[發明專利]一種基于拉曼光譜技術檢測桑椹中花色素苷的方法

有效

• 申請號: 202011149422.7
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112304921B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 蔡沖;張慧潔;崔旭紅;張雷蕾
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G06F17/18;G06N20/10
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種基于拉曼光譜技術檢測桑椹中花色素苷的方法，包括以下步驟：采用拉曼光譜儀分別采集矢車菊素?3?O?葡萄糖苷、矢車菊素?3?O?蕓香糖苷、天竺葵素?3?O?葡萄糖苷、混合花色素苷標準溶液及桑椹樣品的拉曼譜圖；分析得到花色素苷的光譜信息，并確定拉曼特征峰；采集的桑椹樣品拉曼光譜經過預處理和波長變量篩選并結合數學模型建立花色素苷含量預測模型。本發明提供的方法可以實現矢車菊素?3?O?葡萄糖苷、天竺葵素?3?O?葡萄糖苷兩種花色素苷的快速鑒別，并能對桑椹樣品中的花色素苷進行定性及定量檢測；本發明提供的預處理方法適用性較好，建立的桑椹花色素苷定量模型預測精度較高，具有檢測速度快、操作簡單、結果準確等優點。

技術領域

本發明涉及光譜學、果品品質快速檢測領域，尤其涉及一種基于拉曼光譜技術檢測桑椹中花色素苷的方法。

背景技術

花色素苷是一種天然的水溶性黃酮類色素，最常見的是以矢車菊素、天竺葵素、飛燕草素、芍藥素、牽牛素和錦葵素等6種花青素為苷元與糖和有機酸結合形成的花色素苷，具有保護人體心血管、降血糖、護肝臟、抗癌和提高視力等功能。桑椹因含有豐富的花色素苷而成為加工食品、保健品和藥品的良好原料。花色素苷不穩定，易受PH值的變化、光照、熱以及某些金屬離子的影響致使顏色變淡，生理功能降低，給食品加工制品的品質保持造成困難，而某些產品宣稱含有豐富的花色素苷以此欺騙消費者。因此，對花色素苷的檢測研究，引起了越來越多研究者的重視。

目前花色素苷的常用檢測方法有高效液相色譜法、紫外-可見光譜法，一般需要對樣品中的花色素苷進行提取，檢測步驟繁瑣，具有耗時長、破壞性大的缺點，難以滿足樣本快速檢測的需求，且無法實現花色素苷的分子結構分析，檢測過程還會造成大量樣品的損耗。因此需要建立一種快速、準確、簡單的花色素苷檢測方法。

拉曼光譜是以拉曼效應為基礎建立的分子結構表征技術，光波被散射后頻率發生變化，頻率位移與發生散射的分子結構有關，從而完成對不同結構分子的檢測。拉曼光譜無需樣品前處理，樣品可通過光線測量，方法快速、簡單、可重復性強。目前已經廣泛應用于食品中糖類、蛋白質、脂肪、DNA、維生素和色素等成分的定性和定量分析。但是國內外采用拉曼光譜技術對花色素苷的應用研究較少，未見有拉曼光譜技術對花色素苷含量檢測的文獻報道。

發明內容

本發明的主要目的在于解決傳統檢測方法操作復雜、檢測速度慢，難以實現花色素苷結構分析及快速鑒別，及現有快速檢測技術的預測精度有待提高的問題，提供了一種基于拉曼光譜技術檢測桑椹中花色素苷的方法。本發明提供的方法可以快速對矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷進行鑒別，并且能實現桑椹中花色素苷的定性定量預測。本發明不需要樣品前處理過程，不損耗樣品，具有檢測速度快、成本低、操作簡單及預測精度較高等優點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于拉曼光譜技術檢測桑椹中花色素苷的方法，包括以下步驟：

1)采用拉曼光譜儀分別采集矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-蕓香糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷及混合花色素苷的標準溶液拉曼譜圖；

2)采用拉曼光譜儀采集桑椹樣品的原始拉曼光譜圖；

3)將桑椹樣品的拉曼光譜圖與4種標準溶液拉曼譜圖進行比對，確定拉曼特征峰；

4)測定桑椹樣品的花色素苷含量，作為參考值；

5)對桑椹樣品的原始拉曼光譜圖進行預處理得到樣品預處理譜圖，并對桑椹樣品預處理譜圖進行特征波長篩選，篩選出特征光譜變量；

6)結合特征光譜變量與參考值采用支持向量機回歸(SVR)或偏最小二乘回歸(PLSR)的方法建立定量預測模型；

利用拉曼光譜儀和定量預測模型對桑椹中的花色素苷進行定量檢測。