[发明专利]基于HS-SPME-GC-MS和PLS-DA法的糕点香精香料的鉴别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种糕点香精香料的鉴别方法，特别涉及了基于HS-SPME-GC-MS和PLS-DA法的糕点香精香料的鉴别方法。

背景技术

香料是指适合人类消费的具有香气和/或香味的物质。相对分子质量一般小于300，具有相当大的挥发性，一般不直接消费，而是配制成香精用于加香产品后间接消费。按用途可将香料分为日用和食用两大类。能够用于调配食品用香精的香料称为食品用香料，包括天然香味物质、天然等同香味物质和人造香味物质三类。

在食品中使用食品用香料、香精的目的是使食品产生、改变或提高食品的风味。食品用香料一般配制成食品用香精后用于食品加香，部分也可直接用于食品加香。食品用香精、香料在各类食品中按生产需要适量使用，GB-2760中规定巴士杀菌乳、新鲜水果和蔬菜、原粮、大米、部分婴幼儿配方食品和饮用纯净水等食品没有加香的必要，不得添加食品用香精香料，法律、法规或国家食品安全标准另有明确规定者除外。该标准中还规定允许使用的食品用天然香料名单(共400种物质)和允许使用的食品用合成香料名单(共1453种物质)。

在中国，食品香精香料生产中不允许使用GB-2760食品用香料名单之外的食品香料。食品香料生产商、销售商和使用者都必须严格保证食品香料的质量，使用者必须保证在允许的使用量范围内使用食品香料。

食用香料香精质量控制一直是香料香精生产企业和食品生产企业高度关注的问题。由于化学指纹图谱具有指纹特征分析、宏观推断分析等特点，故适合于分析复杂化学物质组成的稳定性，可以成为香料香精质量评价的有效手段。指纹图谱能基本反映香料香精的全貌，使其质量控制指标由原有的单一成分的测定上升为对整个内在品质的检测，实现对香精香料内在质量的综合评价和全面控制。

香精香料指纹图谱的仪器分析方法主要有气相色谱法、液相色谱法、紫外光谱法、红外光谱法，各种仪器分析方法的研究都较为成熟。香精香料指纹图谱一般常用的算法有改进的Nei系数法、相关系数法、夹角余弦法、距离法，其算法一般都是直接引用中药指纹图谱的算法，对香精香料指纹图谱算法进行独立研究、比较性研究、权重分配研究及各算法的适应性研究较少。目前香精香料指纹图谱技术基本上还处在研究阶段，还没有将其直接应用于糕点生产方面的报道。因此，很有必要在现有技术的基础之上，研究涉及一种操作便捷，能准确、快速、全面鉴定糕点用香精香料的新方法。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供基于HS-SPME-GC-MS和PLS-DA法的糕点香精香料的鉴别方法，该方法能够准确、快速、高效地对奶粉中的香精香料进行鉴别。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案：

基于HS-SPME-GC-MS和PLS-DA法的糕点香精香料的鉴别方法，包括以下步骤：

(1)对糕点样品进行基于HS-SPME的前处理，依次包括提取、富集、浓缩和解吸四个过程；

(2)采集糕点样品的GC-MS谱图信息；

(3)采用PLS-DA法对GC-MS谱图信息进行分析，得出分类结果，包括以下步骤：

(a)对不同品种的糕点样品的GC-MS图谱的成分依据标准质谱图库进行检索定性，采用面积归一化法进行定量分析，提取样品组分的共有信息，用共有化学成分的峰面积为指标，以不同品种的样品为类别对象，构建训练样本的自变量矩阵X，并设定分类变量矩阵Y；

(b)用PLS回归方法对训练样本的自变量矩阵X和分类变量矩阵Y进行分解，并使得X和Y的主成分最大程度的线性相关，其模型表示为：

X＝TP^T+E

Y＝UQ^T+F

其中，T和U分别为X和Y的得分矩阵，P和Q分别为X和Y的载荷矩阵，E和F分别为X和Y的残差矩阵，上标T表示转置运算；

(c)将T和U作线性回归：U＝TB，预测待测样本时，根据P求出待测样本x的得分向量t，最终求得预测值y＝tBQ，根据y的值对待测样本的分类进行判定，其中，回归因子B＝(T^TT)^-1T^TU。

进一步地，步骤(1)对糕点样品进行基于HS-SPME的前处理的具体步骤：取糕点样品在干燥环境下粉碎，称取糕点样品于顶空瓶中，推SPME手柄将萃取纤维伸入顶空瓶中，然后置于水浴锅中，保持一定时间T₁后收回萃取纤维头，从顶空瓶中取出SPME手柄，并插入到GC-MS的进样口，在气相色谱进样口解吸一段时间T₂。