基于氢核磁共振结合偏最小二乘法鉴别蜂蜜真假的方法

摘要

本发明公开了一种基于氢核磁共振结合偏最小二乘法鉴别蜂蜜真假的方法。该方法涉及食品检测，是氢核磁共振指纹图谱在食品检测的应用。该方法首先分别建立纯蜂蜜数据库和糖浆掺假蜂蜜数据库，然后构建鉴别模型，对鉴别模型进行可靠性检验，再对待测蜂蜜样品的进行鉴别，并将待测蜂蜜样品的鉴别结果对数据库的进行扩充，以增加样品的代表性和判别能力。优点是：技术可靠，操作简单，可在短时间内处理大量样品，快速筛查出可疑蜂蜜样品，避免了主观因素、人为误差，结论科学可靠。

主权项

基于氢核磁共振结合偏最小二乘法鉴别蜂蜜真假的方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：(a)建立纯蜂蜜数据库(a1)收集N个纯蜂蜜样品，N不少于80；(a2)在N个纯蜂蜜样品中取一个纯蜂蜜样品一份；(a3)将样品置于离心管中，在60℃水浴至蜂蜜完全溶解，再加入样品体积8～15倍的磷酸盐缓冲溶液，涡旋振荡至均匀混合，离心，取上清液；(a4)将步骤(a3)中的上清液转移到核磁共振管中，在500MHz液体核磁共振谱仪上进行¹H NMR测试，实验温度为298K，用D₂O进行锁场，采用noesypr1d脉冲序列，90°脉冲宽度9.7微秒，混合时间100.0毫秒，¹H NMR谱的谱宽为10kHz，采样点数32768，延迟等待时间2.0秒，累加48次，得到样品的核磁共振信号；(a5)用核磁共振谱仪自带的数据处理软件对样品的核磁共振信号进行傅里叶变换，变换点数为131072，指数线宽因子为1Hz，手动调相位和基线校正，2,2,3,3‑氘代三甲基硅烷丙酸钠作为内标物，共振峰设为δ0.00，进行化学位移定标，得到样品的¹H NMR谱图；(a6)对¹H NMR谱图进行分段积分，积分范围为化学位移δ0.1‑δ6.0之间，积分间隔为δ0.01，将¹H NMR谱中δ4.73‑4.93区域的信号剔除，采用峰面积归一化，得到强度积分相对值的一组数据；(a7)在N个纯蜂蜜样品中，逐一取样品，按照步骤(a3)～(a6)的方法，得到N组数据，每组数据为一行，第1行为化学位移值，构成纯蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵；(b)建立糖浆掺假蜂蜜数据库(b1)从质检部门查获的糖浆掺假蜂蜜中收集M个样品，M不少于40；(b2)在M个糖浆掺假蜂蜜样品中，逐一取样品，按照步骤(a3)～(a6)的方法，得到M组数据，每组数据为一行，第1行为化学位移值，构成糖浆掺假蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵；(c)构建鉴别模型对纯蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵和糖浆掺假蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵进行标准化，标准化方法采用自适换算；类别变量Y代表样品的类型，数值为“1”，代表纯蜂蜜样品，数值为“2”，代表糖浆掺假蜂蜜样品，阈值设为0.5；采用偏最小二乘法将经过标准化处理的纯蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵、糖浆掺假蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵与类别变量Y进行线性回归，得到鉴别模型；(d)鉴别模型的可靠性检验采用排列实验法对鉴别模型的可靠性进行检验：通过n次随机改变类别变量的排列顺序，得到相应不同的累积贡献率值R²和预测能力值Q²，n≥100；然后对类别变量顺序随机排列模型的R²值和Q²值与类别变量顺序未改变模型的R²值和Q²值之间做回归线，如果类别变量顺序未改变模型的Q²值大于任何一个类别变量随机排列模型的Q²值，说明鉴别模型可靠有效，可以使用；(e)蜂蜜样品的鉴别将待鉴别蜂蜜样品按步骤(a3)～(a6)的方法，得到强度积分相对值的一组数据；将其导入步骤(c)中的鉴别模型，得到类别变量Y的数值，当类别变量Y在1±0.5之间时，待鉴别蜂蜜样品为纯蜂蜜，当类别变量Y在2±0.5之间时，待鉴别蜂蜜样品为糖浆掺假蜂蜜；(f)数据库的扩充如果待鉴别蜂蜜样品的鉴别结果为纯蜂蜜，在步骤(a7)的纯蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵中增加一行该待鉴别蜂蜜样品的强度积分相对值的一组数据，得到新的纯蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵，并用该矩阵更新原步骤(a7)的纯蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵；如果待鉴别蜂蜜样品的鉴别结果为糖浆掺假蜂蜜，在步骤(b2)的糖浆掺假蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵中增加一行该待鉴别蜂蜜样品的强度积分相对值的一组数据，得到新的糖浆掺假蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵，并用该矩阵更新原步骤(b2)的糖浆掺假蜂蜜样品的强度积分相对值数据矩阵。