CN116559350A - 一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,属于食品分析技术领域。本发明以驴乳中的C6:0、C18:0、C18:2 c9t11(CLA n7)、C10:0、C10:1 c9、C22:1 c13和C18:2 c9c12(LA)七种特征脂肪酸为基础,构建基于C6:0/C10:0、C6:0/C10:1 c9、C6:0/LA、C18:0/C10:0、C18:0/C22:1 c13、CLA n7/LA比值的标准驴乳指纹图谱。测定待测试样中特征脂肪酸含量并计算相应比值,与标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项比值超出特征范围,则判定为样品不完全为驴乳。本发明的驴乳真实性鉴定方法利用6项比值多维度判断,能够快速准确鉴定驴乳真实性。只需测定脂肪酸含量,简便快捷。利用指纹图谱不仅能检测生乳样品也能检测加工后的乳制品,适用性强。对历史数据、文献数据可以进行无样品判定,追溯性强。
Description
技术领域
本发明属于食品分析技术领域,具体涉及一种驴乳的真实性识别鉴定方法,通过测定计算6种特征脂肪酸的比值,与驴乳的指纹图谱进行比对,可有效鉴定驴乳样品的真实性。
背景技术
我国拥有丰富的驴业资源,驴乳作为一种高营养价值的代乳品具有悠久的应用历史。随着食品科学技术的发展以及对驴乳的特殊营养成分、营养价值和保健功能研究的不断深入,使得驴乳成为极具发展潜力的特色乳产业。
驴乳与人乳营养成分最接近,富含多种活性物质,具有防治心血管疾病、抗疲劳、抗肿瘤的作用,还具有抗菌、抑菌、提高机体免疫力、调节肠道菌群、润肤美容、辅助治疗和食疗康复等作用。因此,驴乳具备潜在的高营养附加值,市场开发潜力巨大。目前,驴乳的生产尚未形成规模化与标准化,市场价格也是参差不齐,很容易出现假冒或掺杂其他动物乳(如牛乳或乳粉)的情况出现。因此,建立准确的驴乳中真实性分析方法,是保障驴乳产品质量安全的重要途径。
现有技术的乳品的真实性鉴定方法中,针对已知掺假物的鉴定主要有显色法(如淀粉类、尿素、双氧水等)、沉淀法(如芒硝)、快速检测试纸法(抗生素、三聚氰胺)、物理指标(如相对密度、折光指数等)等,但是上述方法只能针对某一种已知掺杂物的特征属性进行鉴定,不能对于未知的掺假物进行有效鉴别。针对未知的外源性蛋白的鉴定别常以DNA为生物标识物或乳源差异蛋白质建立检测方法,主要有有PCR DNA测序、免疫方法、色谱法等。
PCR技术可以通过乳中体细胞的DNA测序实现,如De等(2011)以线粒体DNA环状片段为目标序列,利用PCR技术分别扩增出牛乳和水牛乳的126bp和226bp特异性PCR产物,利用物种特异性DNA序列,能够鉴定水牛乳中低至0.01%的牛奶掺假。我国的农业行业标准NY/T 3050-2016也利用PCR法建立了羊乳中的牛奶掺假识别方法。然而,乳制品的均质和热处理等加工过程对体细胞或DNA的破坏性大,导致体细胞DNA的提取困难,尤其是掺杂奶粉或豆粉等。因此,DNA检测仅适用于生乳的真实性鉴定,而不适用加工后的乳制品。
乳的真实性鉴定还可以通过检测乳中蛋白质或免疫反应来实现,如Sharma等(2021)以乳中非免疫球蛋白抗原为指标,通过免疫方法能够鉴定水牛乳中低至5%的牛奶掺假。Malo等(2018)以乳中免疫球蛋白为指标,通过免疫方法能鉴定山羊乳、绵羊乳、水牛乳中低至1%的牛奶掺假。Liu等(2019)以乳中酪蛋白为指标,通过免疫方法能够对鉴定山羊乳中低至0.07%的牛奶掺假,而Ren等(2014)也利用乳中酪蛋白鉴定出驴乳中低至1%的牛奶掺假。Trimboli等(2019)通过毛细管电泳法检测乳中ɑ-乳白蛋白含量,以ɑ-乳白蛋白作为指标,能够对鉴定水牛乳中低至1%的牛奶掺假,并定量水牛乳中3.1%以上的掺假水平。Chen等(2016)基于蛋白质组学的方法,以β-乳球蛋白作为指标,能定性定量分析山羊乳或绵羊乳中掺杂的牛乳。然而,乳制品的均质和热处理等加工过程对乳蛋白的破坏性也很大,而且不同乳中蛋白质含量变化范围广、干扰因素多。因此,基于蛋白质的免疫方法也仅适用于生乳的真实性鉴定,而不适用乳制品,并且灵敏度较低,易产生假阳性结果。
乳的真实性鉴定还可以通过乳中特定营养成分的聚类分析来实现,如Pereira等(2020)基于近红外光谱法测定牛奶和山羊奶中脂肪和蛋白质的总含量,建立PLS-DA模型能够鉴定山羊奶中添加含量低至1.0154g/100g的牛奶。Sen等(2021)基于傅立叶变换红外光谱法测定牛奶、水牛奶和山羊奶的脂肪、蛋白质、乳糖和非脂肪固体总含量,建立OPLS-DA模型能对混合水平高于5%的牛奶-山羊奶和牛奶-水牛奶两类牛奶混合物进行鉴定,判别分析的正确率分别为93%和91%。张鑫等(2018)基于气相色谱法测定牛奶、马奶的脂肪酸含量,采用PCA、SIMCA和PLS模型对牛奶和马奶的混合样品分析,阐明脂肪酸指纹图谱对特色乳真实性鉴定的可行性,能对马乳中低至10%的牛奶掺假进行鉴定。通过乳的指纹信息进行分析的系统研究还十分有限,在真实性鉴定中的应用较少,目前展现出技术门槛高、灵敏度低,应用性差等特点。
乳中脂肪酸种类丰富,不同动物乳中脂肪酸的组成和含量差异巨大。脂肪酸指纹图谱是指乳中所有脂肪酸的组成概况及含量特征,作为物种差异性或特异性的识别技术,应用于乳的真实性鉴定更为准确、可靠。但是,基于检测技术的现状,脂肪酸的测定结果多以相对含量的形式呈现,这要求对乳中所有脂肪酸进行面积归一化定量(Liu et al.,2018),大幅增加了分析时间。而选择特征脂肪酸比值则仅需要测定特定脂肪酸即可,不但提高了分析效率,还能放大不同乳的特异,提高真实性鉴定的准确性。有研究表明,利用C10:0/C8:0,C12:0/C10:0,C14:0/C12:0和C14:0/C18:1脂肪酸比值能判别乳脂中掺入牛油和猪油(Anmat,2011),但是,该方法仅能鉴定乳脂中掺入含量15%以上的牛油或猪油,检测灵敏度较低(Rebechi,2016)。
上述方法在一定程度上能够实现乳品掺假的鉴定,但将其应用于驴乳真实性鉴定存在一定局限性,如测定前需进行分离、提取等预处理,导致操作繁琐、操作时间长、分析费用高、灵敏度低、应用性差等。现有技术的驴乳真实性鉴定方法研究较少,并且没有针对驴乳真实性的适用性和可追溯性强的真实性鉴定方法。已有方法也不能简便快速地实现驴乳真实性鉴定,如中国专利CN 112378996 A公开了一种快速检测驴奶掺假的方法,通过准备等量的检测对象、对照物A和对照物B;建立标准数据模型A、建立标准数据模型B、建立检测对象数据和数据对比:将超声波衰减数据A、超声波衰减数据B与超声波衰减数据D进行对比,将超声波速度数据A、超声波速度数据B与超声波速度数据D进行对比,确定超声波衰减数据D是否与超声波衰减数据A近似、超声波速度数据D是否与超声波速度数据A近似,经过对比后若超声波衰减数据D与超声波衰减数据A近似、超声波速度数据D与超声波速度数据A近似,可判断为检测对象也就是被检测驴奶没有掺假,该方法计算繁琐、鉴定时间长。
因此,一种能够准确鉴别驴乳及其制品的真实性、操作简便、适用性和可追溯性强的驴乳真实性鉴定方法亟需开发。
发明内容
为了克服现有技术中存在的乳制品真实性鉴定方法滞后,并且没有针对驴乳真实性鉴定的适用性和可追溯性强的鉴定方法的问题。本发明的目的在于提供一套驴乳中特征脂肪酸比值的特征范围;本发明的另一目的在于根据上述特征脂肪酸比值的特征范围构建一种驴乳的指纹图谱,并将其应用于驴乳及相关产品的真实性鉴定。
本发明的发明思路为:利用前期研究的大量实验积累和背调大数据,对各种脂肪酸比值进行统计与筛选,筛选出几种在驴乳中数值极小,且与其他动物乳差别较大的作为特征脂肪酸比值。对每一个特征脂肪酸比值,采用AVG(平均值)±2.58×SD(标准偏差)的方式计算在驴乳中的特征范围,置信度达99%,制作雷达图形成指纹图谱。将待测乳样的特征脂肪酸比值测定计算,然后与上述指纹图谱进行比对,以进行真实性鉴定。
本发明具体的技术方案如下:
一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,包括以下步骤:
S1:利用驴乳特征脂肪酸比值构建标准驴乳指纹图谱;
S2:测定待测试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出标准驴乳指纹图谱特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假。
优选的,其中所述的驴乳特征脂肪酸为C6:0、C18:0、C18:2c9t11(CLA n7)、C10:0、C10:1c9、C22:1c13和C18:2c9c12(LA)。
优选的,所述的驴乳特征脂肪酸的比值范围为:
C6:0/C10:0的特征范围0.019~0.054;
C6:0/C10:1c9的特征范围0.030~0.343;
C6:0/C18:2c9c12特征范围0~0.058;
C18:0/C10:0的特征范围0~0.293;
C18:0/C22:1c13的特征范围0.021~1.583;
C18:2c9t11/C18:2c9c12特征范围0~0.056。
优选的,步骤S2所述的测定待测驴乳试样中的特征脂肪酸含量利用气相色谱法或气相色谱-质谱联用法测定。
优选的,步骤S2所述的计算相应的脂肪酸比值结果以相对值(%总脂肪酸)计。
优选的,步骤S2所述的计算相应的脂肪酸比值结果以绝对值(mg/L乳)计。
与现有技术相比,本发明所具备的有益效果:
(1)指纹特征性(排他性):本发明的基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法选择的特征脂肪酸比值具有明显的指纹特征性,相比其他动物乳,上述比值均为极小值。利用6项指标从多个维度进行判断,能够快速准确鉴定驴乳真实性。
(2)简单快捷:本发明的基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法与DNA测序和聚类分析等方法相比,脂肪酸含量的测定更加简单,2-4小时可完成测定。更重要的是,脂肪酸作为基本的营养指标,属于乳样的常测指标,因此对已有脂肪酸检测结果的样品可以直接与指纹图谱进行比对,而得到驴乳真实性鉴定的结论,操作便捷。
(3)适用性强:本发明的基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法与DNA测序和免疫方法相比,利用指纹图谱不仅能检测生乳样品,也能检测加工后的乳制品。并且,脂肪酸含量的测定技术门槛不高,成本较低。其结果可以由气相色谱法或气相色谱-质谱联用法测定,也可以由红外快速测定装置获得。
(4)追溯性强:使用本发明的基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法能够通过数据进行判定,对历史数据、文献数据等都可以进行无样品判定。
附图说明
图1是基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法特征脂肪酸比值范围的雷达图。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明,现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
实施例1
以C6:0、C18:0、C18:2c9t11(CLA n7)、C10:0、C10:1c9、C22:1c13和C18:2c9c12(LA)7种驴乳特征脂肪酸为基础,构建基于C6:0/C10:0、C6:0/C10:1c9、C6:0/C18:2c9c12、C18:0/C10:0、C18:0/C22:1c13、C18:2c9t11(CLA n7)/C18:2c9c12(LA)6种驴乳特征脂肪酸比值的标准驴乳指纹图谱,所述驴乳的特征脂肪酸比值范围见表1:
表1:驴乳中特征脂肪酸比值范围
按照上述特征脂肪酸比值范围绘制驴乳的指纹图谱,见附图1。
实施例2
取54份荷斯坦奶牛乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表2-1、2-2、2-3。
表2-1荷斯坦奶牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=54)
表2-2荷斯坦奶牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=54)
表2-3荷斯坦奶牛乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定结果(n=54)
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂3.29%的荷斯坦奶牛乳。
实施例3
取31份娟珊奶牛乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表3-1、3-2、3-3。
表3-1娟珊奶牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=31)
/>
表3-2娟珊奶牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=31)
/>
/>
表3-3娟珊奶牛乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定(n=31)
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂3.19%的娟珊奶牛乳。
实施例4
取11份水牛乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表4-1、4-2、4-3。
表4-1水牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=11)
/>
表4-2水牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=11)
表4-3水牛乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定(n=11)
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂3.55%的水牛乳。
实施例5
取24份牦牛乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表5-1、5-2、5-3。
表5-1牦牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=24)
/>
表5-2牦牛乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=24)
/>
表5-3牦牛乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定(n=24)
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂4.11%的牦牛乳。
实施例6
取36份羊乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表6-1、6-2、6-3。
表6-1羊乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=36)
/>
表6-2羊乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=36)
/>
表6-3羊乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定(n=36)
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂4.69%的羊乳。
实施例7
取23份骆驼乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表7-1、7-2、7-3。
表7-1骆驼乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=23)
/>
表7-2骆驼乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=23)
/>
表7-3骆驼乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定(n=23)
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂0.37%的骆驼乳。
实施例8
取30份人乳进行验证分析,测定试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值,并与实施例1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假,结果如表8-1、8-2、8-3。
表8-1人乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸含量(%总脂肪酸,n=30)
/>
表8-2人乳假冒或掺杂入驴乳的特征脂肪酸比值(n=30)
/>
表8-3人乳假冒或掺杂入驴乳的真实性鉴定(n=30)
/>
测试结果表明,所有乳样均可以判定为不符合驴乳特征,并可识别驴乳中掺杂8.9%的人乳。
综上所述,利用本法明的基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法对54份荷斯坦奶牛乳、31份娟珊奶牛乳、11份水牛乳、24份牦牛乳、36份羊乳、23份骆驼乳和30份人乳样品进行验证,209个其他动物乳样均有特征脂肪酸比值超出驴乳的特征范围,差异识别率达100%;而在驴乳中掺杂其他动物乳0.37~8.9%以上,均能够有效识别。
Claims (6)
1.一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,其特征在于包括以下步骤:
S1:利用驴乳特征脂肪酸比值构建标准驴乳指纹图谱;
S2:测定待测试样中的特征脂肪酸含量,计算相应的脂肪酸比值;
S3:将步骤S2计算得到的相应脂肪酸比值与步骤S1构建的标准驴乳指纹图谱进行比对,当任意一项特征脂肪酸比值超出标准驴乳指纹图谱特征范围,即在雷达图置信范围之外,则判定为样品不完全为驴乳,存在假冒或掺假。
2.如权利要求1所述的一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,其特征在于其中所述的驴乳特征脂肪酸为:C6:0、C18:0、C18:2 c9t11、C10:0、C10:1 c9、C22:1c13和C18:2 c9c12。
3.如权利要求1或2任意一项所述的一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,其特征在于所述的驴乳特征脂肪酸的比值范围为:
C6:0/C10:0的特征范围0.019~0.054;
C6:0/C10:1 c9的特征范围0.030~0.343;
C6:0/C18:2 c9c12特征范围0~0.058;
C18:0/C10:0的特征范围0~0.293;
C18:0/C22:1 c13的特征范围0.021~1.583;
C18:2 c9t11/ C18:2 c9c12特征范围0~0.056。
4.如权利要求1~3任意一项所述的一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,其特征在于:步骤S2所述的测定待测驴乳试样中的特征脂肪酸含量利用气相色谱法或气相色谱-质谱联用法测定。
5.如权利要求1~3任意一项所述的一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,其特征在于:步骤S2所述的计算相应的脂肪酸比值的结果以相对值计。
6.如权利要求1~3任意一项所述的一种基于特征脂肪酸指纹图谱的驴乳真实性鉴定方法,其特征在于:步骤S2所述的计算相应的脂肪酸比值的结果以绝对值计。
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