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前沿文獻 | 78種可食用性花的建模、歸類和快速鑒別

2024-07-09科學

近期, 中科院上海藥物所果德安課題組 采用沃特世最新 直接分析型單四極桿質譜-RADIAN ASAP 對采自中國市場的78種(451批次)可食用性花進行了快速檢測,並透過MATLAB進行數據建模和相似度比較,所有樣本鑒別準確度達100%。該方法可套用於大批次食品樣本的快速檢測。文章發表於Food Chemistry。

花卉 在自然界分布廣泛,除了可以帶來迷人的香氣和令人賞心悅目的觀感外,花卉在食品及藥品方面也有著極為廣泛且重要的套用,比如常被用在茶葉、食品、飲料、藥品、化妝品等領域。可食用性花朵富含花青素、酚酸、類黃酮、類胡蘿蔔素、揮發油等物質,可以促進人類的健康、增強食品的風味,近年來越來越引起人們的關註。

由於花卉種類繁多,且具有相似的自然內容和化學組分,可食用性花在使用中常現摻假和混用現象。雖然部份名貴花卉在ISO(藏紅花, ISO/TS 3632-2)或USP(金銀花,HMC)中已經建立了鑒別方法,但這類方法常是「一對一」的鑒別,很難對大量種屬進行摻假鑒別。以菊花為例,雛菊、杭白菊、貢菊、懷菊、波斯菊等就很難在食品及藥品添加中做到有效鑒別。下面,本文將介紹 如何透過直接分析型單四極桿質譜,對78種可食用性花進行建模、歸類,實作快速鑒別。

樣品處理流程

樣品按預處理方法粉碎,將每朵花稱重細粉樣(60 mg)放入15 mL離心管,加5 mL50%甲醇(v/v)。超聲提取30 min。14,000 r/min離心10 min,取上清進樣。

RADIAN ASAP樣品分析流程

圖1. RADIAN ASAP樣品分析流程。

RADIAN ASAP樣品分析原理

圖2. RADIAN ASAP分析原理。

RADIAN ASAP的測試結果與ESI檢測結果有一定互補性

實驗同時將RADIAN ASAP采集譜圖與QDa和QTof(直接進樣)的ESI模式進行了比對,由於RADIAN ASAP電離模式與傳統ESI的差異以及進樣模式的不同,實際樣本的質譜圖有一定的差異。RADIAN ASAP可對傳統ESI檢測手段作一定互補。RADIAN ASAP分析一個樣本僅需1-2 min,具有顯著的商業運用價值。

圖3. MS掃描分析中獲得的綠原酸、馬齒莧苷、玫瑰、金銀花的MS譜圖。

結 果

41種可食用性花采用正離子模式,37種采用負離子模式掃描,運用沃特世質譜分析軟件MassLynx 4.2進行數據采集,6個組分的日內和日間MS相似度RSD幾乎都在15%以內,這證明了ASAP進行大規模分析的可行性。透過MATLAB編程,實作了降噪、對齊、去重復、數據庫構建和未知花辨識的自動化, 成功對30種未知樣本進行了快速鑒別 ,實作了準確的確認歸屬。該方法為鑒定食用花卉提供了新的見解,並可套用於其他食品和補充劑,為高通量分析提供快速、自動化、智能的鑒定方法。

圖4. 臨床用混合花卉的代表性ASAP-MS譜圖

圖5. 花卉鑒別的數據處理流程及策略(A)MS相似性方法;(B)二進制碼方法的原理

RADIAN ASAP直接分析型單四極桿質譜透過玻璃棒蘸取直接進樣, 省去前端LC進樣系統,樣品前處理簡單,適用於多種類別的樣品基質,大大降低儀器使用成本 。儀器內建的統計學LIVE ID軟件可用於數據庫匹配和數學建模方向的套用,已經在食品,飲料,醫藥,化工,司法鑒定等領域得到廣泛的套用。

參考文獻

Qian Meng, Jianqing Zhang , Xiaolan Li, Yun Li, Xuanjing Shen, Ziqing Li, Meng Xu, Changliang Yao, Pengfei Chu, Ya-Jun Cui, De-an Guo. ASAP-MS combined with mass spectrum similarity and binary code for rapid and intelligent authentication of 78 edible flowers. Food Chemistry 436 (2024) 137776