2024-03-13 13:25:32 华质泰科生物技术(北京)有限公司
青藏高原东部边缘的红原县,草原辽阔、水草丰茂。当地独特的生态环境和放养方式造就了红原牦牛奶的优良品质和特色风味。红原牦牛奶是中国首个授予国家“地理标志保护产品(PGI)”的乳制品,也是中国首个获得欧盟、美国、中国三大有机产品认证的牦牛乳制品。
不法商贩常为了经济利益将非 PGI 红原牦牛奶冒充 PGI 产品出售,这严重损害了消费者权益并影响了 PGI 红原牦牛奶的品牌形象。因此,迫切需要对红原牦牛奶的真实性进行评估,以打击此类欺诈行为。
近年来,由于识别 PGI 假冒产品的紧迫性,需要建立高效、快速的真伪评估方法,以避免常用技术预处理复杂、耗时、耗溶剂等局限性。
近日,中国农科院农业质量标准与检测技术研究所赵燕课题组最新成果于《Food Chem》(IF 8.8)见报发表“Rapid authenticity assessment of PGI Hongyuan yak milk based on SICRIT-QTOF MS”。在线软电离质谱“鼻”,SICRIT-MS 暨“原位高清质谱”,成功应用于鉴别地理标志产品红原牦牛奶真伪,方法简单、快速、准确。PCA 及 OPLS-DA 分析表明,红原牦牛奶与其他来源牛奶之间存在差异,比对数据库筛选出28种差异化合物,为快速区分奶类样本、乳制品产地溯源鉴伪提供新的分析工具,并为地标乳制品品牌保护提供理论依据。
样品准备
采集到来自中国4个地区的150个牛奶样品(红原 Hongyuan, HY;天津 Tianjin, TJ;内蒙古 Inner Mongolia, NM;河南 Henan, HN),将样品进行冷冻干燥后,保存在 -20 ℃。
样品分析
称取150 mg 的冻干样品至15 mL 顶空瓶中,置于 SICRIT 离子源前端直接嗅闻12 s,正离子模式下进行质谱分析,电压为1500 V,频率为15000 Hz,样品平行 15 次以确保稳定性和重现性。
图1、红原和其他三个地区(内蒙古、天津、河南)样品的代表性 SICRIT-QTOF MS 指纹谱图
图2、红原 HY 和其他三个地区(内蒙古 NM、天津 TJ、河南 HN)样本的判别分析图。(A)PCA 得分图;(B)OPLS-DA 得分图;(C)训练集和测试集的 OPLS-DA 分析。
根据 VIP、FC 和 P 值进行筛选和基于数据库的目标搜索,筛选了28个差异化合物,包括12个氨基酸、3个酯类、3个脂肪酸,酚类、酰胺、杂环各2个,醛、酮、核苷酸和多肽各1个。热图分析显示了所选标记与来源之间的相关性,表明 SICRIT-MS 可以有效提取红原和其他三个来源样品之间的不同差异离子,并可视化其相对含量分布。
其中,氨基酸化合物中差异化合物的比例最高,且在 HY 样品中,大多数氨基酸的相对含量较高。可能是由于红原的海拔高于其他海拔,海拔的增加导致各种环境参数的变化,进而影响牛奶中的氨基酸含量。
图3、红原和其他三个地区样品中 28 种差异化合物的相对百分比
对6个 FC ≥ 2 的化合物进行了注释,它们在 HY 中更为丰富,可以作为鉴定 HY 样品的关键化合物,包括脯氨酸、2-羟基-3-甲基丁酸、L-异亮氨酸、亮氨酸、N,N-二甲基精氨酸和壬酸。
图4、红原样品中特征化合物相对丰度和结构的差异分析图
研究结论
研究表明,SICRIT-MS 可快速(1 min)、简单和非靶向地用于地标乳制品鉴别,几乎不需要样品前处理。通过一系列的数据预处理、筛选和数据库比较,合理地确定了来自红原和其他三个产品样品的28个潜在标记物。基于潜在标记物构建的线性判别原始分类率为 98.7%,交叉验证准确率为 92%,并确定了地理标志产品红原牦牛奶的6种特征化合物,包括脯氨酸、2-羟基-3-甲基丁酸、L-异亮氨酸、亮氨酸、N,N-二甲基精氨酸和壬酸。
综上所述,SICRIT-MS 为牛奶和乳制品的产地溯源提供了一种新型的快速工具。同时,该方法在地标产品红原牦牛奶的真实性评估中成功的应用,也为地理标志产品的品牌保护提供理论依据。
● 更多细节,请参考文献:
Zixuan Zhang., Mengjie Qie., Lu Bai., Shanshan Zhao., Yalan Li., Xiaoting Yang., Kehong Liang., & Yan Zhao.(2024). Rapid authenticity assessment of PGI Hongyuan yak milk based on SICRIT-QTOF MS. Food Chemistry, 442, Article 138444.
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.138444
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