本發明涉及一種番茄紅素的鑒別方法，尤其是一種基于危害元素和微量元素分布特征鑒別番茄紅素的方法。
背景技術：
：番茄紅素分子式為C40H56，屬于類胡蘿卜素的一種。其抗氧化性能在所有類胡蘿卜素中是最強的，它清除單線態氧的能力是常用抗氧化劑維生素E的100倍，是β-胡蘿卜素的2倍以上；它的保健功能覆蓋了延緩衰老、預防癌癥、增強肌體免疫能力、改善動脈粥樣硬化以及美容、美膚、防紫外線輻射等多個方面。不僅如此，人體內番茄紅素的含量過低，容易衰老、容易發生某些慢性器質性疾病和癌癥。人體不能自行合成番茄紅素，必須從外源食品中獲得。各蔬菜水果中番茄紅素含量不等，其中尤以番茄中含量最高。番茄又因產地、品種等差異，其中的番茄紅素含量各異，歐美各國產的番茄醬中番茄紅素含量為40mg/kg左右，而中國新疆產番茄醬中番茄紅素的含量可達60mg/kg。有些研究表明新疆番茄中番茄紅素含量可達130mg/kg。歐洲經濟共同體(EEC)和英國許可使用的食用色素中包括了番茄紅素。聯合國食品添加劑專家委員會(JECFA)認定番茄紅素為A類營養素，并為50多個國家和地區作為營養著色雙重作用的食品添加劑。番茄紅素目前已經獲得了歐洲“新穎食品”品準和美國的“GRAS”身份。目前番茄紅素的生產方式有：從番茄醬中提取、化學合成、生物工程生產等方法。生物工程和化學合成方法的方法優勢在：產量高，成本低。天然植物提取的優勢在于產品完全為自然狀態，存在天然異構體組分，大眾接受度高，更安全。從分子結構上來講，天然與人工合成的番茄紅素是沒有差異的；它們的化學和物理性質也是相同的；但在藥物和食品中使用的天然與人工合成的番茄紅素產品卻可能有不同的生物學效果。在人們對人工合成品的保健和抗病能力提出許多疑問的同時，有許多證據充分肯定了天然產物的效果；這是一個令消費者十分關注的問題。已有的證據表明：造成兩者生物學功能差異的主要原因是兩者在純度上的差異。首先，天然產物中存在一定數量的非番茄紅素類胡蘿卜素（如：八氫番茄紅素和β-胡蘿卜素），它們是細胞中番茄紅素合成的前體。因此消費者在選擇保健品、功能性食品時，具有傾向自然的特點。而且天然番茄紅素擁有70多種同分異構體，有初步的研究表明其番茄紅素各分異構體的組份含量很可能跟抗癌等作用有關，因此在食品、保健品領域的應用中，植物提取產品具有不可替代的優勢。天然產物中各異構體之間在體內的協同作用是天然產物表現出顯著生物學功能的重要保障。因此，開發和利用天然產物具有重大的科學和經濟意義。目前關于天然番茄紅素和合成番茄紅素鑒別方法主要是通過液相色譜，如《食品科學》2007,28(9):462-466《番茄紅素人工合成品與天然產物的鑒定[J]》中，劉沐霖、惠伯棣等利用C18-HPLC分析兩者的類胡蘿卜素組成，鑒定天然產物中番茄紅素生合成的前體和后體；但這種方法的鑒別結果不太直觀和明顯。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種鑒別結果直觀、準確的基于元素分布特征鑒別番茄紅素的方法。為解決上述技術問題，本發明所述方法工藝為：（1）分別將天然番茄紅素樣品和合成番茄紅素樣品分別進行消解，然后加熱進行趕酸；（2）采用樣品溶液加標的方式校正半定量響應因子，使用ICP-MS半定量檢測上述樣品，記錄各元素的含量；（3）將各元素含量作為變量，利用SPSS軟件得到天然番茄紅素的判別方程I和合成番茄紅素的判別方程II；（4）檢測未知樣品的元素含量；然后將各元素的檢測值帶入判別方程I和判別方程II中計算；若Y天然＞Y合成，則該未知樣品為天然番茄紅素；若Y天然＜Y合成；則該未知樣品為合成番茄紅素。本發明采用下述各元素的含量作為變量：Li、As、Pb、V、Fe、Mn、Ni、Mo和Co。所述判別方程I：Y天然=-120.512-0.027*CLi-36.790*CV+6.642*CMn-0.050*CFe-20.033*CCo+0.076*CNi+57.988*CAs+6.036*CMo+456.989*CPb；所述判別方程II：Y合成=-48.229+0.079*CLi-6.006*CV+0.996*CMn-0.08*CFe-2.627*CCo+0.002*CNi+20.019*CAs+0.950*CMo+69.596*CPb。本發明所述步驟（2）中，樣品溶液加標工藝為：首先直接使用ICP-MS半定量方法檢測樣品，然后選擇高、中、低質量數各3種未檢出的或含量很低的元素加標，加標量為200ppb或檢測濃度10倍及以上；用加標后的試樣液進行半定量因子校正。本發明所述步驟（1）中采用微波消解。所述微波消解時的樣品量為0.2g，分別加入5ml硝酸和1ml過氧化氫；所述趕酸溫度為120℃～150℃。本發明所述步驟（3）：在SPSS軟件中，首先設定天然番茄紅素為第1組，合成番茄紅素為第2組，然后利用Fisher逐步判別方法獲取判別函數，再采用Will’Lambda檢驗法選擇合理的變量，構建得到所述判別方程I和判別方程II。所述變量保留或剔除的準則是F值：當F值大于1.5時，該變量被保留；當F值小于1.5時，該變量被剔除。采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明利用危害元素及微量元素的分布特征可以有效的對天然番茄紅素和合成番茄紅素進行鑒別；鑒別結果直觀，準確性高，對消費者選擇更加天然健康的番茄紅素產品具有較強的應用價值。本發明充分利用了天然番茄紅素與合成番茄紅素危害元素和微量元素的分布差異較大這個特點，采用半定量檢測鑒別，可以得到更多的元素信息，更容易鑒別，結果更準確；另外本發明采用半定量因子校正方法充分考慮到樣品基質影響，使用樣品溶液加標的方式校正半定量因子，可以消除樣品基質影響，檢測結果更準確。綜合來說，本發明具有分析速度快、效率高、成本低和準確度高的特點，對于鑒別天然番茄紅素和合成番茄紅素具有較強的應用價值。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。本基于危害元素和微量元素分布特征鑒別番茄紅素的方法的鑒別步驟如下所述：（1）分別將天然番茄紅素和合成番茄紅素樣品使用微波消解儀消化，在電熱板上將酸趕去，具體工藝為：A、稱取0.2g樣品到聚四氟乙烯管中，加入5ml硝酸和1ml過氧化氫。B、將樣品放入微波消解儀中進行消解，升溫程序見表1。表1：消解的升溫程序C、趕酸溫度為120℃～150℃。（2）采用樣品溶液加標的方式校正半定量響應因子，使用ICP-MS半定量檢測上述樣品，記錄各元素的含量，單位為mg/kg。A、半定量因子校正方法的具體方法為：首先直接使用半定量方法檢測樣品，得到樣品中各元素大致含量，然后選擇高、中、低質量數各3種未檢出的（或含量低的）元素加標，加標量為100ppb（或本底濃度10倍及以上）。用加標后的試樣液進行半定量因子校正。本方法采用ICP-MS半定量檢測，檢測元素為全質量軸，檢測準確性在±20%以內。B、ICP-MS測量參數為：元素選擇為全質量軸，儀器RF功率為1550W，采樣深度為8.0mm，等離子體氣流為15.0L/min，輔助氣流速為1.0L/min，載氣流速為1.06L/min，定量分析模式，單位質量數采集點數為3，重復次數3，掃描編數100，積分時間為0.1s，選擇快速掃描，碰撞氣為He氣。其他參數均調諧到最佳狀態，進行半定量因子校正后檢測樣品。（3）將各特征元素含量作為變量，利用SPSS軟件得到判別方程I和II。具體步驟為：首先設定天然番茄紅素為第1組，合成番茄紅素為第2組，然后利用Fisher逐步判別方法獲取判別函數，再采用Will’Lambda檢驗法選擇合理的變量，構建得到所述鑒別函數。進行所述最合理變量選擇時，變量保留或剔除的準則是F值：當F值大于1.5時，該變量被保留。當F值小于1.5時，該變量被剔除。所得判別方程I和判別方程II的表達式為：判別方程I：Y天然=-120.512-0.027*CLi-36.790*CV+6.642*CMn-0.050*CFe-20.033*CCo+0.076*CNi+57.988*CAs+6.036*CMo+456.989*CPb；判別方程II：Y合成=-48.229+0.079*CLi-6.006*CV+0.996*CMn-0.08*CFe-2.627*CCo+0.002*CNi+20.019*CAs+0.950*CMo+69.596*CPb。鑒別方程中CX是指特征元素X的濃度值，單位為mg/kg；元素X指的是判別方程I和判別方程II中的特征元素：Li、As、Pb、V、Fe、Mn、Ni、Mo、Co等。（4）檢測未知樣品的上述特征元素；然后將特征元素值分別帶入所述的鑒別函數的判別方程I和方程II中計算。若Y天然＞Y合成，則該未知樣品為天然番茄紅素；若Y天然＜Y合成；則該未知樣品為合成番茄紅素。實施例：本基于危害元素和微量元素分布特征鑒別番茄紅素的方法如下所述。（1）分別取天然番茄紅素樣品和合成番茄紅素樣品各10個。將上述樣品進行消解，采用樣品溶液加標的方式校正半定量響應因子，并在ICP-MS上進行半定量檢測，檢測結果見表2。表2：ICP-MS半定量檢測結果（mg/kg）（2）將所得的元素含量數據帶入判別方程I和II中進行判別，判別結果見表3。表3：實施例樣品的判別結果樣品Y天然Y合成判斷結果真實值判斷結果是否正確147-230天然天然正確2106-98天然天然正確3109-305天然天然正確475-315天然天然正確560-323天然天然正確6-25-269天然天然正確766-309天然天然正確899-254天然天然正確965-276天然天然正確1065-216天然天然正確11-8527合成合成正確12-9538合成合成正確13-8017合成合成正確14-8547合成合成正確15-8162合成合成正確16-7840合成合成正確17-6554合成合成正確18-8544合成合成正確19-9350合成合成正確20-9055合成合成正確由表3可知，本方法的判別公式對未知樣品的正確率為100%，能夠非常有效的對未知樣品進行辨別，鑒別結果直觀、準確，具有較強的實用價值。當前第1頁1 2 3