本发明属于食品安全领域，具体涉及一种评价大蒜品质的模型构建
背景技术：
：：大蒜是人们日常生活中不可或缺的调味料，具有去腥增味的作用；在凉菜中加入蒜泥，不仅可以增添口味而且具有杀菌的效果；也可以将大蒜加工成酸、甜、咸、香等风味的渍物。一直以来大蒜就是最佳保健食品之一，主要是因为它具有健脾强身和祛湿抗毒的功效。医学研究表明大蒜本身含有抗菌消炎、提高免疫力、防治心血管疾病等特殊功能成分，因此具有保健和药理功能。现在大蒜和大蒜制品风靡全球，被称为“天然药用植物黄金”。大蒜中挥发性化合物是大蒜生物活性的主要成分，对大蒜的品质起重要作用。现有技术中，大蒜品质的评价方法主要是传统的感官评价方法，但是结果易受主观性影响，评定人员的从业经验、地区差异、嗅觉疲劳等因素都会影响评审结果。技术实现要素：本发明目的是提供一种评价大蒜品质的方法，该方法能够简单、快速、准确、客观、公正的判断大蒜品质的优劣。本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种评价大蒜品质的方法，包括如下步骤：步骤1、分别检测不同大蒜中挥发性物质的含量；所述挥发性物质如下：亚硫酸酐、硫化丙烯、烯丙硫醇、甲基丙烯基硫醚、二甲基二硫、1,2-二硫戊环、二烯丙基硫醚、3,4-二甲基噻吩、烯丙基甲基二硫醚、1,3-二硫环戊烷、二烯丙基二硫醚、3-乙烯基-4烯-1,2-环己二硫醚、3-乙烯基-5烯-1,2-环己二硫醚、二烯丙基三硫醚、S6硫单质、二烯丙基四硫醚和S8硫单质；步骤2、根据公式(1)、(2)和(3)计算F1、F2和F3；F1＝-0.140X1+0.830X2+0.917X3+0.873X4+0.753X5+0.883X6+0.144X7-0.045X8-0.065X9-0.041X10+0.413X11+0.180X12+0.042X13-0.501X14+0.060X15-0.147X16-0.013X17(1)；F2＝-0.836X1+0.055X2+0.049X3+0.376X4-0.486X5+0.026X6+0.620X7+0.150X8-0.676X9+0.891X10+0.130X11+0.118X12+0.105X13+0.149X14+0.925X15-0.298X16-0.180X17(2)；F3＝-0.054X1+0.398X2+0.057X3-0.293X4+0.271X5-0.068X6+0.214X7-0.018X8+0.398X9+0.376X10+0.851X11+0.579X12+0.573X13+0.765X14-0.199X15+0.019X16+0.954X17(3)；其中X1为亚硫酸酐含量、X2为硫化丙烯含量、X3为烯丙硫醇含量、X4为甲基丙烯基硫醚含量、X5为二甲基二硫含量、X6为1,2-二硫戊环含量、X7为二烯丙基硫醚含量、X8为3,4-二甲基噻吩含量、X9为烯丙基甲基二硫醚含量、X10为1,3-二硫环戊烷含量、X11为二烯丙基二硫醚含量、X12为3-乙烯基-4烯-1,2-环己二硫醚含量、X13为3-乙烯基-5烯-1,2-环己二硫醚含量、X14为二烯丙基三硫醚含量、X15为S6硫单质含量、X16为二烯丙基四硫醚含量、X17为S8硫单质含量；步骤3、根据公式(4)计算F值；F＝0.35124F1+0.23086F2+0.2226F3(4)；步骤4、根据F值比较不同大蒜的品质，F值越小，大蒜的品质越高。在本发明中，将大蒜洗净、去皮、粉碎，然后置于钳口顶空瓶内，在45-55℃条件下放置5-15min，采用纤维萃取针富集挥发性气体，然后采用电子鼻或GC-MS分析大蒜中挥发性物质的含量。在本发明中，电子鼻分析检测条件如下：电子鼻传感器数据采集时间为120s，延滞时间360s，进样流量150ml/min，清洗时间300s，内部流量300ml/min。在本发明中，GC-MS中的色谱条件如下：采用DB-5MS色谱柱；升温程序：起始温度是35℃，以每分钟2℃升温至180℃，再以每分钟8℃升温至200℃，最后以每分钟20℃升温至250℃，在250℃保持5min；样品汽化室温度250℃，载气为氦气，流速1.5ml/min。在本发明中，所述GC-MS中的质谱条件如下：电子轰击电离源，离子源温度230℃、接口温度250℃、电子轰击能量70eV、扫描范围50～500m/z。本发明评价大蒜品质的方法能够简单、快速、准确、客观、公正的判断大蒜品质的优劣。本发明方法的评价结果与感官分析的结果有较好的一致性，表明本发明方法用来评判大蒜品质的优劣是合理、准确、可行的。附图说明图1江苏南京(图(a))与山东金乡(图(b))大蒜的电子鼻检测响应值曲线对比。图2不同产地的大蒜样品雷达指纹图谱，雷达图外圈的字母表示传感器。图3不同产地大蒜样品数据的PCA、DFA分析具体实施方式实施例1大蒜品质模型的建立以不同产地的大蒜中的特征性呈香物质的相对含量(质量百分含量，单位为％)为变量，利用SPSS19.0软件构建相关矩阵用于主成分分析和因子分析(变量正向化)，然后根据分析结果，建立综合评价函数并且对不同产地的样本进行计算得分，用以评判大蒜的品质，结果采用感官评价得分指数来检验。具体步骤为：样本为m，变量指标为n，原变量X1、X2、…Xn。当k(k＜n)个主分量的方差累计大于80％时，选择前k个因子F1、F2、…Fk为第1、2、…k个主成分。以不同特征值的方差贡献率βi(i＝1，2，…，k)为加权系数，利用综合评价函数F＝β1F1+β2F2+…+βkFk给各样品进行评分并进行品质的评判。大蒜品质的感官评价方法为常规方法，主要从嗅觉和味觉方面进行分析型检验，请具有资格的工作人员以差别性检验的方法，对不同产地不同品种的大蒜进行打分，划分不同级别，满分10分。大蒜品质模型建立的具体过程如下：1.选取6种不同产地(安徽、四川、云南、新疆、江苏、山东)的大蒜，分别采用GC-MS和电子鼻检测样品中挥发性化合物组成及含量。(1)大蒜的前处理对上述6种不同产地大蒜分别采用如下方法进行前处理：准确称量3g大蒜样品洗净、去皮、粉碎，向样品中添加1ml蒸馏水和0.6gNaCl，然后置于20ml钳口顶空瓶中，在50℃条件下平衡10min，选取50/30μmDVB/CAR/PDMS(StableFlex/SS，美国Supelco公司)纤维萃取针，富集平衡过的挥发性气体25min。(2)挥发性物质的检测对步骤(1)中富集的挥发性气体采用GC-MS和电子鼻进行检测，得到大蒜中挥发性物质的名称及相对含量(质量百分含量)。将富集了挥发性气体的纤维萃取针置于GC-MS进样口解吸。然后，采用GC-MS分析大蒜中挥发性物质组成及含量。GC-MS中的色谱条件如下：采用DB-5MS色谱柱(30m×0.32mm×0.25μm)；升温程序：起始温度是35℃，以每分钟2℃升温至180℃，再以每分钟8℃升温至200℃，最后以每分钟20℃升温至250℃，并在250℃保持5min；样品汽化室温度250℃，载气为氦气，流速1.5ml/min。质谱条件如下：电子轰击电离源，离子源温度230℃、接口温度250℃、电子轰击能量70eV、扫描范围(m/z)50～500。定性定量分析方法：样品中未知挥发性成分由计算机与NIST08标准谱库匹配确认定性，统计匹配度80％以上的挥发性成分，必要时对碎片峰进行手动解谱；定量分析则采用峰面积归一化法(挥发性化合物的峰面积占总峰面积比例)。各产地大蒜中挥发性化合物组成及其相对含量(质量百分含量)检测结果见表1。表1GC-MS鉴定出大蒜中含有的挥发性化合物名称及相对含量(质量百分含量)同时，采用电子鼻检测大蒜含有的挥发性化合物名称及相对含量，检测条件：电子鼻传感器数据采集时间为120s，延滞时间360s，进样流量150ml/min，清洗时间300s，内部流量300ml/min。根据GC-MS检测分析结果，选择了鉴定出化合物种类最少和最多的两个产地(山东金乡和江苏南京)的大蒜鳞茎作为代表，对比分析它们的电子鼻检测响应曲线和雷达指纹图谱(将电子鼻检测出的数据，通过excel做图得到的。)。结果如图1和图2所示。由图1可知，虽是不同产地的大蒜样品，但响应值曲线整体趋势相似，少数传感器响应峰值有所差异，这可能是与其中挥发性成分成分的浓郁程度不等有关。图2中雷达指纹图谱的趋势也基本一致，气味轮廓基本无差别。因此，可以推测六种产地不同的大蒜挥发性挥发性成分组成上比较类似。2.用主成分分析法(PCA)和判别函数分析法(DFA)对电子鼻采集到的数据进行进一步分析处理，结果如图3所示。由图3可知，利用主成分分析得到PC1为92.60％，PC2为7.19％，第一主成分和第二主成分总贡献率达到99.79％，判别函数分析法得到的DF1为96.47％，DF2为2.66％，总贡献率为99.14％，两种分析方法都能够全面反应样品的整体信息。PCA分析法的判别指数(Discriminationindex)达到96，说明六个产地的大蒜样品之间存在着差异，电子鼻可以很好的做出判别，因此，为了进一步探究大蒜之间的品质差异，利用主成分分析法建立大蒜品质评价模型。3.根据GC-MS的鉴定结果、主成分分析法(PCA)和判别函数分析法(DFA)的结果，将对大蒜品质及其呈香效果有较大影响的17种挥发性组分的相对含量进行整理，以六个不同产地大蒜中的主要挥发性组分的相对含量为变量，用SPSS19.0软件进行主成分分析和因子分析，相关矩阵的初始特征值由表2所示，因子载荷如表3所示。表2显示17种挥发性组分相关矩阵的初始特征值表3指标变量相关矩阵的因子载荷由表2可知，总方差94.10％的贡献率来自于前四个因子，而前三个主成分分量已经包含有样品的大部分信息，因此可以利用三个主成分对不同产地的大蒜进行质量的评价。根据表3建立三个主成分方程：方程(1)：F1＝-0.140X1+0.830X2+0.917X3+0.873X4+0.753X5+0.883X6+0.144X7-0.045X8-0.065X9-0.041X10+0.413X11+0.180X12+0.042X13-0.501X14+0.060X15-0.147X16-0.013X17。方程(2)：F2＝-0.836X1+0.055X2+0.049X3+0.376X4-0.486X5+0.026X6+0.620X7+0.150X8-0.676X9+0.891X10+0.130X11+0.118X12+0.105X13+0.149X14+0.925X15-0.298X16-0.180X17。方程(3)：F3＝-0.054X1+0.398X2+0.057X3-0.293X4+0.271X5-0.068X6+0.214X7-0.018X8+0.398X9+0.376X10+0.851X11+0.579X12+0.573X13+0.765X14-0.199X15+0.019X16+0.954X17。其中X1为亚硫酸酐含量、X2为硫化丙烯含量、X3为烯丙硫醇含量、X4为甲基丙烯基硫醚含量、X5为二甲基二硫含量、X6为1,2-二硫戊环含量、X7为二烯丙基硫醚含量、X8为3,4-二甲基噻吩含量、X9为烯丙基甲基二硫醚含量、X10为1,3-二硫环戊烷含量、X11为二烯丙基二硫醚含量、X12为3-乙烯基-4烯-1,2-环己二硫醚含量、X13为3-乙烯基-5烯-1,2-环己二硫醚含量、X14为二烯丙基三硫醚含量、X15为S6硫单质含量、X16为二烯丙基四硫醚含量、X17为S8硫单质含量。F1、F2、F3分别说明整个原始数据标准变异的35.124％、23.086％、22.267％。第一主成分的代表变量有X2、X3、X4、X5、X6；第二主成分的代表变量有X7、X10、X15；第三主成分的代表变量有X12、X13、X14、X17，三个主向量累计贡献率为80.48％，可以用于评价大蒜的质量。最终建立的品质评价模型如方程(4)：F＝0.35124F1+0.23086F2+0.2226F3，F值为各产地大蒜品质得分。通过方程(1)-(4)计算大蒜品质得分，安徽、四川、云南、新疆、南京、山东六产地大蒜品质得分分别为：23.57、17.99、20.64、21.85、23.52、17.36。安徽、四川、云南、新疆、南京、山东六产地的大蒜感官分析评价得分分别为6.5、9.0、8.8、7.5、7.0、9.5。感官评价得分越高，说明大蒜的香气较为宜人，品质较好，而本发明评价模型则为得分越低，香气较为宜人，品质较好，因此，可确定六个不同产地的大蒜中品质最好的为山东金乡大蒜，其次为四川，而后依次是云南、新疆、南京和安徽。综上所述，本发明中建立的大蒜品质模型与感官分析的结果有较好的一致性，表明本发明评价方法是合理、可行、准确的。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3