[发明专利]利用拉曼光谱检测水果中β-胡萝卜素含量的方法

说明书

本发明公开一种利用拉曼光谱检测水果中β‑胡萝卜素含量的方法，利用拉曼光谱对水果样品进行无损检测，同时使用高效液相色谱进行化学检测，将两者检测结果相比较，而后进行科学的数学推演，以得出两者间的映射关系，通过该映射关系，利用拉曼光谱检测数据，即可得出适用于该种水果的β‑胡萝卜素含量。本发明具有检测速度快、样品无损、灵敏度高等优点。

技术领域

本发明涉及光谱学、果蔬品质无损检测领域，尤其涉及一种利用拉曼光谱检测水果中β-胡萝卜素含量的方法。

背景技术

类胡萝卜素是一类天然的脂溶性色素分子，大约有750种类胡萝卜素是可以直接从自然界中分离提取的，其主要分布于高等植物，藻类和光合细菌中。类胡萝卜素的存在使得植物和动物呈现出各种颜色，它也常被用作色剂添加到食品和饮料中。虽然动物和人类都无法自身合成类胡萝卜素，但是却可以从植物中摄取，并转化成所需要的成分，例如β-胡萝卜素可以在人体内被转化成为视黄醇(维生素A)。

类胡萝卜素根据其分子中是否含有氧原子可分为两类：叶黄素类(例如叶黄素C₄₀H₅₆O₂、虾青素C₄₀H₅₂O₂、玉米黄质C₄₀H₅₂O₂)和胡萝卜素类(番茄红素C₄₀H₅₆、β-胡萝卜素C₄₀H₅₆)。其共同点就是都为高度不饱和化合物(多烯)，含有一系列共轭双键和甲基支链。双键的存在也使得其成为较好的单线氧猝灭剂。而共轭双键的多少决定了色素的颜色分布，也为之后拉曼散射光谱提供了分辨的可能。而在植物光合作用中，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，承担吸收和传递光能的作用，保护叶绿素。

而β-胡萝卜素(C40H56)是类胡萝卜素之一，是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。许多天然食物中例如：绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果等，皆存有丰富的β-胡萝卜素。β-胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、预防心血管疾病、白内障及抗氧化上有显著的功能，进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。

传统检测植物内类胡萝卜素的方法主要是薄层层析法和高效液相色谱法(HPLC)。这些方法已成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术。不论是薄层层析法还是高效液相色谱法，都需要长时间的样品准备过程，色素的萃取提纯对操作者的操作要求比较高，分离效果也会因此打折扣。因此，需要寻求一种更为简单、快速的方法对植物体内的类胡萝卜素进行测量。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有水果品质检测方法所存在的对样品有所损坏、效率偏低、精度不高等缺点，提供了一种利用拉曼光谱检测水果中β-胡萝卜素含量的方法。

本发明中，拉曼光谱是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术，其信号来源于分子的振动和转动，因此可以很便捷的找到特定物质的频移波段，相比于其他光谱学繁杂的特征波段提取有巨大的优势。其分析方法也不需要对样品进行前处理，也没有样品的制备过程，避免了一些误差的产生，并且具有在分析过程中操作简便，测定时间短，灵敏度高等优点。

本发明的具体技术方案如下：

一种利用拉曼光谱检测水果中β-胡萝卜素含量的方法，包括步骤：

1)采集纯度≥95％的β-胡萝卜素粉末样品的拉曼图谱，并确定β-胡萝卜素的拉曼光谱特征峰；

2)选取水果样品，并采集水果样品的拉曼图谱，处理得到β-胡萝卜素特征峰的拉曼光谱；

3)利用高效液相色谱法(HPLC)，对梯度浓度为别为0.02μg/mL、0.1μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL的β-胡萝卜素标准溶液进行分析，以得到β-胡萝卜素浓度标准曲线；