一种鉴别不同产地及不同收获期坛紫菜方法与流程

1.本发明涉及食品检测的技术领域，尤其涉及一种鉴别不同产地及不同收获期坛紫菜的方法。


背景技术：

2.近年来坛紫菜(porphyrahaitanensis)属红藻类，是我国人工栽培的主要海藻品种之一。浙江的象山和温州，福建的霞浦作为主要栽培藻类产地，所产坛紫菜富含蛋白质、多糖和维生素等营养成分，品质较好，为广大消费者喜爱。坛紫菜是分期采割，一般采收期从11月中旬开始可持续到第二年1月份下旬。第一次采割的紫菜称为头水或一水，口感最好，市场售价也最高。此后的几茬依次称为二水、三水至末水。越往后采收的坛紫菜，口感越差，价格也较低。消费者很难从紫菜色泽形态上分辨不同产地及不同收获期的坛紫菜，且不同产地及不同收获期坛紫菜的营养成分会不断变化，因此，有必要提供一种有效检测不同产地及不同收获期坛紫菜的方法。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种鉴别不同产地及不同收获期坛紫菜的方法。
4.为达上述目的，本发明提供如下技术方案：一种鉴别不同产地及不同收获期坛紫菜方法，包括对待鉴定坛紫菜样品预处理，提取坛紫菜多糖；以硫酸钡比浊法测定各多糖组分中硫酸根含量，快速判定坛紫菜产地与收获期；利用离子色谱分析单糖组成，准确判定坛紫菜收获期；利用傅里叶变换红外光谱法进行特征基团分析，精确判定坛紫菜收获期；利用核磁共振氢谱分析精细结构，进一步准确验证坛紫菜产地与收获期。各步骤可独立检测，根据检测目的选择合适方法组合，相互佐证。通过化学分析快速测定多糖总硫酸根含量，与红外光谱确定s＝o基团有无和强弱结果相互印证。离子色谱确定多糖各单糖组成，核磁共振进一步对各单糖间连接方式，糖苷键类型，甲基化程度分析。
5.优选的，样品的所述预处理包括以下步骤，以不同产地及不同收获期的坛紫菜为原料；将坛紫菜粉末加入无水乙醇溶液，处于90℃水浴条件下搅拌浸提2h，过滤，更换新的无水乙醇重复以上步骤3次，烘干；去除坛紫菜中脂溶性色素及醇溶性小分子。
6.优选的，提取所述坛紫菜多糖包括以下步骤，将预处理后的坛紫菜粉末加入一定量蒸馏水，放置水浴锅90℃搅拌浸提3-4h，取出冷却至室温后离心，收集上清液；利用减压旋转蒸发浓缩，添加4倍体积的无水乙醇，离心去除上清，保留沉淀，沉淀加水复溶，冻干得到坛紫菜粗多糖粉末。
7.优选的，包括测定坛紫菜多糖的蛋白质含量，其采用bradford法测定提取坛紫菜多糖的多糖粉末蛋白质含量。
8.优选的，包括去除坛紫菜多糖蛋白质的非结合性蛋白，其利用酶解法和 sevage法联用除去多糖溶液中的非结合性蛋白。
9.优选的，包括紫菜多糖的各组分的总糖含量测定，以苯酚-硫酸法测定总糖含量，同时绘制总糖含量的标准曲线，最后根据葡萄糖标准曲线乘以相应修正系数来计算各组分的总糖含量。
10.优选的，所述硫酸根含量的测定包括以下步骤，以硫酸钡比浊法测定硫酸根含量，同时配制硫酸根标准溶液；根据硫酸根含量标准曲线计算各多糖组分中的硫酸根含量；根据硫酸根含量对比标准样品快速判定坛紫菜产地与收获期。
11.优选的，利用所述离子色谱分析单糖组成包括以下步骤，通过离子色谱对不同产地及不同收获期多糖与各标品对比；以出峰位置确定单糖组成；计算峰面积，确定摩尔百分比含量；根据单糖组成对比标准样品准确判定坛紫菜具体收获期。
12.优选的，利用傅里叶变换红外光谱包括以下步骤，对不同产地及不同收获期多糖进行测试分析；发现不同产地及不同收获期坛紫菜多糖的基本结构及特征峰，以此作为对坛紫菜多糖的检测标准；根据红外广谱对比标准样品准确判定坛紫菜收获期。
13.优选的，利用所述核磁共振氢谱分析精细结构包括以下步骤，利用核磁共振氢谱分析信号强度，判断3，6－内醚半乳糖含量，和d－半乳糖甲基化程度；多糖结构中存在的α型β型糖苷键类型，根据糖苷键类型进一步准确判定坛紫菜产地与收获期。
14.本发明有益效果：可根据鉴别精度需求灵活选择分析方法，需要快速鉴别，直接采用化学分析，需要精确鉴别，化学分析、红外和离子色谱组合使用。还可以通过核磁分析进一步提高鉴别精度。适用性广，可快速准确判断坛紫菜多糖的产地及具体收获期，结果准确。
附图说明
15.图1为本发明所述鉴别不同产地及不同收获期坛紫菜方法的流程图；
16.图2为不同产地及不同收获期坛紫菜多糖傅里叶变换红外光谱图；
17.图3为不同收获期坛紫菜多糖和标准品离子色谱图。
具体实施方式
18.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。应当说明的是，下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径可购得。
19.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.实施例1
21.紫菜各营养成分中的化学组分会随着生长阶段的不同不断发生变化。其中，紫菜多糖是紫菜的主要成分之一。占紫菜干重的20－40％，紫菜多糖属半乳聚糖硫酸酯，主要由半乳糖、3，6－内醚半乳糖和硫酸基等组成。不同产地及不同收获期坛紫菜多糖组分含量及比例也会不断变化。
22.经过大量研究，紫菜多糖的基本结构已经被确定。其基本结构单位为3-β
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d-半乳糖苷-1,4-α-l-3,6-内醚半乳糖组成的二糖。在有些l-半乳糖残基中，存在6-硫酸基，此外紫菜多糖还含有其它取代基团。但是由于紫菜品种、生长环境及其它条件的差异，不同的紫菜多糖，其结构也有所不同。对不同产地及收获期的坛紫菜多糖中组分含量的变化研究。结果表明，随着藻体的生长，坛紫菜多糖中3，6－内醚半乳糖和6－o－甲基－d－半乳糖的含量先减少后增加，而硫酸基的含量呈现逐渐减少的规律，说明紫菜多糖的化学组分随着生长阶段的不同在不断发生变化。
23.本实施例针对现有方法的欠缺，利用不同产地及不同收获期坛紫菜多糖组分成分，分析不同多糖组成差异，并进行理化性质分析。提供一种对不同产地及不同收获期坛紫菜的鉴别方法。
24.参照图1的示意，为达到上述目的，本实施例采用以下技术方案来实现：
25.(1)坛紫菜原料预处理：
26.以不同产地(象山、温州、霞浦)及不同收获期(一水、二水、三水)坛紫菜为原料。将坛紫菜粉末加入无水乙醇溶液，处于90℃水浴条件下搅拌浸提 2h，过滤，更换新的无水乙醇重复以上步骤3次，烘干。达到去除坛紫菜中脂溶性色素及醇溶性小分子的目的。
27.(2)水提醇沉法提取坛紫菜多糖：
28.将预处理后的坛紫菜粉末加入一定量蒸馏水，放置水浴锅90℃搅拌浸提3-4h。取出冷却至室温后离心，收集上清液。利用减压旋转蒸发浓缩，添加4 倍体积的无水乙醇，离心去除上清，保留沉淀。沉淀加水复溶，冻干得到坛紫菜粗多糖粉末。
29.(3)坛紫菜多糖蛋白质含量测定：
30.多糖粉末采用bradford法测定蛋白质含量
31.(4)坛紫菜多糖蛋白质的去除：
32.利用酶解法和sevage法联用除去多糖溶液中的非结合性蛋白。
33.(5)各组分的总糖含量测定：
34.以苯酚-硫酸法测定总糖含量，同时绘制总糖含量的标准曲线，最后根据葡萄糖标准曲线乘以相应修正系数来计算各组分的总糖含量。
35.(6)各组分中硫酸根含量测定：
36.以硫酸钡比浊法测定硫酸根含量。同时配制硫酸根标准溶液，根据硫酸根含量标准曲线计算各多糖组分中的硫酸根含量。根据硫酸根含量对比标准样品快速判定坛紫菜产地与收获期。
37.(7)利用离子色谱分析单糖组成：
38.通过离子色谱对不同产地及不同收获期多糖与各标品对比，以出峰位置确定单糖组成。计算峰面积，确定摩尔百分比含量。根据单糖组成对比标准样品准确判定坛紫菜具体收获期。
39.(8)利用傅里叶变换红外光谱法对不同产地及不同收获期多糖分析：
40.利用傅里叶变换红外光谱技术，对不同产地及不同收获期多糖进行测试分析，发现不同产地及不同收获期坛紫菜多糖的基本结构及特征峰，以此作为对坛紫菜多糖的检测标准。以达到鉴别坛紫菜采割时所处具体收获期，从而达到对坛紫菜多糖生产质量把控的目的。根据红外广谱对比标准样品准确判定坛紫菜收获期。
41.(9)利用核磁共振氢谱分析精细结构：
42.利用核磁共振氢谱分析信号强度，判断3，6－内醚半乳糖含量，和d－半乳糖甲基化程度。多糖结构中存在的α型β型糖苷键类型。根据糖苷键类型进一步准确判定坛紫菜产地与收获期。
43.实施例2
44.基于上述实施例，本实施例对不同产地及不同收获期坛紫菜的鉴别方法各步骤进行更加具体的实际应用说明。
45.本实施例选取5批不同产地及不同收获期坛紫菜，分别标记为a、b、c、 d、e组，其a、b、c为福建霞浦处于不同收获期为11月中旬(一水)、12 月中旬(二水)和1月下旬(三水)的坛紫菜。d、e为浙江象山和温州的一水坛紫菜。依次经过预处理、水提醇沉、酶解加sevage法除蛋白，得到坛紫菜多糖样品，并以蛋白质含量、总糖含量、硫酸根含量确定每个多糖样品成分组成，从而进一步确定坛紫菜样品的产品属性。
46.具体步骤如下：
47.(1)坛紫菜原料预处理：
48.去除坛紫菜中脂溶性色素及醇溶性小分子。以坛紫菜样品为原料。每次取 30g坛紫菜干粉加入500ml无水乙醇，90℃水浴条件下搅拌浸提2h，纱布过滤，更换新的无水乙醇重复3次，烘干并收集于瓶中备用。
49.(2)水提醇沉法提取坛紫菜多糖：
50.取10g预处理后的坛紫菜粉末加入400ml蒸馏水，放置水浴锅90℃孵育3-4h (期间每30min搅拌2min)。取出冷却至室温后，8000g离心20min，收集上清液。利用减压旋转蒸发将上清浓缩至原体积的1/4，添加4倍体积的无水乙醇 (边加边搅拌)，然后放置4℃12h，8000g离心20min，去除上清，保留沉淀。取出沉淀后，加适量的水复溶(溶液中无大固体即可)，放置-80℃冰箱保存，冻干得到多糖粉末。
51.(3)坛紫菜多糖蛋白质含量测定：
52.多糖粉末采用bradford法测定蛋白质含量。将考马斯亮蓝染液在使用前平衡温度至室温并温和颠倒混匀。将0、15、30、60、90、120、150、225μl牛血清白蛋白(bsa)标准溶液(0.2mg/ml)分别加入到1.5ml离心管中，加入pbs补足到200μl；将各个坛紫菜多糖样品用pbs配置成1mg/ml，分别取20μl多糖溶液及标准品加入酶标板孔中，设置重复组3组；向各孔中加入200μl考马斯亮蓝染液，混匀，室温放置5min；用分光光度计测定595nm处的吸光值，并记录读数；以不含bsa的样品的光吸收值作为空白对照。绘制标准曲线，计算样品中的蛋白浓度。
53.(4)坛紫菜多糖蛋白质的去除：
54.利用酶解法和sevage法连用除去多糖溶液中的非结合性蛋白。将多糖水复溶液的ph调至6.5，加入为多糖溶液体积的0.1％的木瓜蛋白酶，在70℃水浴 2.5h，再升温至90℃水浴30min，冷却后离心(8000rpm，10min)，废弃蛋白沉淀，上清液加入sevage试剂(sevage配制方法为：氯仿加入量为上清液体积 1/5，正丁醇加入量为上清液体积1/25)充分搅拌混匀，移入分液漏斗静置，直至溶液出现清晰分层，废弃溶液中最下方的蛋白层和有机层，保留上层多糖溶液反复使用sevage法直至蛋白层消失，收集多糖溶液用3500da规格透析袋透析72h，旋蒸浓缩并冷冻干燥，最终得到坛紫菜多糖。
55.(5)各组分的总糖含量测定：
56.以苯酚-硫酸法测定总糖含量。首先需绘制总糖含量的标准曲线，取无水葡萄糖为标准品，配制成0.1mg/ml葡萄糖标准液(配制前应置于105℃干燥箱2h烘至恒重)；配制80％苯酚(w/w)溶液，然后根据需要稀释成一定量的 6％苯酚溶液，80％苯酚溶液可置于棕色试剂瓶内储存于4℃冰箱，而6％苯酚溶液则需要现配现用，取6支干净具塞试管(编号1-6)，加入不同体积的葡糖糖标准溶液(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1和1.2ml)，用去离子水补足至2ml，再向各管加入1ml6％苯酚溶液和5ml浓硫酸，盖上塞子，各管静置10min后在沸水中水浴30min，冷却至室温后，用1号管调零，在490nm波长下测定每管吸光度值并绘制葡萄糖浓度标准曲线。配制0.1mg/ml各坛紫菜多糖样品溶液，按上述步骤操作，最后根据葡萄糖标准曲线来计算各组分的总糖含量。
57.(6)各组分中硫酸根含量测定：
58.以硫酸钡比浊法测定硫酸根含量。配制硫酸根标准溶液：准确称量108.7mg 硫酸钾(使用前在105℃干燥箱放置2h烘至恒重)溶于1mol/lhcl溶液并定容至100ml容量瓶中。0.5％(w/v)明胶溶液的配制：称取1.25g明胶，50℃水浴溶解并定容至250ml容量瓶。称取0.5g氯化钡溶于0.5％明胶溶液并定容至100ml配制氯化钡-明胶溶液；称取3g三氯乙酸溶于100ml去离子水配制 3％(w/v)三氯乙酸溶液，然后取6支干净的具塞试管(编号1-6)，加入不同体积的硫酸根标准溶液(0、40、80、120、160和200μl)，用1mol/lhcl 溶液将各管补足至200μl，加入3.8ml3％三氯乙酸溶液和5ml氯化钡-明胶溶液，在360nm波长下测定各管吸光度值a1-a6，另取6支具塞试管再次按上述过程添加试剂(注意要将其中的中的氯化钡-明胶溶液替换成5％明胶溶液，其它试剂不变)，于360nm波长下测定六管吸光度值a1-a6。以硫酸根含量为横坐标，以a1-a6相对应减去a1-a6的差值为纵坐标，绘制硫酸根含量的标准曲线。
59.分别称取10mg各坛紫菜多糖样品于具塞试管，加入2ml1mol/l盐酸溶液，密封，放置于105℃恒温干燥箱水解5h，冷却至室温后每管取200μl按上述步骤加入各试剂，在360nm波长下测定并计算每管吸光度值以及相应的差值，最后根据硫酸根含量标准曲线计算各多糖组分中的硫酸根含量。
60.本实施例测量结果如下表1的示意。
61.表1：坛紫菜粗多糖各组分的蛋白质、总糖和硫酸根含量。
[0062][0063]
结果显示，a、b、c、d、e五组坛紫菜多糖硫酸根含量分别为8.36％、 7.53％、4.23％、8.07％、7.76％不同收获期的坛紫菜多糖具有显著差异。在已知 a、b、c样本产地相同情况下，对比已知收获期的标准样品，能够根据硫酸根含量判断a、b、c样品分别为同一产
地的一水、二水、三水坛紫菜多糖。在已知a、d、e收获期相同情况下，对比已知产地的标准样品，可以根据硫酸根含量判断a、d、e样本产地分别为霞浦、象山、温州。
[0064]
实施例3
[0065]
参照图2和图3的示意，本实施例中具体说明离子傅里叶变换红外光谱法和离子色谱法。
[0066]
(1)利用傅里叶变换红外光谱法对不同收获期坛紫菜分析：
[0067]
当连续波长的红外光源照射样品时，样品中的分子会吸收或部分某些波长光，没有被吸收的光会到达检测器。将检测器获取透过样品的光模拟信号进行模数转换和傅立叶变换，得到具有样品信息和背景信息的单光束谱，然后用相同的检测方法获取红外光不经过样品的背景单光束谱，将透过样品的单光束谱扣除背景单光束谱，就生成了代表样品分子结构特征的红外“指纹”的光谱。利用傅里叶变换红外光谱技术，对不同产地及不同收获期多糖进行测试分析，发现不同产地及不同收获期坛紫菜多糖的基本结构及特征峰，以此作为对坛紫菜多糖的检测标准。以达到鉴别坛紫菜采割时处于具体哪种收获期，从而达到对坛紫菜生产质量把控的目的。
[0068]
分别取2mga、b、c三组坛紫菜多糖于玛瑙研钵中，加入约50mg干燥溴化钾，热光灯照射下，将混合物研磨成粗细均匀的细微粉末，用压片机制成薄片，用傅里叶红外光谱仪扣除背景后在400-4000cm-1范围内进行红外光扫描，得到各组分的红外光谱图。
[0069]
图2为各不同收获期坛紫菜多糖傅里叶红外光谱图。从红外光谱可以分析出，三种坛紫菜多糖组分的基团组成基本一致，但在标准样本中，1252cm-1
/ 左右的吸收峰从一水、二水至三水递减。对比标准样本，利用傅里叶变换红外光谱在1252cm-1
/处吸收峰可区分a、b、c三组样品收获期分别为一水、二水和三水。与样品采集信息一致，表明鉴定结果准确。
[0070]
(2)利用离子色谱法对不同收获期坛紫菜分析：
[0071]
色谱定性主要是基于目标化合物在分析柱上的保留时间确定。在洗脱条件 (气体/液体)确定的情况下，不同的化合物在分析柱上的保留能力不同，洗脱时间也由很多差异，色谱主要是先通过分析柱分离不同的化合物，再利用紫外检测器、蒸发光检测器、示差检测器、电化学检测器、电导检测器等手段进行检测，一般情况下可以通过出峰时间确定目标化合物，但也不能完全排除杂质的干扰。
[0072]
定量主要是利用不同浓度的标准品，以标准品的浓度为横坐标，以标准品的峰面积为纵坐标作图，已获得靶向化合物与其峰面积的数学关系(线性、二次方程、对数等)，进而根据未知样品中相应化合物的峰面积计算其浓度。
[0073]
精准称取多糖样品5mg(
±
0.05mg)，加入1ml 2m tfa酸溶液，105℃加热6小时。通氮气，吹干。加入甲醇清洗，再吹干，重复甲醇清洗2-3次。加入无菌水溶解，转入色谱瓶中待测。
[0074]
色谱系统采用的是thermo ics5000离子色谱系统(ics5000，thermo fisherscientific，usa)，利用电化学检测器对单糖组分进行分析检测。采用dionex tm carbopac
tm pa10(250*4.0mm，10μm)液相色谱柱；进样量为5μl。流动相a(0.1m naoh)，流动相b(0.1m naoh，0.2m naac)，流速0.5ml/min；柱温为30℃；洗脱梯度：0min a相/b相(95:5v/v)，30min a相/b相(80:20 v/v)，30.1min a相/b相(60:40v/v)，45min a相/b相(60:40v/v)，45.1mina相/b相(95:5v/v)，60min a相/b相(95:5v/v)。
[0075]
图3为各不同收获期坛紫菜多糖和多糖标品的离子色谱图，经过利用不同浓度的标准品，以标准品的浓度为横坐标，以标准品的峰面积为纵坐标作图，根据未知样品中相应化合物的峰面积计算其浓度。得出下表2不同收获期坛紫菜多糖单糖组成(％)数据。
[0076]
本实施例测量结果如下表2的示意。
[0077]
表2：不同收获期坛紫菜多糖单糖组成(％)。
[0078][0079]
检测不同收获期坛紫菜粗多糖得出单糖组成由6种单糖组成，分别为半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、核糖、葡萄糖醛酸。检测已知收获期的标准样品可知，其中甘露糖含量三水》二水》一水，葡萄糖含量二水》一水》三水，葡萄糖醛酸含量以三水最最低。且差异显著。对比标准样品，可知a、b、c三组样品收获期分别为一水、二水和三水。与样品采集信息一致，表明鉴定结果准确。上述实施例中均是采用本方法对不同坛紫菜进行了鉴定，由于采用的是已知生长期的坛紫菜，因此可以确定结果是准确的。在实施例3中添加两处说明“与样品采集信息一致，表明鉴定结果准确。”[0080]
应当理解的是，本发明通过实施方式加以描述，实施例仅为针对本发明权利要求所提出技术方案能够实现所给出清楚完整的说明，即对权利要求的解释说明，因此当评判本发明说明书记载的技术方案是否公开充分时，应当予以充分考虑权利要求所限定方案的旨在核心要义，而在说明书中必然存在与本实施例所提出解决核心技术问题相无关的其他技术问题，其对应的技术特征、技术方案均不属于本实施例要义所指，属于非必要技术特征，故可参照隐含公开，本领域技术人员完全可以结合现有技术和公知常识进行实现，因此无任何必要做详述。
[0081]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。