[发明专利]GC-IMS区分和预测小麦受黄曲霉侵染比例的方法

说明书

本发明公开了一种GC‑IMS区分和预测小麦受黄曲霉侵染比例的方法，对受不同比例黄曲霉侵染的小麦释放的挥发性成分进行气相离子迁移谱检测，采用多维主成分分析对HS‑GC‑IMS指纹图谱中保留时间为110‑365 s，迁移时间为8‑15 ms区域内的所有无标记性挥发物进行整体的特征信息提取，由1216×1015个变量和每个处理组的45个样本组成的数据集构成了后续MPCA特征提取的新特征矩阵。通过线性判别分析对不同组别样品进行可视化分析和初步鉴定，并提取MPCA的前12个多维主成分作为新的特征值，建立气相离子迁移谱区分和预测小麦受黄曲霉侵染比例的区分和定量预测模型。该方法能有效提取样品的有用信息，操作简单，并具有良好的分类预测效果，具有较高的推广利用价值。

技术领域

本发明属于快速分析检测领域，涉及一种基于气相-离子迁移谱（GC-IMS）技术区分和预测小麦受黄曲霉侵染比例的方法。

背景技术

小麦是全球最重要的粮食作物之一，是主要的农作物。它是淀粉和能量的重要来源，为人体健康提供许多必需成分。但是，小麦在田间生长和储藏过程中极易受腐败菌和产毒真菌的污染，其中曲霉属真菌是最常见的污染真菌。根据相关报道，在谷物生产后的损失中，贮藏期间的真菌感染占很大比例（10 - 30%）。这种真菌污染可能对人类健康构成潜在的威胁，特别是自然界中一些真菌会产生有毒的真菌毒素，具有慢性毒性，对人体会造成极大的健康危害，并造成食品经济损失。如果不小心使用发霉的原料作为食品配料，最终加工的产品可能含有霉菌毒素，对人类健康造成极大的威胁。考虑到这一点，对小麦籽粒上的腐败真菌的早期和快速检测可以有效地防止这些污染物进入食物链，减少健康危害。

但是，现有的研究都是对农产品单一接种不同真菌，从而研究快速检测技术检测样品真菌污染的可行性。但是，小麦在田间生长或贮藏中通常会被不同的真菌感染，在现实生活中很少有单一真菌感染稻米的现象，前人所研究的单一菌种情况无法确认是否能够检测实际情况中的小麦样品。鉴于黄曲霉毒素的危害性，实现对多种菌侵染小麦样品的黄曲霉侵染比例检测具有较高的意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种GC-IMS区分和预测小麦受黄曲霉侵染比例的方法。

一种GC-IMS区分和预测小麦受黄曲霉侵染比例的方法，步骤如下：

步骤一，准备小麦样品：将小麦籽粒置于110 mW s/cm ²的紫外灯下灭菌1-2h后待用。将配好的浓度分别为10⁶ spores/mL的多种真菌进行等体积混合，作为混合菌悬液；同时准备浓度为10⁶ spores/mL的黄曲霉菌悬液。将处理后的小麦籽粒随机分为两组，每组包含2份样品，每份200 g。一组用于接种黄曲霉菌悬液，一组用于接种混合菌悬液。按照3 % (v/m) 浓度添加菌悬浮液，即每份小麦样品均接种6 mL混合菌液。随后将接种后的样品放置于在28±1℃、相对湿度85 %的恒温恒湿箱中培养。在培养的第2天和第4天时，每组接接种样品均取出一份，进行黄曲霉侵染比例为0，25%，50%，75% 和100%的小麦样品混合，并将混合不同黄曲霉比例的小麦样品取3 g装入20 mL顶空瓶中，每种黄曲霉混合比例的样品取9个平行实验样品。

步骤二，气相-离子迁移谱检测过程：将样品静置60 min后进行GC-IMS检测。载气流速条件设置为：初始流速为2.0 mL/min，保持1 min；随后在7 min内流速线性增至50 mL/min，并在之后的7-10 min内流速线性增速到150 mL/min。程序总时间为10 min，从而获得样品的三维指纹信息谱图。