一种基于GC-MS代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃品种的识别方法

本发明属于分析化学领域，是一种基于gc-ms代谢组学结合二元逻辑回归分析方法判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃的方法。

背景技术：

1、代谢组学研究生物体系受外部刺激后产生的所有代谢产物的变化，能够更准确地反映生物体系的状态，是生物体系整体功能或状态最终结果的表现。其在猕猴桃相关研究中的运用愈加广泛，主要对于猕猴桃种类，产地，加工等方面进行化学分析。本发明确定的l-苏氨酸和麦芽糖是猕猴桃中重要代谢物，具有重要的生物学功能。l-苏氨酸属于必需氨基酸，它在动物体内具有极其重要的生理作用，如促进生长、提高免疫机能等。麦芽糖能够促进肠胃蠕动，补充机体所需的碳源和能量。

2、猕猴桃，也称奇异果，是一种具有丰富氨基酸与矿物质的水果。猕猴桃果实肉肥汁多，清香鲜美，甜酸宜人，耐贮藏。除鲜食外，还可加工成果汁、果酱、果酒、糖水罐头、果干、果脯等。徐香猕猴桃果实多为圆柱形，且果实大，品质优良，不但具有食用价值，而且也有较高的医疗保健价值，其果实维生素含量丰富，味道酸甜可口，特别是在抑制诱发癌症基因突变方面的作用，已引起国内外学者高度的重视。海沃德果实多为长圆柱形，果皮绿褐色，上密集灰白色长绒毛，果实大平均单果重可达82 g。海沃德猕猴桃含有维生素c、e、k等，属营养和膳食纤维丰富的低脂肪食品，对减肥健美、美容有独特的功效，并且含有丰富的叶酸和叶黄素。

3、综上所述，徐香和海沃德猕猴桃外观均为圆柱形且果大，性味甘酸。仅通过外形和口感，消费者很难对二者进行鉴别。目前对徐香和海沃德猕猴桃的鉴别主要依靠经验丰富的果农从细微的果实口感差异及表面绒毛长短等感官层面进行判别，尚无高效、准确、快速鉴别徐香和海沃德猕猴桃的科学判别方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于gc-ms代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃的方法，采用气相色谱-质谱联用仪（gc-ms）的代谢组学分析方法对猕猴桃果实中的l-苏氨酸和麦芽糖含量进行分析，得到l-苏氨酸/麦芽糖的含量，通过二元逻辑回归，得到猕猴桃品种的判别公式及其判别概率p（probability）；在相同条件下，对两个外观相似且不易鉴别的猕猴桃品种进行判别，确定其品种为徐香或海沃德。p值越接近于1，猕猴桃是海沃德品种的概率越高，p值越接近于0，猕猴桃是徐香品种的概率越高。对两个外观相似且不易鉴别的猕猴桃品种采用二元逻辑回归分析方法进行判别，可为消费者提供辨别依据。

2、具体方法为：

3、（1）采集产自陕西周至县陕西佰瑞猕猴桃研究院的徐香和海沃德猕猴桃样品，在20℃条件下贮藏0天；

4、（2）采样时快速去皮去籽，经榨汁机打碎，置于冷冻干燥机成粉。称取100 mg猕猴桃样品（干重），加入1.5 ml的80%甲醇水混合溶液涡旋振荡5 min，14000 rpm下离心10min，静止2 min，取上清液500 µl冻干。冻干样加入140 µl甲氧胺盐酸盐-吡啶溶液（20 mg/ml），涡旋3 min至样液混匀，在37 ℃水浴衍生90 min，10000 rpm离心5 min后，加入30 µlmstfa，37 ℃水浴衍生60 min。取80 µl上清液待测；

5、（3）采用气相色谱-质谱联用仪（gc-ms）的代谢组学分析方法对猕猴桃样品中的l-苏氨酸和麦芽糖进行相对定量分析，将猕猴桃的l-苏氨酸/麦芽糖数值与其徐香和海沃德品种属性进行二元逻辑回归分析后，得到回归方程为y=1452.02 l-苏氨酸/麦芽糖−38.32，进一步得出海沃德猕猴桃品种的判别概率公式是p=1/（1+e−y），公式中，p代表猕猴桃为海沃德品种的概率，y为根据l-苏氨酸/麦芽糖及回归方程计算得到的结果，p值越接近于1，猕猴桃是海沃德品种的概率越高，p值越接近于0，猕猴桃是徐香品种的概率越高。

6、上述方法中，所述样品是在2019年9-11月采自陕西周至县陕西佰瑞猕猴桃研究院，且大小统一的猕猴桃样品。每个猕猴桃品种重复制备4-5份，每次制备测定一次。确保方法的准确性。采用接受者操作特性曲线（receiver operating characteristic curve，简称roc曲线），判断预测的特异性及灵敏度。

7、本发明的技术路线是：收集在2019年9-11月采摘自陕西周至县陕西佰瑞猕猴桃研究院的猕猴桃样品（含5个徐香猕猴桃样品和5个海沃德猕猴桃样品），在20℃贮藏0天，随机标号后，采用gc-ms的代谢组学分析方法测定猕猴桃果实中的代谢物类别及含量，共定性出72个代谢物。非参数检验结果表明，代谢物中，麦芽糖、d-半乳糖、丙酮酸等32种代谢物在两品种间均有显著差异，其中含量差异较为显著的代谢物主要包括：苹果酸、麦芽糖、半乳糖醇、d-半乳糖、l-苏氨酸以及l-苏氨酸/麦芽糖等。进一步采用二元逻辑回归分析，研究代谢物含量与猕猴桃品种属性的相关性，综合方法简便性、代谢物稳定性，最终使用l-苏氨酸/麦芽糖变量（见图1），建立二元逻辑回归方程y，得出海沃德猕猴桃品种的判别概率p＝1/(1+e-y)。采用roc曲线判断敏感度及特异性，再次收集在20℃分别贮藏6天、15天且品种未知的猕猴桃样品，采用同样的方法，分析其中的l-苏氨酸和麦芽糖的含量，计算判别概率p，判别猕猴桃的品种属性。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、本发明利用猕猴桃样品中l-苏氨酸和麦芽糖含量比值（l-苏氨酸/麦芽糖）为基础，建立二元逻辑回归方程，得到海沃德品种的判别概率值p。本发明具有操作简便快捷，结果准确可靠的特点，可为猕猴桃品种判别研究提供依据。

技术特征：

1.一种基于gc-ms代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃品种的识别方法，其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种基于gc-ms代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃品种的识别方法，其特征在于:

3.根据权利要求2所述的一种基于gc-ms代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃品种的判别方法，其特征在于:

4.根据权利要求3所述的一种基于gc-ms代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃品种的识别方法，其特征在于:

5.根据权利要求4所述的一种基于gc-ms代谢组学判别徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃品种的判别方法，其特征在于:

技术总结
本发明公开了一种基于GC‑MS代谢组学的徐香猕猴桃和海沃德猕猴桃的判别方法。本发明的技术方案为：采用气相色谱‑质谱联用仪（GC‑MS）的代谢组学分析方法对猕猴桃果实中的L‑苏氨酸和麦芽糖含量进行分析，得到L‑苏氨酸/麦芽糖的含量，通过二元逻辑回归，得到猕猴桃品种的判别公式及其判别概率P；在相同条件下，对两个外观相似且不易鉴别的徐香或海沃德猕猴桃品种进行判别。P值越接近于1，猕猴桃是海沃德品种的概率越高，P值越接近于0，猕猴桃是徐香品种的概率越高。本发明操作简单、检测结果可靠，可为猕猴桃品种鉴别的研究提供依据。

技术研发人员：赵燕妮,武璇,张俊杰,刘欢,燕美如,张坤
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12