检测肽聚合度的方法及其在构建酱油质量评估模型的应用与流程

1.本发明涉及食品质量评估技术领域，尤其是涉及一种检测肽聚合度的方法及其在构建酱油质量评估模型的应用。


背景技术：

2.酱油的鲜度和浓厚度是评估产品质量的主要指标，现有技术主要是通过全氮、氨基酸态氮等理化指标予以初步表征酱油的质量，然而当全氮、氨基酸态氮等指标接近时，酱油的口感鲜度往往仍存在较大差异，导致难以准确评估酱油的质量。
3.发明人在研究中发现，使用酱油中肽的相关表征指标可以将酱油质量和肽键密度有效关联，而在现有技术中，目前尚未提供一种方法通过肽的相关表征指标来构建用于评估酱油质量的模型。


技术实现要素：

4.本发明提供一种检测肽聚合度的方法及其在构建酱油质量评估模型的应用，以解决现有技术对酱油质量评估的准确性较差的技术问题。
5.本发明的目的之一在于提供一种检测肽聚合度的方法，包括：
6.选取三肽或四肽标准品作为对照，建立标准曲线；以多肽的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标；取不同稀释程度的待检测样品进行比对，参照所述标准曲线，找出待检测样品的最佳稀释倍数；
7.配制双缩脲试剂；
8.将待检测样品稀释至所述最佳稀释倍数，分别加入双缩脲试剂和去离子作为待测组和对照组，分别测试在540nm波长下的吸光度，待测组扣除对照组吸光度本底后，即得到真实吸光度值b
p
；
9.将所述b
p
代入所述标准曲线，即得三肽或四肽的质量浓度，转化为以氮计的双肽键结构数量b，肽含量pn的计算公式为：pn＝全氮含量-氨基氮含量-铵盐氮含量，所述肽聚合度＝b/pn。
10.每单位三肽或四肽有且只有一个双肽键结构，可与双缩脲试剂发生反应，具体地，所述转化为以氮计的双肽键结构数量b为：通过将三肽或四肽的质量浓度除以所述三肽或四肽标准品的摩尔质量，即对应三肽或四肽的物质的量浓度，乘以阿伏伽德罗常数，就是对应三肽或四肽分子的数量，即双肽键结构的数量。进一步的，所述待检测样品为酱油。
11.进一步的，所述三肽为还原性谷胱甘肽gsh；所述四肽为gly-gly-tyr-arg。
12.本发明中，所述双缩脲试剂可以为公知的双缩脲试剂，优选采用以下制备方法制得：将五水硫酸铜1.5g和酒石酸钾钠5g用500ml水溶解，再加质量浓度为10％的氢氧化钠300ml，溶解后用水定容至1000ml。
13.肽含量pn的计算公式中，全氮含量、氨基氮含量、铵盐氮含量均为以氮计的含量，可以通过本领域常规方法测试得出。
14.本发明所述检测肽聚合度的方法通过双缩脲络合法，近红外光谱法等快速检测手段，通过合理的计算换算方法，可方便快捷地检测出样品中的肽聚合度。
15.本发明的目的之二在于提供所述检测肽聚合度的方法在产品品质控制中的应用。进一步的，所述产品为酱油。
16.使用肽聚合度指数作为产品品质控制，尤其是酱油品质控制的指标，可以宏观体现酱油中肽的聚合情况，并作为产品发酵和生产过程中的质量测量监控和鲜度口感改善的应用方法，为行业公司提供一种低成本、易操作，准确度高，尤其普适于酱油的快速检测方法和研究手段。
17.本发明的目的之三在于提供一种构建酱油质量评估模型的方法，包括：
18.检测若干酱油样品中的肽聚合度，并将所述肽聚合度作为第一建模输入指标，其中，所述肽聚合度为单位多肽所含有肽键的平均数量；
19.检测若干酱油样品中的成分含量，并将所述成分含量作为第二建模输入指标，其中，所述成分含量包括全氮含量、铵态氮含量、氨基酸态氮含量、还原糖含量、总酸含量、盐含量和可溶性无盐固形物含量；
20.以预设的评估规则对若干酱油样品的质量进行评估得到质量评估结果，将所述质量评估结果作为建模输出指标；
21.根据所述第一建模输入指标、第二建模输入指标和所述建模输出指标构建酱油质量评估模型。
22.本发明中所述全氮含量、铵态氮含量、氨基酸态氮含量、还原糖含量、总酸含量、盐含量和可溶性无盐固形物含量可以采用本领域常用的方法检测，优选采用以下方法：
23.铵盐氮含量：gb 5009.234-2016食品安全国家标准食品中铵盐的测定；
24.氨基酸态氮含量：gb 5009.235-2016食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定；
25.全氮含量：gb/t18186-2000酿造酱油中6.3；
26.还原糖含量：gb 5009.7-2016食品安全国家标准食品中还原糖的测定；
27.总酸含量：gb/t 5009.39-2003酱油卫生标准的分析方法中4.4；
28.盐含量：gb/t18186-2000酿造酱油中6.2；
29.可溶性无盐固形物含量：gb/t18186-2000酿造酱油中6.2中6.2.2
30.以上检测指标实验室均以建立近红外快速检测方法，并验证有效性。
31.进一步的，所述以预设的评估规则对若干酱油样品的质量进行评估得到质量评估结果，具体为：
32.设置对照样品，以所述对照样品为标准对若干酱油样品的质量进行评估得到初步评估结果；
33.采用奈尔检测法对所述初步评估结果中的离群值进行剔除，得到若干酱油样本的质量评估结果。
34.进一步的，所述以所述对照样品为标准对若干酱油样品的质量进行评估得到初步评估结果，具体为：
35.根据预设周期更换符合要求的对照样品，并以所述对照样品为标准对若干酱油样品进行质量评估，得到初步评分结果。
36.进一步的，所述根据所述第一建模输入指标、第二建模输入指标和所述建模输出指标构建酱油质量评估模型，具体为：
37.采用偏最小二乘法，根据所述第一建模输入指标、第二建模输入指标和所述建模输出指标构建酱油质量评估模型。
38.本发明的目的之四在于提供一种构建酱油质量评估模型的装置，包括：
39.第一检测模块，用于检测若干酱油样品中的肽聚合度，并将所述肽聚合度作为第一建模输入指标，其中，所述肽聚合度为单位多肽所含有肽键的平均数量；
40.第二检测模块，用于检测若干酱油样品中的成分含量，并将所述成分含量作为第二建模输入指标，其中，所述成分含量包括全氮含量、铵态氮含量、氨基酸态氮含量、还原糖含量、总酸含量、盐含量和可溶性无盐固形物含量；
41.评估模块，用于以预设的评估规则对若干酱油样品的质量进行评估得到质量评估结果，将所述质量评估结果作为建模输出指标；
42.建模模块，用于根据所述第一建模输入指标、第二建模输入指标和所述建模输出指标构建酱油质量评估模型。
43.本发明提供了以酱油中的肽聚合度为建模指标构建酱油质量评估模型，应用该酱油质量评估模型能够准确对酱油的口感鲜度进行评估，从而能够有效提高对酱油质量评估的准确性。
附图说明
44.图1为本发明实施例提供的一种构建酱油质量评估模型的方法的流程示意图；
45.图2为本发明实施例提供的不同浓度的酱油与双缩脲试剂反应后线性拟合曲线图；
46.图3为本发明实施例提供的模型预测结果与品种1发酵原酱油口感鲜度的关联性示意图；
47.图4为本发明实施例提供的模型预测结果与品种2发酵原酱油口感鲜度的关联性示意图；
48.图5为本发明实施例提供的一种构建酱油质量评估模型的装置的结构示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
50.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
51.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
52.本发明的第一实施例，提供了一种检测酱油中肽聚合度的方法，包括：
53.选取三肽或四肽标准品作为对照，建立标准曲线；以多肽的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标；取不同稀释程度的待检测样品进行比对，参照所述标准曲线，找出待检测样品的最佳稀释倍数；
54.配制双缩脲试剂；
55.将待检测样品稀释至所述最佳稀释倍数，分别加入双缩脲试剂和去离子作为待测组和对照组，分别测试在540nm波长下的吸光度，待测组扣除对照组吸光度本底后，即得到真实吸光度值b
p
；
56.将所述b
p
代入所述标准曲线，即得三肽或四肽的质量浓度，转化为以氮计的双肽键结构数量b，肽含量pn的计算公式为：pn＝全氮含量-氨基氮含量-铵盐氮含量，所述肽聚合度＝b/pn。
57.可选地，双缩脲试剂的制备方法为：将五水硫酸铜1.5g和酒石酸钾钠5g用500ml水溶解，再加质量浓度为10％的氢氧化钠300ml，溶解后用水定容至1000ml。
58.作为本发明实施例的一种具体实施方式，三肽为还原性谷胱甘肽gsh；四肽为gly-gly-tyr-arg。
59.请参阅图1-4，本发明的第二实施例。本发明的第二实施例提供了如图1所示的一种构建酱油质量评估模型的方法，包括：
60.s1、检测若干酱油样品中的肽聚合度，并将肽聚合度作为第一建模输入指标，其中，肽聚合度为单位多肽所含有肽键的平均数量；
61.s2、检测若干酱油样品中的成分含量，并将成分含量作为第二建模输入指标，其中，成分含量包括全氮他含量、铵态氮含量、氨基酸态氮含量、还原糖含量、总酸含量、盐含量和可溶性无盐固形物含量；
62.s3、以预设的评估规则对若干酱油样品的质量进行评估得到质量评估结果，将质量评估结果作为建模输出指标；
63.s4、根据第一建模输入指标、第二建模输入指标和建模输出指标构建酱油质量评估模型。
64.本发明实施例以酱油中的肽聚合度为建模指标构建酱油质量评估模型，应用该酱油质量评估模型能够准确对生产过程中酱油的口感鲜度进行评估，提前发现生产过程中质量异常的酱油产品；可对酱油产品进行发酵监控，根据酱油发酵的监控结果，在酱油产品生产的质量控制环节中应用模型进行配方和工艺的微调，从而实现改善酱油产品的口感鲜度，进而有效提高酱油产品的质量。
65.作为本发明实施例的一种具体实施方式，检测若干酱油样品中的肽聚合度，具体为：
66.选取三肽或四肽标准品作为对照，建立标准曲线；以多肽的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标；
67.取不同稀释程度的酱油进行比对，参照标准曲线，找出酱油的最佳稀释倍数；
68.配制双缩脲试剂；
69.将待测酱油样品稀释至最佳稀释倍数，分别加入双缩脲试剂和去离子作为待测组和对照组，分别测试在540nm波长下的吸光度，待测组扣除对照组吸光度本底后，即得到真实吸光度值b
p
；
70.将b
p
代入标准曲线，即得三肽或四肽的质量浓度，每单位三肽或四肽有且只有一个双肽键结构，可与双缩脲试剂发生反应，将三肽或四肽的质量浓度转化为以氮计的双肽键结构数量b，肽含量pn的计算公式为：pn＝全氮含量-氨基氮含量-铵盐氮含量，肽聚合度＝b/pn。
71.可选地，双缩脲试剂的制备方法为：将五水硫酸铜1.5g和酒石酸钾钠5g用500ml水溶解，再加质量浓度为10％的氢氧化钠300ml，溶解后用水定容至1000ml。
72.本发明实施例通过配制双缩脲试剂来检测双肽结构的含量，双肽结构在一定程度上反映了酱油中三肽以上肽的肽键含量情况，将该肽键含量与肽含量进行比值计算得到酱油中的肽聚合度。
73.作为本发明实施例的一种具体实施方式，三肽为还原性谷胱甘肽gsh；四肽为gly-gly-tyr-arg。
74.作为本发明实施例的一种具体实施方式，采用近红外光谱方法检测酱油中的成分含量。
75.在本发明实施例中，检测酱油中的全氮含量、铵态氮含量、氨基酸态氮含量、还原糖含量、总酸含量、盐含量和可溶性无盐固形物含量，将这些成分含量作为第二建模输入指标。
76.作为本发明实施例的一种具体实施方式，以预设的评估规则对若干酱油样品的质量进行评估得到质量评估结果，具体为：
77.设置对照样品，以对照样品为标准对若干酱油样品的质量进行评估得到初步评估结果；
78.采用奈尔检测法对初步评估结果中的离群值进行剔除，得到若干酱油样本的质量评估结果。
79.可选地，可以通过设备对酱油样品的质量进行评估得到初步评估结果，也可以通过感官品评小组对酱油的质量进行评估得到初步评估结果，本发明实施例以感官品评小组为例，对酱油样品的质量进行评估，具体地：选取具备3年以上酱油类产品感官品评经验的感官品评人员，采用标度法作为评估方法，对酱油样品的质量进行初步评估。在评估前，设置符合一定条件的对照样品作为评估标准对酱油的质量进行评估，妥善保存对照样品并每2周更换符合条件的对照样品；采用3分值评分标准，每日品评样品不超过4个酱油样品，每次品评的样品进行3次以上的平行实验，通过取平均值减少评估误差，以得到较为准确的初步评估结果。
80.在得到初步评估结果后，通过采用奈尔检测方法剔除该评估结果中的离群值，以得到准确的质量评估结果。
81.作为本发明实施例的一种具体实施方式，以对照样品为标准对若干酱油样品的质量进行评估得到初步评估结果，具体为：
82.根据预设周期更换符合要求的对照样品，并以对照样品为标准对若干酱油样品进
行质量评估，得到初步评分结果。
83.可选地，可以根据需要设置预设周期，本发明实施例更换对照样品的周期为2周。为了提高评估的可靠性和准确性，选取的对照样品需要与原对照样品无明显差异。
84.作为本发明实施例的一种具体实施方式，根据第一建模输入指标、第二建模输入指标和建模输出指标构建酱油质量评估模型，具体为：
85.采用偏最小二乘法，根据第一建模输入指标、第二建模输入指标和建模输出指标构建酱油质量评估模型。
86.可选地，质量评估包括对酱油的鲜度评估，在构建酱油质量评估模型之前对第一建模指标、第二建模指标和建模输出指标进行相关性分析，在相关性分析得到的相关系数超过阈值后，以第一建模指标、第二建模指标和建模输出指标构建酱油质量评估模型。
87.具体地，选取40组样品数据作为建模基础数据，第一建模输入指标和第二建模输入指标的8个指标中总酸含量、氨基氮含量、还原糖含量和肽聚合度4个指标与感官鲜度结果的皮尔森相关系数超过0.6，即第一建模输入指标、第二建模输入指标与建模输出指标具有良好的相关性，有较好的机会建立模型；通过主成分分析，第一主成分影响因素为40％，特征向量除铵盐外其他成分比例在0.1-0.5，前7个主成分影响因素达到97％，即大多数理化指标对口感鲜度均有影响作用，鲜度结果受到多指标的复合影响。
88.本发明实施例构建模型的具体步骤为：
89.收集40组样品数据作为建模数据的回归训练组，另取10组样品数据结果作为建模数据的验证测试组，使用深度学习sklearn库的decomposition模块进行主成分分析,使用cross_decomposition模块进行偏最小二乘法的编程和建模，在构建完酱油的质量评估模型后执行程序，便于后续模型的实际应用。
90.本发明实施例在上述相关性分析的基础上构建酱油质量评估模型，综合考虑了各项指标之间的相关性以及多指标对酱油质量的复合影响，使得构建的模型能够用于准确评估酱油的质量。
91.请参阅图2-4以及表1-3,在一个具体的示例中，取不同批次的2个发酵中的原酱油品种，品种1酱油样品选取4个批次、品种2酱油样品选取9个批次进行肽聚合度测试以及质量评估，分析得到酱油中的肽聚合度指数与酱油感鲜度存在一定的相关性，肽聚合度相对低的原酱油样品，其短肽成分相对发酵程度更高，获得更好鲜度的概率更大。对于不同的产品原油，发酵程度更高的酱油品种，相比发酵程度较低的酱油品种肽聚合度更低，肽的分解程度更好，酱油寡肽的含量更高，产品的品质、营养价值和口感保持的更佳。
92.表1：建模数据表
[0093][0094][0095]
表2：建模数据相关性分析以及主成分分析结果
[0096][0097]
表3：验证数据表
[0098][0099][0100]
实施本发明实施例，具有以下有益效果:
[0101]
本发明实施例以酱油中的肽聚合度为建模指标构建酱油质量评估模型，应用该质量评估模型能够综合肽聚合度以及酱油中其他成分评估酱油的质量，且能够根据酱油的质量评估结果微调酱油产品配方以及进行质量监控，从而能够有效提高酱油的质量；本发明实施例以双缩脲检测方法检测酱油中的肽聚合度，并根据酱油中含有双肽键结构的数量以及肽含量的比值计算得到肽的聚合度，即为单位质量的多肽中肽键的数量，充分考虑了酱油中多肽在酶的作用下实际变化情况，有效地提高了检测酱油中肽相关表征指标的准确性。
[0102]
请参阅图5，本发明的第三实施例提供了一种构建酱油质量评估模型的装置，包括：
[0103]
第一检测模块10，用于检测若干酱油样品中的肽聚合度，并将所述肽聚合度作为第一建模输入指标，其中，所述肽聚合度为单位多肽所含有肽键的平均数量；
[0104]
第二检测模块20，用于检测若干酱油样品中的成分含量，并将所述成分含量作为第二建模输入指标，其中，所述成分含量包括全氮他含量、铵态氮含量、氨基酸态氮含量、还原糖含量、总酸含量、盐含量和可溶性无盐固形物含量；
[0105]
评估模块30，用于以预设的评估规则对若干酱油样品的质量进行评估得到质量评估结果，将所述质量评估结果作为建模输出指标；
[0106]
建模模块40，用于根据所述第一建模输入指标、第二建模输入指标和所述建模输出指标构建酱油质量评估模型。
[0107]
本发明实施例以酱油中的肽聚合度为建模指标构建酱油质量评估模型，应用该酱油质量评估模型能够准确对生产过程中酱油的口感鲜度进行评估，提前发现生产过程中质量异常的酱油产品；可对酱油产品进行发酵监控，根据酱油发酵的监控结果，在酱油产品生产的质量控制环节中应用模型进行配方和工艺的微调，从而实现改善酱油产品的口感鲜度，进而有效提高酱油产品的质量。
[0108]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。