本发明涉及农产品及食品检验检测技术领域，特别涉及一种利用颜色参数指标判定黑米花色苷含量的方法。
背景技术：
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们越来越意识到全谷类糙米对健康的积极效应；糙米中富含多种维生素、矿物质、膳食纤维、多酚类化合物和某些红米和黑米色素等，尤其是黑米中特异性含有的花色苷；自古以来，黑米被历代作为贡品进贡朝廷，被陈为“贡米”、“药米”、“黑珍珠”等，《本草纲目》中亦有记载滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血等功效；最近，很多现代流行病医学和临床干预试验表明，黑米中的花色苷具有很强的抗氧化活性，具有抗菌消炎的功效，还能预防诸如心血管疾病、ii型糖尿病、肥胖和某些癌症等慢性疾病的发病风险；因此，如何快速检测判定黑米中总共花色苷含量已十分必要。
目前，对黑米花色苷的测定方法主要采用分光光度法和高效液相色谱法；但是在检测过程中存在操作繁琐、成本高、检测周期长等缺点，另一方面，分光光度法和高效液相色谱法均无法达到无损检测，因此限制了其应用范围，也难以在市场上得到广泛的应用。目前，黑米颜色参数的测定主要通过色差仪来测定。研究表明花色苷是黑米中特有的色素成分，由此，如何将黑米颜色参数和黑米中花色苷组分及含量进行关联并实现无损检测，为黑米色素含量的检测和评价提供了一种新思路，同时也为市场监管提供便利，具有较好的应用价值。
技术实现要素：
为了解决现有技术中对黑米花色苷的测定方法存在操作繁琐、成本高、检测周期长，无法达到无损检测等问题，本发明提出了一种可以对黑米进行无损检测，将黑米花色苷组分及含量与黑米颜色参数进行具体关联，操作简单、成本低、快速检测的利用颜色参数指标判定黑米花色苷含量的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：利用颜色参数指标判定黑米花色苷含量的方法，黑米花色苷包括总花色苷、矢车菊素-3-o-葡萄糖苷、芍药素-3-o-葡萄糖苷，包括如下步骤：1)将待测的黑米稻谷样品脱壳后，制作成黑米样品放置到隔绝空气的自封袋中，并贮藏于4℃，待测，测定前将黑米样品放置在室温环境下，并待黑米样品温度与室温一致，方可开袋检测；2)分别测得黑米样品的明暗度、红绿度和黄蓝度三项颜色参数指标，其中，明暗度参数指标记为x1，红绿度参数指标记为x2，黄蓝度参数指标记为x3；3)所述的总花色苷含量记为y1，含量单位为mg/100g，所述总花色苷含量与步骤2)所得的三项颜色参数指标相关的多元线性回归方程式为：y1＝﹣4.9255x1﹣65.6024x2+24.6700x3+366.2719，r2＝0.9713；4)所述的矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量记为y2，含量单位为mg/100g，所述矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量与步骤2)所得的三项颜色参数指标相关的多元线性回归方程式为：y2＝﹣3.4303x1﹣31.4822x2+13.6001x3+196.2351，r2＝0.9718；5)所述的芍药素-3-o-葡萄糖苷含量记为y3，含量单位为mg/100g，所述芍药素-3-o-葡萄糖苷含量与步骤2)所得的三项颜色参数指标相关的多元线性回归方程式为：y3＝﹣0.5857x1﹣8.1096x2+3.3601x3+40.4756，r2＝0.9273。
作为优选，步骤2)中，所述的明暗度参数值为100表示白，所述明暗度参数值为0表示黑，所述的红绿度参数值为正表示红，所述红绿度参数值为负表示绿，所述的黄蓝度参数值为正表示黄，所述黄蓝度参数值为负表示蓝。
作为优选，步骤3)中，利用ph梯度法对黑米样品进行总花色苷的测定获得总花色苷含量，利用步骤2)所测得的三项颜色参数指标x1、x2、x3，计算获得多元线性回归方程式中x1、x2、x3的系数值及常量值。
作为优选，步骤4)中，利用高效液相法对黑米样品进行矢车菊素-3-o-葡萄糖苷的测定获得矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量，利用步骤2)所测得的三项颜色参数指标x1、x2、x3，计算获得多元线性回归方程式中x1、x2、x3的系数值及常量值。
作为优选，步骤5)中，利用高效液相法对黑米样品进行芍药素-3-o-葡萄糖苷的测定获得芍药素-3-o-葡萄糖苷含量，利用步骤2)所测得的三项颜色参数指标x1、x2、x3，计算获得多元线性回归方程式中x1、x2、x3的系数值及常量值。
本发明提出了黑米样品中的总花色苷、矢车菊素-3-o-葡萄糖苷、芍药素-3-o-葡萄糖苷分别与黑米样品颜色参数相关的方程式，具体推导过程是：以7份黑米样品分别作为待测样品，每种待测样品依次进行3项颜色参数指标的无损检测测定，为了判定结果的准确性，每个黑米样品测定6次，取其平均值，7份样品各项指标结果见表1，其中明暗度指标的测定值为l*，红绿度的测定值为a*，黄蓝度的测定值为b*。
表1.3项颜色指标6次测定结果的平均值
接着对7个待测黑米样品进行总花色苷、矢车菊素-3-o-葡萄糖苷和芍药素-3-o-葡萄糖苷的含量测定，其中，利用ph梯度法对黑米样品进行总花色苷的测定获得总花色苷含量，利用高效液相法对黑米样品进行矢车菊素-3-o-葡萄糖苷、芍药素-3-o-葡萄糖苷的测定获得二者含量，为了判定结果的准确性，每个黑米样品测定6次，取其平均值，7份样品各项指标结果见表2。
表2.黑米花色苷组分及含量6次测定结果的平均值(mg/100g)
颜色参数l*、a*和b*值和黑米总花色苷、矢车菊素-3-o-葡萄糖苷和芍药素-3-o-葡萄糖苷含量的相关分析：通过sas9.3软件的proccorr相关分析程序，采用皮尔逊相关系数中的双侧显著性检验获得结果见表3。
表3、颜色参数和黑米花色苷组分及含量的皮尔逊相关系数
注：*表示显著性水平p<0.05，**表示显著性水平p<0.01，***表示显著性水平p<0.001。
由表3相关分析结果可知，总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量和芍药素3-o-葡萄糖苷含量间存在极显著正相关(p<0.001)，黑米各颜色参数l*，a*和b*间也存在显著正相关(p<0.01)；进一步分析得到颜色参数l*、a*和总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量和芍药素3-o-葡萄糖苷含量均呈负相关(p<0.05)，其中l*和总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量、芍药素3-o-葡萄糖苷含量的相关系数分别为r＝﹣0.901、r＝﹣0.874和r＝﹣0.828；a*和总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量和芍药素3-o-葡萄糖苷含量的相关系数分别为r＝﹣0.892、r＝﹣0.817和r＝﹣0.796；颜色参数b*和总花色苷含量的相关系数为r＝﹣0.813。这些说明颜色参数l*、a*、b*和总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量、芍药素3-o-葡萄糖苷含量之间的拟合度较好。
另一方面通过分别对总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量和芍药素3-o-葡萄糖苷含量与颜色参数l*、a*和b*值进行线性拟合，得到三个三元线性回归方程式：
y1＝﹣4.9255x1﹣65.6024x2+24.6700x3+366.2719，r2＝0.9713
y2＝﹣3.4303x1﹣31.4822x2+13.6001x3+196.2351，r2＝0.9718
y3＝﹣0.5857x1﹣8.1096x2+3.3601x3+40.4756，r2＝0.9273
式中y1、y2和y3分别为总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量和芍药素3-o-葡萄糖苷含量，x1、x2和x3分别为颜色参数l*、a*和b*值。
综合考虑颜色参数l*、a*、b*值和总花色苷含量、矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量、芍药素3-o-葡萄糖苷含量的相关分析结果和线性拟合度，可知芍药素3-o-葡萄糖苷含量的线性拟合度较差，而同时可初步确定黑米中总花色苷含量和矢车菊素3-o-葡萄糖苷含量能更好地拟合颜色参数l*、a*、b*值。
本发明具有如下有益效果：1)可对黑米进行无损检测获得黑米花色苷含量；2)将黑米花色苷组分及含量与黑米颜色参数进行具体关联；3)操作简单、成本低、可实现快速检测。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述。
利用颜色参数指标判定黑米花色苷含量的方法，黑米花色苷包括总花色苷、矢车菊素-3-o-葡萄糖苷、芍药素-3-o-葡萄糖苷，包括如下步骤：1)将待测的黑米稻谷样品脱壳后，制作成黑米样品放置到隔绝空气的自封袋中，并贮藏于4℃，待测，测定前将黑米样品放置在室温环境下，并待黑米样品温度与室温一致，方可开袋检测；2)分别测得黑米样品的明暗度、红绿度和黄蓝度三项颜色参数指标，其中，明暗度参数指标记为x1，红绿度参数指标记为x2，黄蓝度参数指标记为x3；3)总花色苷含量记为y1，含量单位为mg/100g，总花色苷含量与步骤2)所得的三项颜色参数指标相关的多元线性回归方程式为：y1＝﹣4.9255x1﹣65.6024x2+24.6700x3+366.2719，r2＝0.9713；4)矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量记为y2，含量单位为mg/100g，矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量与步骤2)所得的三项颜色参数指标相关的多元线性回归方程式为：y2＝﹣3.4303x1﹣31.4822x2+13.6001x3+196.2351，r2＝0.9718；5)芍药素-3-o-葡萄糖苷含量记为y3，含量单位为mg/100g，芍药素-3-o-葡萄糖苷含量与步骤2)所得的三项颜色参数指标相关的多元线性回归方程式为：y3＝﹣0.5857x1﹣8.1096x2+3.3601x3+40.4756，r2＝0.9273；
明暗度参数值为100表示白，明暗度参数值为0表示黑，红绿度参数值为正表示红，红绿度参数值为负表示绿，黄蓝度参数值为正表示黄，黄蓝度参数值为负表示蓝；
步骤3)中，利用ph梯度法对黑米样品进行总花色苷的测定获得总花色苷含量，利用步骤2)所测得的三项颜色参数指标x1、x2、x3，计算获得多元线性回归方程式中x1、x2、x3的系数值及常量值；
步骤4)中，利用高效液相法对黑米样品进行矢车菊素-3-o-葡萄糖苷的测定获得矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量，利用步骤2)所测得的三项颜色参数指标x1、x2、x3，计算获得多元线性回归方程式中x1、x2、x3的系数值及常量值；
步骤5)中，利用高效液相法对黑米样品进行芍药素-3-o-葡萄糖苷的测定获得芍药素-3-o-葡萄糖苷含量，利用步骤2)所测得的三项颜色参数指标x1、x2、x3，计算获得多元线性回归方程式中x1、x2、x3的系数值及常量值。
具体实施过程是，分别选取样品1、样品2和样品3，测得其颜色参数分别为l*＝27.03、a*＝0.74、b*＝－0.62；l*＝34.49、a*＝1.64、b*＝－0.56和l*＝25.91、a*＝1.64、b*＝－0.30；
利用步骤3)、步骤4)、步骤5)的方程，分别计算得出y1＝169.16mg/100g、75.27mg/100g和123.38mg/100g；y2＝71.73mg/100g、18.82mg/100g和51.51mg/100g；y3＝16.54mg/100g、5.13mg/100g和10.96mg/100g；计算得出的值记为理论值；
再以现有检测方法实际检测样品1、样品2和样品3的黑米花色苷含量，其中，通过ph梯度法及高效液相法检测得到样品1、样品2和样品3的总花色苷含量分别为176.48mg/100g、83.69mg/100g和129.78mg/100g；矢车菊素-3-o-葡萄糖苷含量分别为68.82mg/100g、18.47mg/100g和52.88mg/100g；芍药素-3-o-葡萄糖苷的含量分别为16.97mg/100g、5.63mg/100g和11.70mg/100g；检测得出的值记为检测值；
以上数值相关结果见表4；
表4、理论检测值与实际检测值的结果比对分析
利用t检验法分析理论检测值和实际检测值之间的差异性，得出理论值和检测值不存在显著的差异性，即利用颜色参数指标(l*、a*和b*)判定黑米总花色苷、矢车菊素-3-o-葡萄糖苷和芍药素-3-o-葡萄糖苷含量与利用ph梯度法判定总花色苷含量和高效液相法判定矢车菊素-3-o-葡萄糖苷和芍药素-3-o-葡萄糖苷含量的结果基本一致。因此，可以得出l*、a*和b*三个颜色参数指标能达到无损、快速、有效判定黑米花色苷含量的要求。
以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。