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不同产地羊肉多组学特征与溯源技术研究

不同产地羊肉多组学特征与溯源技术研究

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作者：郄梦洁中国农业科学院

学位级别：硕士

羊肉具有较高的营养价值和药用价值,且没有宗教和文化的禁忌,深受各民族欢迎。地理标志羊肉产品往往比普通羊肉产品具有更好的感观和质量、丰富的口感和味道、出色的营养和功效,因此消费者更愿意为地理标志羊肉产品承受更高的溢价。在... 详细信息

羊肉具有较高的营养价值和药用价值,且没有宗教和文化的禁忌,深受各民族欢迎。地理标志羊肉产品往往比普通羊肉产品具有更好的感观和质量、丰富的口感和味道、出色的营养和功效,因此消费者更愿意为地理标志羊肉产品承受更高的溢价。在巨大的经济利润刺激下,市场上出现了大量冒用地理标志羊肉产品进行交易的事件。目前,我国尚未建立起完善的羊肉产品追溯体系,有必要对羊肉产品进行产地溯源技术研究。本论文对3种地理标志羊肉产品——盐池滩羊肉(宁夏滩羊)、仲兴羊肉(安徽湖羊)、环县羊羔肉(甘肃黑山羊)和1种进口羊肉产品——新西兰羔羊进行产地溯源研究,涵盖了代谢物、风味物质、稳定同位素、矿物元素和脂肪酸5类重要溯源指标,并针对每类溯源指标进行了指纹特征分析。具体研究内容和研究结果如下:采用DART-HRMS技术对4个产地的羊肉样品进行非靶向代谢组学分析,并借助化学计量学对羊肉样品进行产地溯源研究。以VIP>1,FC ≥2和P风味组学分析,并借助化学计量学对羊肉样品进行产地溯源研究。以VIP>1,FC ≥2和P风味物质。通过数据库匹配共鉴定出42个差异性风味物质,包括3个醇类、1个酮类、1个多肽、3个醛类、1个酯类、2个胺类、1个酰胺、10个氨基酸及其衍生物、9个酸类、2个糖类、1个酚类、2个核苷酸和6个杂环类风味物质,这些风味物质在4个产地羊肉样品中的含量存在显著性差异。采用差异性风味物质构建OPLS-DA和LDA溯源模型,在OPLS-DA模型中,除了新西兰样品,其他产地的样品在训练集和测试集中的判别准确率都是100%;LDA模型的原始判别准确率为100%,交叉验证准确率为86.70%。SICRIT-HRMS技术前处理无需加热,避免了因加热造成风味前体物质的热解和焦糖化等一系列复杂化学反应。因此,SICRIT-HRMS技术不仅能测定醇类、醛类和酸类等传统风味物质,还能测到氨基酸、多肽、胺类、脂类、酰胺、多糖和核苷酸类等风味前体物质。本方法首次将SICRIT-HRMS技术应用于产地溯源领域,能够在显著缩短检测时间的同时保证产地溯源的准确性。将差异性代谢物、差异性风味物质、稳定同位素、矿物元素和脂肪酸5种溯源指标进行数据融合,并结合化学计量学对4个产地的羊肉样品进行溯源研究。虽然采用差异性代谢物和差异性风味物质对羊肉样品进行产地溯源具有检测时间短、效率高等优点,但是其交叉验证准确率均未达90.00%;为了提高溯源准确率,将差异性代谢物和差异性风味物质指标经过未优化权重的等比数据融合,交叉验证准确率提升到96.67%;再对这两种数据进行权重为6:4的融合,交叉验证准确率提升到97.50%,准确率仍未达到100%。为了进一步提升溯源准确率,采用与产地直接相关的稳定同位素和矿物元素等指标进行数据融合。对稳定同位素和矿物元素指标进行未优化权重的等比数据融合,准确率为98.00%,再对这两种技术分配权重为8:2的数据融合,准确率提升到100%;对稳定同位素、矿物元素和脂肪酸指标进行未优化权重的等比数据融合,准确率为97.50%,随后对这三种技术进行权重为7:2:1的数据融合,准确率提升到100%。上述结果表明优化权重的数据融合可以有效提高羊肉产地溯源的判别准确率。本论文采用DART-HRMS和SICRIT-HRMS技术分别对不同产地的羊肉样品进行了溯源研究,不仅获得了差异性标志物,还使检测时间大幅缩短,有效提高了溯源效率,为溯源研究提供了新的研究思路;为了提高溯源准确率,对多种溯源指标进行了采用优化权重的数据融合分析,判别准确率被有效提升,对相关溯源研究有借鉴意义。

关键词：羊肉产地溯源代谢组风味组数据融合

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