[发明专利]鸟苷发酵过程红外指纹图谱的构建方法

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵检测技术领域，具体涉及鸟苷发酵过程红外指纹图谱的构建方法。

背景技术

指纹图谱是法医学上的一个概念，最早来源于19世纪末、20世纪初的犯罪学和法医学。由于指纹具有人各不同，终生不变，触物留痕，可以认定人身的特点，指纹鉴定结论在侦察和审判中起着重要作用，被称为“物证之首”、“证据之王”。红外指纹图谱鉴别技术将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术有机结合，参照已知产品的组成或性质的信息，采用化学计量学技术提取出样品红外光谱的指纹特征，确定样品的特征指纹图谱或进一步建立判定模型，从而通过图谱比较或模型识别实现样品的鉴别或进一步判断待测样品是否合格的一种分析方法。该技术结合了指纹图谱概念和红外光谱分析技术，分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。这一技术具有样品无损、制样检测快速、准确、重复性好等优点，在几分钟内即可完成样品的检测。与常规的化学方法分析发酵液成分相比较，具有快速简便的特点，可同时监测培养过程中多组分浓度的变化，优化培养基的组成和发酵过程的进程。

目前，红外指纹图谱在中药质控领域卓见成效，它可准确且又可量化地对药材进行真伪鉴别和质量评价。清华大学分析中心在红外指纹图谱质控中药领域的成绩斐然，该中心已经先后测试了280种对照药材，20种伪品药材，4种不同产地的药材，400多种中药配方颗粒等，获得共计2000多张红外光谱、二阶导数谱和几百张二维相关红外谱。孙素琴等所著《中药二维相关红外光谱鉴定图集》一书在国外也产生了非常大的影响，已传入美国、英国、新加坡、马来西亚等国。另外，红外指纹图谱在饲料添加剂和食品应用也引起了越来越多的重视。中科院饲料所张萍研究员带领的研究团队成功开发出饲料添加剂产品红外指纹图谱鉴别技术。2007年，北京市食品安全监控中心与清华大学开展红外指纹图谱等前沿技术在食品安全监控中的应用研究，将“红外指纹”图谱技术正式应用到食品安全监控中。红外指纹图谱在中药、食品、饲料添加剂领域的应用，开辟了相应领域质量监控技术的新篇章。

20世纪90年代以来，红外光谱分析技术在发酵液检测方面的应用得到越来越多的关注。Zeaiter等利用近红外检测葡萄酒发酵过程中温度变化产生的影响，Georgina等利用近红外与偏最小二乘法相结合监测啤酒发酵过程的生物量和化学变化。彭帮柱等采用分阶段处理结合人工神经网络法对不同发酵阶段的糖度检测。邱江等用偏最小二乘法建立了培养液的红外光谱数据与常规离线化学分析结果的相关关系，成功地用于糖化酶发酵过程培养液中总糖、还原糖和氨氮的预测。陈雷等用声光可调(AOTF)-近红外(NIR)光谱技术对发酵液中发酵菌的含量进行检测。刘贤等采用近红外光谱技术，结合偏最小二乘回归法，研究了142个不同种类的秸秆青贮饲料样品的pH值和发酵产物(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸和氨态氮)。张梦霖等利用近红外光谱技术对废水厌氧发酵处理过程进行分析监测，建立了厌氧发酵过程中蔗糖和挥发性脂肪酸浓度的预测模型、实现了准确地测定厌氧发酵过程中液相中各组分的浓度变化，为厌氧发酵过程的在线监测提供了新的思路。国内外红外光谱技术在发酵过程检测中的研究，为本课题顺利开展提供思想和技术方法上的有利支撑。

鸟苷发酵过程是一个实时、非线性、多变量输入输出和随机性的动态过程，发酵过程中发酵液组成复杂，组分和含量具有时变性，至今为止鸟苷发酵过程的监测控制主要依赖操作繁琐、费时费力的化学分析检测。如何快捷检测鸟苷发酵过程，了解鸟苷发酵的动态，优化控制鸟苷发酵过程，一直以来是鸟苷发酵工作者研究的主要领域。红外光谱分析技术是一门发展迅猛的高新技术，不仅广泛应用于化学组成和结构的定性定量鉴别，而且在发酵过程的检测中日益显示出特有的优势。许多发酵过程都尝试着使用红外光谱分析技术进行检测。但是，目前红外光谱技术在发酵领域的使用多为发酵液中某一和几个组分的检测，很难真正意义上监测控制生物发酵过程，因此如何克服现有技术的不足是目前分析化学技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供鸟苷发酵过程红外指纹图谱的构建方法。

本发明构建鸟苷发酵不同时间段的红外指纹图谱，实现利用红外指纹图谱方便快捷的监控鸟苷发酵过程，建立红外指纹图谱监测鸟苷发酵过程的新方法，为生物发酵过程的优化控制开辟更为便捷的新途径。

本发明采用的技术方案如下：

鸟苷发酵过程红外指纹图谱的构建方法，包括如下步骤：

步骤(1)，发酵液样品采集和制备：

1)菌种活化

取平板上的单菌落划线接种于活化斜面，36-38℃恒温静置培养12-14h；