论文部分内容阅读
螺旋藻是世界上最古老的单细胞绿色生命,主要成分为蛋白质和多糖,有少量的脂肪,并且还含有丰富的维生素和矿物质等微量成分。螺旋藻具有降血压、抗氧化、提高免疫力和抗肿瘤等作用。由于巨大的营养价值和功能特性,螺旋藻具有很高的经济效益,因此其掺假等市场问题也日益突显。一方面螺旋藻产品的真假和质量成为消费者最关心的问题,对螺旋藻品质进行快速有效的检测是市场管理的迫切需求。另一方面螺旋藻是否经过合理安全的辐照灭菌处理也会影响其品质和国际贸易,因此需要对其辐照剂量进行检测。傅里叶变换红外光谱法具有宏观整体鉴定复杂体系以及无损、简便、快速等特点,适于螺旋藻品质分析和辐照剂量的检测。纯螺旋藻蛋白具有1657和1537cm-1的酰胺带特征吸收峰,多糖的特征吸收峰为1154和1069cm-1。比较特征峰强度判断出纯螺旋藻中含量最高的成分为蛋白质,其次是多糖。螺旋藻粉具有类似的红外光谱,但是其蛋白吸收峰较宽,位置在1658和1542/1537cm-1;形成1054、1080、1016/1024cm-1三个阶梯状糖类吸收峰。辅料糊精的红外吸收叠加作用使蛋白质和糖类特征峰形状、位置发生变化。纯螺旋藻的酰胺I与II带的相对峰强度在1.43左右,其他酰胺带的相对峰强度波动较大(1.39-1.21)并且螺旋藻产品的酰胺带吸收峰明显变宽。纯螺旋藻中α-螺旋的含量为24.6%,其他样品中只有15%。在2D-IR光谱中螺旋藻粉的酰胺I带分裂成1558和1574cm-1,酰胺II带分裂成1623、1635、1645和1652cm-1;螺旋藻片酰胺I带分裂成1537、1550和1560cm-1,酰胺II带分裂成1624、1632、1640和1680cm-1。分叉峰的出现说明样品具有不同的蛋白质组成。纯螺旋藻在2D-IR中有5个糖类强自动峰:1161、1138、1083、1054和1026cm-1;螺旋藻粉有一个宽的自动峰1194cm-1;螺旋藻片在1143cm-1和1190cm-1出现强自动峰。通过二阶导数光谱和2D-IR对辐照样品分析发现,辐照破坏了蛋白质分子间的相互作用力,蛋白质二级结构改变;热微扰下的二维分析也表明辐照后样品的蛋白质的热变性过程发生变化,并且辐照处理后糖类的自动峰1012cm-1强度升高,对热微扰的响应增强,而其他糖类自动峰强度降低,热敏感性下降。通过红外光谱三级鉴别分析,可以判断样品是否经过辐照。应用化学计量学建模方法量化这些红外光谱的差异,建立辐照剂量检测模型。本实验建立的SIMCA模型对辐照样品的识别率为100%,拒绝率﹥95%,样品的预测准确度不低于96.5%。本课题首次利用红外光谱三级鉴别方法对螺旋藻进行分析,建立了快速检测螺旋藻产品品质的光谱分析法。分析辐照螺旋藻粉红外吸收特性的变化,建立辐照剂量的预测模型,为红外光谱技术在辐照检测方面的应用奠定了基础。