[发明专利]基于主成份分析的葛粉掺假鉴别方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外光谱的鉴定方法，特别涉及葛粉掺假鉴别方法。

背景技术

葛根为豆科植物葛(Pueraria lobata Ohwi)的根，是一种药、食两用的天然植物资源。以葛根为原料生产的葛粉是一种优质的野生植物淀粉，不仅富含人体必需的各种氨基酸和钙、铁、锌、硒等微量元素，还含有异黄酮、葛根素等物质，具有清热解毒、生津止渴等功效。市场中的不法商贩为了赚取利润，在纯葛粉里大量地掺假诸如红薯粉、马铃薯粉等廉价的薯类淀粉，妄图鱼目混珠、以假乱真。这无疑使消费者蒙受欺骗，市场信誉大打折扣。常用的葛粉检测技术包括性状比较、显微镜比较以及液相色谱等。它们存在诸如淀粉之间性质相似，无法精确检测；仪器操作复杂，价格不菲等缺点及限制。因此，葛粉交易市场迫切需要一种快速、准确并且经济的真假鉴别技术。

红外光谱(infrared spectroscopy, IRS)技术不仅能够对物质的化学结构作出判定，而且能够建立样品的特征指纹图谱。并以其分析速度快，效率高；样品一般不需预处理；分析成本低，无污染；便于在线分析；操作简便等优点，成为食品安全与质量控制领域的研究热点。Gurdeniz G等利用纯橄榄油及其掺假样品的红外光谱，并结合主成分分析进行鉴别。结果表明，当橄榄油中掺入葵花籽油、菜籽油、棉籽油的比例高于5%，掺假样品能够被成功鉴别出来。Cozzolino D等对有机和非有机红酒进行常规理化检测以及中红外扫描，并结合主成分分析进行区别。通过对比发现，有机红酒和非有机红酒在二维主成分分布图中的分布区域存在差异，运用此法能够成功将二者区别开。Paradkar M M等结合傅里叶转换和拉曼光谱对蜂蜜进行扫描，并通过主成分分析对蜂蜜中掺入甜菜糖和甘蔗糖进行鉴别。结果表明，花蜜掺假样品能够被成功区分开，且正确识别率高于95%。Karoui R等在两种不同品种的奶酪的中红外图谱中提取特征光谱段，结合主成分分析以及判别分析对样品进行鉴别。结果表明，在特征光谱段2 800～3 000cm^-1和900～1 500cm^-1获得的准确识别率分别为90.9%和90.5%。目前，对于使用红外光谱鉴别葛粉真伪还未见报道。现有技术中，葛根淀粉及其掺假产品的鉴别仅能依赖于各种植物淀粉的形态、大小、结构、组分、直链和支链淀粉的比例以及支链淀粉中长链短链所占的比例等特性，还少有基于红外光谱分析鉴定方法的研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于主成份分析的葛粉掺假鉴别方法，该方法是通过对红外光谱的主成分分析实现的，其识别率高，操作简单。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

基于主成份分析的葛粉掺假鉴别方法，具体包括以下步骤：

    A、标准红外图谱的获取：将葛粉或葛粉中掺入其他淀粉的淀粉组合物压片制成样品，在波长范围为4000～500cm^-1条件下进行中红外扫描，得标准红外图谱；

     B、标准主成份分析：将步骤A所得标准红外图谱进行基线调整、平滑处理和矢量归一化处理后进行主成份分析，并获得标准主成份得分；

C、判别分析:将步骤B所得标准主成份得分进行判别分析，得判别函数；

D、掺假判断：将待检测的未知样品进行红外图谱的获取和主成份分析，将其主成份分析结果代入判别函数中，未知样品所得函数值最大者为对应组，进而 葛粉掺假。

进一步，步骤A中，将葛粉或/和葛粉中掺入重量比为7:3、5:5、3:7及0：10的红薯淀粉/土豆淀粉的组合物分组压片制成样品，每组样品数≥5，在波长范围为4000～500cm^-1条件下进行中红外扫描，得标准红外图谱；

进一步，步骤C中，将步骤B所得标准主成份得分进行Fisher判别分析，得下列判别函数：

葛粉中掺入红薯淀粉：

f_葛粉= - 3.757X₁ + 8.731X₂ + 1.290X₃ - 0.0012;

f_红薯淀粉= 0.970X₁ + 0.517X₂ - 0.041X₃ - 171.963;

f_30%掺假= 0.641X₁ - 1.248X₂ - 0.324X₃ - 34.801;