一种基于代谢物和矿物元素的中国香港牡蛎产地溯源的方法与流程

本发明涉及中国香港牡蛎产地溯源，更具体地，涉及一种基于代谢物和矿物元素的中国香港牡蛎产地溯源的方法。

背景技术：

1、随着食品安全和消费者权益保护的日益重视，食品产地的准确溯源成为了一个重要议题。特别是在海产品领域，如牡蛎等贝类产品，由于其特有的生物特性和生态环境，使得其产地溯源面临特殊挑战。

2、在传统方法中，通过稳定同位素和矿物含量分析来进行食品溯源已被广泛应用。然而，这些方法对于复杂的海洋生态系统中，如中国香港牡蛎这样具有分段式养殖模式的品种，其效果有限。此外，牡蛎作为一种受环境因素影响较大的物种，其生物地理学特性在不同产地间存在显著差异。中国科学院的研究显示，通过分子生物学、生物地理学等方法对牡蛎进行系统的生物地理研究，可以为牡蛎的地理溯源提供理论支持。

3、近年来，随着分析技术的进步，尤其是电感耦合等离子体质谱(icp-ms)和核磁共振(nmr)技术的应用，使得在牡蛎中对微量元素和代谢物进行更精确的分析成为可能。这些技术的发展，为牡蛎等海产品的产地溯源提供了新的视角和方法。

4、现有技术还没有利用现代智能分析技术来溯源中国香港牡蛎的产地的方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种用于溯源中国香港牡蛎产地的标志物组合。

2、本发明的第二个目的是提供一种基于代谢物和矿物元素的中国香港牡蛎产地溯源的方法。

3、本发明方法结合了代谢物和矿物元素分析，利用先进的nmr和icp-ms技术，为牡蛎的地理溯源提供了一种新的解决方案。通过建立详细的中国香港牡蛎代谢指纹图谱数据库，同时纳入矿物元素分析，并结合机器学习分析方法，本发明能够准确鉴别不同地理来源的中国香港牡蛎，有效地克服了传统方法的局限，提高了溯源的准确性和可靠性。

4、本发明的目的通过以下技术方案实现：

5、用于溯源中国香港牡蛎产地的标志物组合，所述标志物组合为8种代谢物和2种矿物元素，其中，8种代谢物分别为脯氨酸、茶碱、丙氨酸、鸟氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、缬氨酸、丙二酸、乙醇胺；2种矿物元素为锌和硒。

6、本发明还提供组合a在作为中国香港牡蛎产地溯源标志物的应用，所述组合a为8种代谢物和2种矿物元素，其中，8种代谢物分别为脯氨酸、茶碱、丙氨酸、鸟氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、缬氨酸、丙二酸、乙醇胺；2种矿物元素为锌和硒。

7、本发明还提供一种基于代谢物和矿物元素的中国香港牡蛎产地溯源的方法，包括以下步骤：

8、s1、代谢物提取：采用甲醇和水的混合物作为提取剂，从中国香港牡蛎肝胰腺组织中提取代谢物；

9、s2、代谢组学分析：运用核磁共振技术对每个样本进行代谢组学分析，获取每个肝胰腺样本的原始代谢指纹图谱；

10、s3、图谱处理：利用r软件包rnmr1d处理原始代谢指纹图谱，生成代表代谢物信息的二维矩阵，并对该矩阵进行代谢物峰标识、峰面积积分及绝对定量处理；

11、s4、微量元素分析：应用icp-ms技术测定中国香港牡蛎肝胰腺组织中的16种微量元素含量，并将其数据与代谢物矩阵整合，以便于后续的机器学习分析；

12、s5、机器学习分类分析：使用r包tidymodels中的随机森林算法对第s4得到的数据进行多组别分类分析；随机抽取中国香港牡蛎的3/4数据作为训练集，1/4作为测试集；

13、s6、模型性能比较：以8种代谢物和2种矿物元素为特征，通过测试集的混淆矩阵分析，可以明确不同地理来源的中国香港牡蛎样品能够有效地进行分类；其中，8种代谢物分别为脯氨酸、茶碱、丙氨酸、鸟氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、缬氨酸、丙二酸、乙醇胺；2种矿物元素为锌和硒。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明提出了一种创新的中国香港牡蛎产地溯源方法，该方法基于代谢物和矿物元素的诊断标志物。具体地，此方法使用8种肝胰腺组织代谢标志物和2种矿物元素的组合，归属于食品产地溯源技术领域。本发明通过甲醇和水的混合物萃取中国香港牡蛎肝胰腺组织中的代谢物，并运用核磁共振(nmr)技术进行检测，进而建立一个包含不同地理来源中国香港牡蛎代谢指纹图谱的数据库。此外，本方法还包括使用电感耦合等离子体串联质谱(icp-ms)技术，测定不同地理来源中国香港牡蛎肝胰腺组织中的微量矿物元素含量。最终，通过结合代谢物和矿物元素数据，并应用机器学习分析方法，本发明成功构建了一个高效的不同地理来源中国香港牡蛎鉴别模型。该模型的操作性强，构建方法简便，且具有高灵敏度和良好特异性，能有效地实现中国香港牡蛎样品的地理源鉴别。本发明的诊断标志物筛选方法和所得诊断模型，为食品安全和产地溯源领域提供了一种新颖的解决方案。

技术特征：

1.用于溯源中国香港牡蛎产地的标志物组合，其特征在于，所述标志物组合为8种代谢物和2种矿物元素，其中，8种代谢物分别为脯氨酸、茶碱、丙氨酸、鸟氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、缬氨酸、丙二酸、乙醇胺；2种矿物元素为锌和硒。

2.组合a在作为中国香港牡蛎产地溯源标志物的应用，其特征在于，所述组合a为8种代谢物和2种矿物元素，其中，8种代谢物分别为脯氨酸、茶碱、丙氨酸、鸟氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、缬氨酸、丙二酸、乙醇胺；2种矿物元素为锌和硒。

3.一种基于代谢物和矿物元素的中国香港牡蛎产地溯源的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于中国香港牡蛎产地溯源技术领域，公开了一种基于代谢物和矿物元素的中国香港牡蛎产地溯源的方法，该方法使用8种肝胰腺组织代谢标志物和2种矿物元素的组合，通过甲醇和水的混合物萃取中国香港牡蛎肝胰腺组织中的代谢物，运用核磁共振技术进行检测，建立一个包含不同地理来源中国香港牡蛎代谢指纹图谱的数据库；本方法还包括使用电感耦合等离子体串联质谱技术，测定不同地理来源中国香港牡蛎肝胰腺组织中的微量矿物元素含量。最终，通过结合代谢物和矿物元素数据，并应用机器学习分析方法，成功构建了一个高效的不同地理来源中国香港牡蛎鉴别模型。该模型的操作性强，构建方法简便，且具有高灵敏度和良好特异性，能有效地实现中国香港牡蛎样品的地理源鉴别。

技术研发人员：卢洁,姚托,叶灵通
受保护的技术使用者：中国水产科学研究院南海水产研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12