够为不同产地小米的品质的鉴别提供可靠信息，适于在鉴别不同产地小米领域推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为不同产地小米样品的非线性化学指纹图谱；
其中：
图中的标号1表示为山西沁州黄小米的非线性化学指纹图谱；
图中的标号2表示为内蒙古赤峰小米的非线性化学指纹图谱；
图中的标号3表示为山西米脂小米的非线性化学指纹图谱；
图中的标号4表示为山东章丘龙山米的非线性化学指纹图谱；
图中的标号5表示为辽宁朝阳大金苗小米的非线性化学指纹图谱；
图中的标号6表示为山东章丘龙山米的非线性化学指纹图谱；
图中的标号7表示为黑龙江肇东龙谷25小米的非线性化学指纹图谱；
图2为待检测小米样品1的非线性化学指纹图谱；
图3为待检测小米样品2的非线性化学指纹谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有点更加清楚，下面分别以产地为山西沁州黄小米、陕西米脂小米、内蒙古赤峰小米、河北张家口桃花米、辽宁朝阳大金苗、山东章丘龙山米和黑龙江肇东龙谷25的小米为例来说明利用该非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米。
实施例1：
基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，包括如下步骤：
A、建立前处理后的化学成分的非线性化学指纹图谱：
Ⅰ、样品前处理：
S1、将小米进行粉碎处理，并过80目筛，然后浸泡在温度为50℃的水中，浸泡时间为120min，然后进行打浆处理，所得记为小米浆；
S2、向S1中所得的小米浆中加入质量为其0.3%的混合蛋白酶并调节pH为6.0然后置于超声波细胞破碎仪中破碎处理4min后，调节水温为48℃，保温浸泡5h，所得记为混合组分A；
S3、向混合组分A中加入质量为其0.4%的复合淀粉酶，并调节混合组分的pH值为5.8，调节水温为50℃，超声分散4min后保温浸泡25min；然后升温至80℃，超声分散5min后保温浸泡30min，再将温度升至95℃，保温25min；
S4、将S3所得进行真空减压排气，然后再将混合组分B移入离心分离机中离心200s后再经过滤处理，弃去滤渣，所得滤液记为混合组分B；
Ⅱ、绘制前处理后的样品的非线性化学指纹图；
a、准确量取10mL混合组分B并移至微波水解石英杯中，然后向其中加入10mL浓度为4.0moL/L硫酸溶液，盖好石英杯，并将石英杯放入密封装置中，拧紧，插入温度传感器，抽真空，充入高纯氮气以保护样品，重复3次；
b、在800W功率条件下，不同水解温度下水解不同时间，当温度冷却至室温后打开密封装置，取出水解槽，将微波水解瓶逐一取下后，将水解液转移至倒入带有磁力搅拌器的恒温水浴杯中，相继加入12ml，0.080mol/L的硫酸锰溶液与5ml，1mol/L的丙酮溶液作为反应底液，并开启磁力搅拌器，调节转速为500r/min；
c、在另一个恒温水浴杯中加入10ml浓度为0.40mol/L的溴酸钾溶液，待在37℃的温度下恒温10min后，将溴酸钾溶液倒入反应底液，并用电化学工作站记录电压-时间曲线，以绘制出前处理后的样品的非线性指纹图；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的前处理条件，得出检测样品的图谱，将两者的指纹图谱用直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据；
C、重现性考察：
取待检测的前处理后的样品，测定其图谱，测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％，表明所述方法具有很好的重现性；
进一步，所述非线性化学指纹图谱法包括如下步骤：
A-1、标准样品选择：
同一产地同一品牌的小米，以4-8个批次为标准样品；
A-2、非线性指纹法图谱分析条件：
检测仪器：瑞士万通204N型电化学工作站，HH-501型超级恒温水浴锅，85-2A型数显恒温磁力搅拌器，213型金属铂电极，217型甘汞电极；温度(310±0.05)K；黑龙江肇东龙谷25、河北张家口桃花米、内蒙古赤峰小米、辽宁朝阳大金苗、山东章丘龙山米、陕西米脂小米、山西沁州黄小米七个不同产地的小米、10ml浓度为4.0mol/L硫酸溶液、5ml浓度为0.08mol/L的硫酸锰溶液、5ml浓度为1.0mol/L的丙酮溶液，10ml浓度为0.4mol/L的溴酸钾溶液；
A-3、非线性化学指纹图谱信息参数分析：
用Origin软件绘制电压-时间（E-t）曲线，即获得不同产地小米的非线性化学指纹图谱以及其特征参数；
其中，图谱参数包括：
诱导时间(s)：从加入试剂到振荡发生的时间；
振荡寿命(s)：振荡开始到振荡结束的时间；
最大振幅(v)：振荡过程中相邻电位正峰和负峰之间的最大差值；
最高电位(v)；振荡曲线的电位最高值；
最低电位(v)；振荡曲线的电位最低值；
平衡电位(v)；体系达到热力学平衡时的电位；
测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的条件检测，得出检测样品的指纹图谱，将两者的指纹图谱直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据，如果两者的图谱系统的相似度大于97%，可认为是同一产地同一产品，若相似度小于97%，则认为不是同一地区同一产品；
C、重现性考察：
取6份待测前处理后的样品，测定其图谱并进行考察。
S1中小米与水加入的比例为1：5g/mL。
S2中的混合蛋白酶由木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶按照质量比2：2：1。
S2中的超声波细胞破碎仪的型号为Ymnl-1800Y。
S3中的复合淀粉酶为高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶等质量混合而成。
S3中超声分散的频率为52kHz。
S4中离心分离机的转速为10000rpm。
实施例2：
基于非线性化学指纹图谱技术鉴别不同产地小米的方法，包括如下步骤：
A、建立前处理后的化学成分的非线性化学指纹图谱：
Ⅰ、样品前处理：
S1、将小米进行粉碎处理，并过80目筛，然后浸泡在温度为55℃的水中，浸泡时间为140min，然后进行打浆处理，所得记为小米浆；
S2、向S1中所得的小米浆中加入质量为其0.5%的混合蛋白酶并调节pH为6.5然后置于超声波细胞破碎仪中破碎处理6min后，调节水温为50℃，保温浸泡7h，所得记为混合组分A；
S3、向混合组分A中加入质量为其0.5%的复合淀粉酶，并调节混合组分的pH值为6.0，调节水温为52℃，超声分散6min后保温浸泡30min；然后升温至82℃，超声分散7min后保温浸泡40min，再将温度升至98℃，保温35min；
S4、将S3所得进行真空减压排气，然后再将混合组分B移入离心分离机中离心240s后再经过滤处理，弃去滤渣，所得滤液记为混合组分B；
Ⅱ、绘制前处理后的样品的非线性指纹图；
a、准确量取10mL混合组分B并移至微波水解石英杯中，然后向其中加入10mL浓度为4.0moL/L硫酸溶液，盖好石英杯，并将石英杯放入密封装置中，拧紧，插入温度传感器，抽真空，充入高纯氮气以保护样品，重复3次；
b、在800W功率条件下，不同水解温度下水解不同时间，当温度冷却至室温后打开密封装置，取出水解槽，将微波水解瓶逐一取下后，将水解液转移至倒入带有磁力搅拌器的恒温水浴杯中，相继加入12ml，0.080mol/L的硫酸锰溶液与5ml，1mol/L的丙酮溶液作为反应底液，并开启磁力搅拌器，调节转速为500r/min；
c、在另一个恒温水浴杯中加入10ml浓度为0.40mol/L的溴酸钾溶液，待在37℃的温度下恒温10min后，将溴酸钾溶液倒入反应底液，并用电化学工作站记录电压-时间曲线，以绘制出前处理后的样品的非线性指纹图；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的前处理条件，得出检测样品的图谱，将两者的指纹图谱用直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据；
C、重现性考察：
取待检测的前处理后的样品，测定其图谱，测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％，表明所述方法具有很好的重现性；
进一步，所述指纹法包括如下步骤：
A-1、标准样品选择：
同一产地同一品牌的小米，以4-8个批次为标准样品；
A-2、非线性指纹法图谱分析条件：
检测仪器：瑞士万通204N型电化学工作站，HH-501型超级恒温水浴锅，85-2A型数显恒温磁力搅拌器，213型金属铂电极，217型甘汞电极；温度(310±0.05)K；黑龙江肇东龙谷25、河北张家口桃花米、内蒙古赤峰小米、辽宁朝阳大金苗、山东章丘龙山米、陕西米脂小米、山西沁州黄小米七个不同产地的小米、10ml浓度为4.0mol/L硫酸溶液、12ml浓度为0.08mol/L硫酸锰溶液、5ml浓度为1.0mol/L的丙酮溶液，10ml浓度为0.4mol/L的溴酸钾溶液；
A-3、非线性化学指纹图谱信息参数分析：
用Origin软件绘制电压-时间（E-t）曲线，即获得不同产地小米的非线性化学指纹图谱以及其特征参数；
其中，图谱参数包括：
诱导时间(s)：从加入试剂到振荡发生的时间；
振荡寿命(s)：振荡开始到振荡结束的时间；
最大振幅(v)：振荡过程中相邻电位正峰和负峰之间的最大差值；
最高电位(v)；振荡曲线的电位最高值；
最低电位(v)；振荡曲线的电位最低值；
平衡电位(v)；体系达到热力学平衡时的电位；
测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的条件检测，得出检测样品的指纹图谱，将两者的指纹图谱直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据，如果两者的图谱系统的相似度大于97%，可认为是同一产地同一产品，若相似度小于97%，则认为不是同一地区同一产品；
C、重现性考察：
取6份待测前处理后的样品，测定其图谱并进行考察。
S1中小米与水加入的比例为1：6g/mL。
S2中的混合蛋白酶由木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶按照质量比3：2：1。
S2中的超声波细胞破碎仪的型号为Ymnl-1800Y。
S3中的复合淀粉酶为高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶等质量混合而成。
S3中超声分散的频率为55kHz。
S4中离心分离机的转速为13000rpm。
实施例3：
基于非线性化学指纹图谱技术鉴别不同产地小米的方法，包括如下步骤：
A、建立前处理后的化学成分的非线性化学指纹图谱：
Ⅰ、样品前处理：
S1、将小米进行粉碎处理，并过80目筛，然后浸泡在温度为65℃的水中，浸泡时间为160min，然后进行打浆处理，所得记为小米浆；
S2、向S1中所得的小米浆中加入质量为其0.7%的混合蛋白酶并调节pH为7.0然后置于超声波细胞破碎仪中破碎处理8min后，调节水温为50℃，保温浸泡9h，所得记为混合组分A；
S3、向混合组分A中加入质量为其0.7%的复合淀粉酶，并调节混合组分的pH值为6.5，调节水温为55℃，超声分散8min后保温浸泡40min；然后升温至85℃，超声分散10min后保温浸泡50min，再将温度升至100℃，保温40min；
S4、将S3所得进行真空减压排气，然后再将混合组分B移入离心分离机中离心260s后再经过滤处理，弃去滤渣，所得滤液记为混合组分B；
Ⅱ、绘制前处理后的样品的非线性指纹图；
a、准确量取10mL混合组分B并移至微波水解石英杯中，然后向其中加入10mL浓度为4.0moL/L硫酸溶液，盖好石英杯，并将石英杯放入密封装置中，拧紧，插入温度传感器，抽真空，充入高纯氮气以保护样品，重复3次；
b、在800W功率条件下，不同水解温度下水解不同时间，当温度冷却至室温后打开密封装置，取出水解槽，将微波水解瓶逐一取下后，将水解液转移至倒入带有磁力搅拌器的恒温水浴杯中，相继加入12ml，0.080mol/L的硫酸锰溶液与5ml，1mol/L的丙酮溶液作为反应底液，并开启磁力搅拌器，调节转速为500r/min；
c、在另一个恒温水浴杯中加入10ml浓度为0.40mol/L的溴酸钾溶液，待在37℃的温度下恒温10min后，将溴酸钾溶液倒入反应底液，并用电化学工作站记录电压-时间曲线，以绘制出前处理后的样品的非线性化学指纹图；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的前处理条件，得出检测样品的图谱，将两者的指纹图谱用直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据；
C、重现性考察：
取待检测的前处理后的样品，测定其图谱，测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％，表明所述方法具有很好的重现性；
进一步，所述非线性化学指纹法包括如下步骤：
A-1、标准样品选择：
同一产地同一品牌的小米，以4-8个批次为标准样品；
A-2、非线性指纹法图谱分析条件：
检测仪器：瑞士万通204N型电化学工作站，HH-501型超级恒温水浴锅，85-2A型数显恒温磁力搅拌器，213型金属铂电极，217型甘汞电极；温度(310±0.05)K；黑龙江肇东龙谷25、河北张家口桃花米、内蒙古赤峰小米、辽宁朝阳大金苗、山东章丘龙山米、陕西米脂小米、山西沁州黄小米七个不同产地的小米、10ml浓度为4.0mol/L硫酸溶液、5ml浓度为0.08mol/L的硫酸锰溶液、5ml浓度为1.0mol/L的丙酮溶液，10ml浓度为0.4mol/L的溴酸钾溶液；
A-3、非线性化学指纹图谱信息参数分析：
用Origin软件绘制电压-时间（E-t）曲线，即获得不同产地小米的非线性化学指纹图谱以及其特征参数；
其中，图谱参数包括：
诱导时间(s)：从加入试剂到振荡发生的时间；
振荡寿命(s)：振荡开始到振荡结束的时间；
最大振幅(v)：振荡过程中相邻电位正峰和负峰之间的最大差值；
最高电位(v)；振荡曲线的电位最高值；
最低电位(v)；振荡曲线的电位最低值；
平衡电位(v)；体系达到热力学平衡时的电位；
测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的条件检测，得出检测样品的指纹图谱，将两者的指纹图谱直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据，如果两者的图谱系统的相似度大于97%，可认为是同一产地同一产品，若相似度小于97%，则认为不是同一地区同一产品；
C、重现性考察：
取6份待测前处理后的样品，测定其图谱并进行考察。
S1中小米与水加入的比例为1：7g/mL。
S2中的混合蛋白酶由木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶按照质量比5：2：1。
S2中的超声波细胞破碎仪的型号为Ymnl-1800Y。
S3中的复合淀粉酶为高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶等质量混合而成。
S3中超声分散的频率为57kHz。
S4中离心分离机的转速为15000rpm。
图谱特征参数：
表1：不同产地小米指纹图谱特征参数
Figure 252880DEST_PATH_IMAGE002
表2 待鉴定样品与标准样品的整体相似度比较
Figure 983070DEST_PATH_IMAGE004
综上由表2待鉴定样品与标准样品的整体相似度比较可知：待鉴定样品1与小米平均图谱参数的整体相似度为0.915，大于90%，确定为小米产品，但是与图库中提供的七种样品的相似度比较均小于97%，因此可以判断，待鉴定样品1为除上述七种产地以外的其他产地生产的小米。待鉴定样品2与小米平均图谱参数的整体相似度为0.964，大于90%，确定为小米产品，与图库中提供的内蒙古赤峰小米整体相似度达到98.8%，大于97%，基本可以判定待鉴定样品2为内蒙古赤峰小米。
从图1中的非线性化学指纹图谱的对比中可以看出，不同产地的小米所绘制的非线性化学指纹图谱在大体相似的基础上，每种小米的特征参数也有一定的差别。小米的主要成分为淀粉，在水解后参与振荡反应的主要物质为还原性糖，不同产地小米的淀粉种类和含量虽有不同，但淀粉在每种小米中的比重都很高，而且水解后的还原性糖很相似，这是产地不同，而小米非线性化学指纹图谱相似性的基础。
本次试验是在小米水解后进行振荡反应的，并不能根据实验结果直接判定小米参与振荡反应的具体有效成分，但是由于淀粉是大分子物质，其分子内的排布并不是完全相同的，有直链淀粉跟支链淀粉之分，所含比例不同，含直链淀粉越多越易水解，含支链淀粉越多则越难水解。所以不同产地小米由于所含直链和支链淀粉的区别，以及其他微量有效成分的干扰，会使得非线性化学指纹图谱的部分特征参数出现差别，主要表现在诱导时间和振荡寿命的差别上。由于不同产地小米的非线性化学指纹图谱具有其独特的特征，图谱的特征参数各异，将这些图谱组合在一起，建立不同产地小米的非线性化学指纹图谱库，就可以为以后小米产地的检测提供可靠地依据，防止不法商贩用普通小米冒充知名产地的小米，极大地方便了我们的生活。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、建立前处理后的化学成分的非线性化学指纹图谱：
Ⅰ、样品前处理：
S1、将小米进行粉碎处理，并过80目筛，然后浸泡在温度为50-65℃的水中，浸泡时间为120-160min，然后进行打浆处理，所得记为小米浆；
S2、向S1中所得的小米浆中加入质量为其0.3-0.7%的混合蛋白酶并调节pH为6.0-7.0然后置于超声波细胞破碎仪中破碎处理4-8min后，调节水温为48-50℃，保温浸泡5-9h，所得记为混合组分A；
S3、向混合组分A中加入质量为其0.4-0.7%的复合淀粉酶，并调节混合组分的pH值为5.8-6.5，调节水温为50-55℃，超声分散4-8min后保温浸泡25-40min；然后升温至80-85℃，超声分散5-10min后保温浸泡30-50min，再将温度升至95-100℃，保温25-40min；
S4、将S3所得进行真空减压排气，然后再将混合组分B移入离心分离机中离心200-260s后再经过滤处理，弃去滤渣，所得滤液记为混合组分B；
Ⅱ、绘制前处理后的样品的非线性化学指纹图谱；
准确量取10mL混合组分B并移至微波水解石英杯中，然后向其中加入10mL浓度为4.0moL/L硫酸溶液，盖好石英杯，并将石英杯放入密封装置中，拧紧，插入温度传感器，抽真空，充入高纯氮气以保护样品，重复3次；
在800W功率条件下，不同水解温度下水解不同时间，当温度冷却至室温后打开密封装置，取出水解槽，将微波水解瓶逐一取下后，将水解液转移至倒入带有磁力搅拌器的恒温水浴杯中，相继加入12ml，0.080mol/L的硫酸锰溶液与5ml，1mol/L的丙酮溶液作为反应底液，并开启磁力搅拌器，调节转速为500r/min；
在另一个恒温水浴杯中加入10ml浓度为0.4mol/L的溴酸钾溶液，待在37℃的温度下恒温10min后，将溴酸钾溶液倒入反应底液，并用电化学工作站记录电压-时间曲线，以绘制出前处理后的样品的非线性化学指纹图谱；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的前处理条件，得出检测样品的图谱，将两者的指纹图谱用直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据；
C、重现性考察：
取待检测的前处理后的样品，测定其图谱，测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％，表明所述方法具有很好的重现性；
进一步，非线性化学指纹图谱法包括如下步骤：
A-1、标准样品选择：
同一产地同一品牌的小米，以4-8个批次为标准样品；
A-2、非线性化学指纹图谱法分析条件：
检测仪器：瑞士万通204N型电化学工作站，HH-501型超级恒温水浴锅，85-2A型数显恒温磁力搅拌器，213型金属铂电极，217型甘汞电极；黑龙江肇东龙谷25、河北张家口桃花米、内蒙古赤峰小米、辽宁朝阳大金苗、山东章丘龙山米、陕西米脂小米、山西沁州黄小米七个不同产地的小米、10ml浓度为4.0mol/L硫酸溶液、12ml浓度为0.08mol/L的硫酸锰溶液、5ml浓度为1.0mol/L的丙酮溶液，10ml浓度为0.4mol/L的溴酸钾溶液；
A-3、非线性化学指纹图谱信息参数分析：
用Origin软件绘制电压-时间曲线，即获得不同产地小米的非线性化学指纹图谱以及其特征参数；
其中，图谱参数包括：
诱导时间：从加入试剂到振荡发生的时间；
振荡寿命：振荡开始到振荡结束的时间；
最大振幅：振荡过程中相邻电位正峰和负峰之间的最大差值；
最高电位；振荡曲线的电位最高值；
最低电位；振荡曲线的电位最低值；
平衡电位；体系达到热力学平衡时的电位；
测得的非线性化学指纹图谱的各种特征参数的RSD＜3％；
B、检测样品：
取待检测的前处理后的样品，使用与标准样品相同的条件检测，得出检测样品的非线性化学指纹图谱，将两者的非线性化学指纹图谱直接观察并且以Origin软件分析作为定性依据，如果两者的图谱系统的相似度大于97%，可认为是同一产地同一产品，若相似度小于97%，则认为不是同一地区同一产品；
C、重现性考察：
取6份待测前处理后的样品，测定其图谱并进行考察。
2.根据权利要求1所述的基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于：所述S1中小米与水加入的比例为1:5-7g/mL。
3.根据权利要求1所述的基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于：所述S2中的混合蛋白酶由木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和风味蛋白酶按照质量比2-5:2:1。
4.根据权利要求1所述的基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于：所述S2中的超声波细胞破碎仪的型号为Ymnl-1800Y。
5.根据权利要求1所述的基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于：所述S3中的复合淀粉酶为高峰α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶等质量混合而成。
6.根据权利要求1所述的基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于：所述S3中超声分散的频率为52-57kHz。
7.根据权利要求1所述的基于非线性化学指纹图谱鉴别不同产地小米的方法，其特征在于：所述S4中离心分离机的转速为10000-15000rpm。
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