基于ATR-FTIR结合CARS算法测定蜂王浆中水溶性蛋白质和总糖含量
1材料与方法,1材料与试剂,2仪器与设备,3方法,4样品光谱采集,5建模方法与模型评价,6数据处理,2结果与分析,1蜂王浆中红外光谱特征,2水溶性蛋白质和总糖含量,3光谱预处理,4MCCV
郭 城,吴卫成,谌 迪,叶 沁,卢文静,关荣发,肖朝耿*(1 中国计量大学生命科学学院 杭州310018 2 浙江省农业科学院食品科学研究所 杭州310021 3 浙江工业大学食品科学与工程学院 杭州310014)
蜂王浆是哺育蜂舌腺和上颚腺分泌的一种天然浆状物,其成分复杂,不仅含有大量的蛋白质、氨基酸、糖类、脂类、维生素和矿物质[1],还含有特有的王浆酸,其中蛋白质含量最多,这些肽和蛋白质类都是重要的营养和保健因子,有提高免疫力,增强体质,促进智力及抗衰老等作用[2]。
蜂王浆的蛋白属于优质蛋白,然而其受贮藏条件的影响大,研究表明随着温度和时间的增加,蜂王浆中水溶性蛋白质的含量会逐渐减少,且不同温度下的下降速率不同,同时水溶性蛋白质降解产物可发生聚合,从而导致水不溶性蛋白的增加[3]。蜂王浆的品质变差主要体现在水溶性蛋白质降解,这说明蜂王浆品质与蛋白质的变化有关[4-7]。在保证蜂王浆新鲜度的前提下,测定蛋白质含量是一项必不可少的工作。国家蜂王浆标准中凯氏定氮法测定的是总氮含量,包括非蛋白氮,试验过程繁琐费时。考马斯亮蓝染色法测定的是可溶性蛋白质含量,占蜂王浆蛋白总量的46%~89%,是蜂王浆蛋白质的主要活性成分,虽然考马斯亮蓝染色法较为快捷,但是需要预处理,在多批次的样品检测时,仍繁琐费时。
近年来,傅里叶变换中红外光谱技术凭借快速、无损、高灵敏的优点,在食品、农业、医药领域的应用越来越广泛[8-10]。Sahlan 等[11]利用衰减全反射中红外光谱结合化学计量学方法鉴别真伪蜂蜜,鉴别效果理想。吴黎明等[12-13]利用傅里叶变换中红外光谱技术分析不同贮存条件下蜂王浆相对峰强与贮存条件的相关性,结果表明通过中红外光谱反映不同贮存条件下蜂王浆新鲜度是可行的,然而没有结合化学计量学法对蜂王浆红外光谱建立定量分析模型。陈繁等[14-15]使用中红外光谱技术结合支持向量机算法对蜂王浆进行冷冻常温二分类、贮藏时间三分类的定性分析,并通过拉曼光谱结合偏最小二乘法对蜂王浆的水分、蛋白质含量进行定量预测,结果表明用中红外光谱技术结合化学计量学检测不同贮藏条件的蜂王浆是可行性的。竞争性自适应权重取样(CARS)法是一种基于回归系数绝对值大小筛选波长点的方法。通过每次筛选去掉PLS 回归模型中回归系数绝对值最小的点,保留权重大的波长点,交互验证出模型验证均方根误差最低的子集,可有效提取出针对预测对象最为关键的波长点组合[16]。李水芳等[17]使用近红外光谱和化学计量学方法对蜂蜜中还原糖等12 个理化参数定量分析时,发现经蒙特卡洛交互验证(MCCV)法筛除异常样本后的数据结合CARS 法挑选的变量得到的PLS 模型预测能力比优化前明显提高 ......
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