CN109975457A - 一种溯源松茸产地的化学分析方法 - Google Patents

一种溯源松茸产地的化学分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种溯源松茸产地的化学分析方法，包括以下步骤：(1)样品前处理、(2)固相萃取吸附、(3)气质联用仪分析、(4)检测结果进行统计分析，根据挥发性组分特征溯源松茸产地。本发明利用顶空固相微萃取结合气相色谱‑质谱联用技术定性定量分析松茸特征性挥发性成分，通过挥发性成分统计分析，能够快速、准确、有效的溯源松茸产地，该方法能够满足目前市场对于松茸产地溯源的实际需求。

Description

一种溯源松茸产地的化学分析方法
【技术领域】
本发明涉及一种溯源松茸产地的化学分析方法，特别是一种利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术定性定量分析不同产地松茸特征性挥发性成分的分析方法，属于食品化学分析技术领域。
【背景技术】
松茸(Tricholoma matsutake Sing)为担子菌亚门伞菌目口蘑科真菌，素有“绿色黄金”之美誉，在我国主要产于西藏、贵州、云南、四川和东北等海拔较高的林区，是全球化的天然滋补品。松茸目前尚未实现完全人工栽培，是珍稀的天然野生食药两用菌，其含有丰富的营养成分，具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫力等药用功能。
松茸由于产量较低、价格昂贵、不宜运输等原因受到消费者广泛关注。不同产地的松茸品质和价格有较大差异，价格相差几倍，其中尤以西藏高原野生松茸品质最佳。新鲜松茸，形若伞状，色泽鲜明，菌盖呈褐色，菌柄为白色，均有纤维状茸毛鳞片，菌肉白嫩肥厚，质地细密，有浓郁的特殊香气。现今常有关于不法商贩用其他产地松茸冒充西藏产松茸的报道，目前未见有松茸产地溯源的研究报道。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术溯源松茸产地的化学分析方法，旨在填补现有鉴别松茸产地溯源技术的空白。
本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：
一种溯源松茸产地的化学分析方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)样品前处理：称取样品于顶空萃取管中；
(2)固相萃取吸附：
用50/30μm DVB/CAR/PDMS固相萃取头在65℃条件下顶空静态吸附样品50min；
(3)气质联用仪分析；
(4)检测结果进行统计分析，根据挥发性组分特征溯源松茸产地。
本发明中的松茸样品为烘干或冻干松茸时，称取2.00g于20mL顶空萃取管中，所述的松茸样品为鲜松茸或冰鲜松茸称样量为5.00g于20mL顶空萃取管中。
本发明中的烘干或冻干的松茸样品水分含量优选为8-15％。
本发明样品挑选无霉变、无病虫害的松茸样品50g，磨碎混合，称取2.00g烘干或冻干松茸(鲜松茸或冰鲜松茸称样量为5.00g)(精确至0.01g)于20mL顶空萃取管中。
本发明中的松茸样品在气质联用仪的气相色谱进样口于300℃解析2min，用于气质联用仪分析检测，色谱图见图1。
本发明中气质联用仪的参数为：
色谱：色谱柱：TR-PESTICIDE 30m×0.25mm×0.25μm；进样方式：SSL，分流进样，分流比：10:1；分流流量：12mL/min，流速1.2mL/min，进样体积1μL；进样口温度：300℃；升温程序：初始温度40℃，保持2min，以7℃/min升到70℃，保持1min，以3℃/min升到120℃，保持2min，以10℃/min升到300℃，保持5min；
质谱：电子轰击离子源；电离电压：70eV；离子源温度：280℃，传输线温度：280℃；扫描模式：全扫描(Scan Masses)模式，扫描范围：33-350m/z。
本发明检测结果通过主成分分析、聚类分析和相似度分析确定松茸产地。
本发明中数据的具体处理方法为：
根据NIST.11Library标准谱图库对松茸样品中各挥发性成分进行检索并数据对比，选择匹配度大于800(最大值为1 000)的鉴定结果予以确认，采用面积归一法计算松茸样品中挥发性成分的相对含量(挥发性化合物的峰面积占总的挥发性风味物质的峰面积的百分比表示)。
本发明中不同产地松茸样品挥发性组分的统计分析：
对不同产地的松茸样品进行三平行检测，计算其特征组分的相对含量。使用SPSS软件对不同产地松茸样品的主要挥发性组分(共有组分和相对含量大于1.0％的组分)进行主成分分析(PCA)和聚类分析(Cluster Analysis)。利用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2004A版)对不同产地松茸样品的主要挥发性组分进行聚类分析。
溯源结果：
不同产地松茸样品特征挥发性组分存在一定差异，其中冰鲜松茸和鲜松茸特征挥发性组分较相近，烘干松茸和冻干松茸特征挥发性组分较相近，但是冰鲜松茸和鲜松茸与烘干松茸和冻干松茸间特征挥发性组分差异明显。其中冰鲜松茸和鲜松茸共有的挥发性组分有己醛、1-辛烯-3-醇、3-辛酮、3-辛醇和顺式肉桂酸甲酯，烘干松茸和冻干松茸共有的挥发性组分有乙酸甲酯、2-甲基丁醛、戊酸甲酯、2,6-二甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、庚酸甲酯、辛酸甲酯和顺式肉桂酸甲酯，通过主成分分析和相似度分能够快速、准确、有效的溯源松茸产地。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
本发明利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术定性定量分析松茸特征性挥发性成分，通过挥发性成分统计分析，能够快速、准确、有效的溯源松茸产地，该方法能够满足目前市场对于松茸产地溯源的实际需求。
【附图说明】
图1松茸中挥发性成分色谱图；
图2是31种松茸样品主成分分析空间分布图A；
图3是31种松茸样品主成分分析空间分布图B；
图4是聚类分析图；
图5是25批不同产地干制松茸样品GC叠加图谱；
图6是6批不同产地干制松茸样品GC叠加图谱。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
选取31种不同产地的松茸样品，其中S1-S4为四川产干制野生松茸样品，S5-S13为云南产干制野生松茸样品，S15-S20为西藏产干制野生松茸样品，S21-S25为东北长白山产干制野生松茸样品，S26-S27为西藏产冰鲜和鲜野生松茸样品，S28为云南产鲜野生松茸样品，S29-S30为四川产冰鲜和鲜野生松茸样品，S31为云南产冰鲜野生松茸样品，其中S18为未知产地的松茸样品，样品信息及分组信息见表1。
表1：31种松茸样品产地及分组信息表
1、样品前处理及顶空萃取条件：
挑选31种不同产地的松茸样品各50g，磨碎混合，分别称取2.00g烘干或冻干松茸(鲜松茸或冰鲜松茸称样量为5.00g)(精确至0.01g)于20mL顶空萃取管中；用50/30μm DVB/CAR/PDMS固相萃取头在65℃条件下顶空静态吸附50min，然后在气质联用仪的气相色谱进样口于300℃解析2min，用于气质联用仪分析检测。
2、本发明中气质联用仪的参数为：
气相条件
色谱柱：TR-PESTICIDE(30m×0.25mm×0.25μm)；进样方式：SSL，分流进样，分流比：10:1；分流流量：12mL/min，流速1.2mL/min，进样体积1μL；进样口温度：300℃；升温程序：初始温度40℃，保持2min，以7℃/min升到70℃，保持1min，以3℃/min升到120℃，保持2min，以10℃/min升到300℃，保持5min。
质谱条件
电子轰击离子源；电离电压：70eV；离子源温度：280℃，传输线温度：280℃；扫描模式：全扫描(Scan Masses)模式，扫描范围：33-350m/z。
数据处理方法为：
根据NIST.11Library标准谱图库对松茸样品中各挥发性成分进行检索并数据对比，选择匹配度大于800(最大值为1000)的鉴定结果予以确认，采用面积归一法计算松茸样品中挥发性成分的相对含量(挥发性化合物的峰面积占总的挥发性风味物质的峰面积的百分比表示)。
本发明中不同产地松茸样品挥发性组分的统计分析：
对31种不同产地的松茸样品进行三组平行检测，计算其特征组分的相对含量。使用SPSS软件对不同产地松茸样品的主要挥发性组分(共有组分和相对含量大于1.0％的组分)进行主成分分析(PCA)和聚类分析(Cluster Analysis)。主成分分析(PCA)统计方法是将一组可能有相关性的变量通过正交变换的方法转为一组线性不相关变量。本发明对31种松茸样品以产地进行分组，利用SPSS22.0统计分析软件对31种松茸样品中主要的特征性挥发组分(共有组分和相对含量大于1.0％)进行主成分分析，组成特征挥发性组分矩阵。首先，对特征挥发性组分矩阵中每个物质的相对含量作以10为底的对数转化。将对数转换后的特征挥发性组分矩阵进行数据中心化(center scaling)，然后再将得到的结果进行主成分分析，结果显示(见下图2)，产自云南松茸样品特征性挥发组分与其他产地的松茸差异较大，主要是原因是该产区的松茸样品中特征挥发性组分顺式肉桂酸甲酯相对含量多数大于20％，与其他产区的松茸样品差异显著；产自西藏工布江达县和西藏林芝的松茸样品中特征挥发性组分1-辛烯-3-醇和多种含氮杂环化合物(主要为吡嗪类化合物)显著高于其他产区的松茸样品，其中1-辛烯-3-醇也称为“蘑菇醇”，具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气；含氮杂环化合物发性组分是野松茸独特芳香气味重要来源，这两种挥发性组分相对含量高是西藏工布江达县和西藏林芝产区松茸品质优于其他产区的主因。
对31种松茸样品保存方式进行分组，利用SPSS22.0统计分析软件对31种松茸样品中主要的特征性挥发组分(共有组分和相对含量大于1.0％)进行主成分分析(见下图3)，结果显示不同的保存方式对31种不同产地松茸样品的主要挥发性组分影响较大，鲜松茸和冰鲜松茸样品中特征性挥发性组分1-辛烯-3-醇(蘑菇醇)要显著的高于冻干和烘干松茸样品，而多数的冻干和烘干松茸样品中顺式肉桂酸甲酯要高于鲜松茸和冰鲜松茸样品，由此可推断特征性挥发组分1-辛烯-3-醇在一定条件下可以转化成为特征性挥发组分顺式肉桂酸甲酯。
31种不同产地松茸样品的主要挥发性组分经均一化数据处理后作为变量，利用SPSS 22.0统计分析软件，组成特征性挥发组分矩阵。首先，对特征性挥发组分矩阵中每个物质的相对含量作以10为底的对数转化。利用R语言软件(V.3.5.1)里stats包的dist指令，对对数转换后的特征性挥发组分矩阵求出特征性挥发组分之间的欧氏距离(Euclideandistance)，再进行谱系聚类(hierarchical clustering)，得到图4。图中菌类的欧式距离越小，则表明两者特征性挥发组分成分相似。结果显示，31种不同产地松茸样品基本按照产地进行了聚类，其中鲜松茸和冰鲜松茸样品由于特征性挥发性组分相近，因此这两种松茸处在一个大类别中；冻干和烘干松茸样品中特征性挥发性组分相近，因此这两种松茸处在一个大类别中。
用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2004A版)对数据进行比较分析，以S14号松茸样品的色谱图为参照图谱，采用中位数法，设定时间窗宽度为0.1，进行多点校正，共确定乙酸甲酯、2-甲基丁醛、戊酸甲酯、2,6-二甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、庚酸甲酯、辛酸甲酯和顺式肉桂酸甲酯8个共有峰，生成25种干制松茸样品的GC叠加图谱，见图5。以S26号鲜松茸样品的色谱图为参照图谱，采用中位数法，设定时间窗宽度为0.1，进行多点校正，共确定己醛、1-辛烯-3-醇、3-辛酮、3-辛醇和顺式肉桂酸甲酯5个共有峰，生成6种鲜松茸样品的GC叠加图谱(见图6)。结果显示，相似度分析与聚类分析较为一致。
综上所述，通过主成分分析(PCA)、聚类分析(Cluster Analysis)和相似度分析显示，S18松茸样品产自西藏，与该样品购买信息一致。
本发明的原理是用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术定性定量分析不同产地松茸挥发性成分，通过挥发性成分统计分析能够快速、准确、有效的溯源松茸产地。

Claims (6)

1.一种溯源松茸产地的化学分析方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)样品前处理：称取样品于顶空萃取管中；
(2)固相萃取吸附：
用50/30μm DVB/CAR/PDMS固相萃取头在65℃条件下顶空静态吸附样品50min；
(3)气质联用仪分析；
(4)检测结果进行统计分析。
2.根据权利要求1所述的一种溯源松茸产地的化学分析方法，其特征在于所述的松茸样品为烘干或冻干松茸时，称取2.00g于20mL顶空萃取管中，所述的松茸样品为鲜松茸或冰鲜松茸称样量为5.00g于20mL顶空萃取管中。
3.根据权利要求2所述的一种溯源松茸产地的化学分析方法，其特征在于所述烘干或冻干的松茸样品水分含量为8-15％。
4.根据权利要求1所述的一种溯源松茸产地的化学分析方法，其特征在于所述的松茸样品在气质联用仪的气相色谱进样口于300℃解析2min，用于气质联用仪分析检测。
5.根据权利要求1所述的一种溯源松茸产地的化学分析方法，其特征在于所述气质联用仪的参数为：
色谱：色谱柱：TR-PESTICIDE 30m×0.25mm×0.25μm；进样方式：SSL，分流进样，分流比10:1；分流流量：12mL/min，流速1.2mL/min，进样体积1μL；进样口温度：300℃；升温程序：初始温度40℃，保持2min，以7℃/min升到70℃，保持1min，以3℃/min升到120℃，保持2min，以10℃/min升到300℃，保持5min；
质谱：电子轰击离子源；电离电压：70eV；离子源温度：280℃，传输线温度：280℃；扫描模式：全扫描模式，扫描范围：33-350m/z。
6.根据权利要求1所述的一种溯源松茸产地的化学分析方法，其检测结果通过主成分分析、聚类分析和相似度分析确定松茸产地。
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