基于无机元素指纹分析的桔梗产地溯源研究

目的:比较四川梓潼、云南玉龙、安徽太和、湖北英山、河南桐柏无机元素含量差异,结合计量学方法,探讨桔梗产地溯源应用的可行性,为桔梗产地溯源提供新方法。方法:利用ICP-MS和ICP-AES测定四川、云南、安徽、湖北、河南5个主产区共75份桔梗样品中K、P、Fe、Mn、B等37种元素的含量,通过主成分分析对5大产区桔梗进行聚类,运用KNN算法、Bayes算法、SVM-ga算法、BP-NN算法、LS-SVM算法、SVM-grid算法,建立桔梗产地溯源模型。结果:五大产区桔梗中无机元素含量差异显著(P＜0.05),其中Sb、Sn、Ge、Nb、Ag 5种元素,在不同产区间差异最为明显,由主成分分析发现不同产地桔梗样品分布集中且相对独立,SVM-grid桔梗溯源模型能够100%将五大产区桔梗进行区分。结论:Sb、Sn、Ge、Nb、Ag 5种元素含量分布具有明显的地域特征,以无机元素结合计量学方法可以对桔梗进行有效的产区判别,且准确率高,是产地溯源的有效方法。     

元素含量分析应用于樱桃产地溯源

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对来自美国、加拿大和中国3个地区的92份樱桃中51种元素含量进行测定,并结合化学计量学中主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA),建立了基于元素含量的判别模型对3个地区樱桃进行区分。结果表明,PCA和PLS-DA多元统计模型均可区分中国和美国、加拿大和中国来源的樱桃样品,中国樱桃与美国、加拿大两国樱桃样品具有显著聚集特征,但美国与加拿大两国樱桃样品聚集交叉在一起。樱桃样品的PLS-DA产地溯源鉴定模型显示,Pr、Nd、Ce、Y、Co、Mo、Mn、Dy、Gd、Ni、Ho、Sm、Sr、Er、Ga、U、Na、Yb、Be和Zn 20种元素为主要显著元素变量,根据这20种元素含量分布情况即可构建樱桃的产地溯源鉴定模型。PLS-DA产地溯源鉴定模型对3个产地来源樱桃样品识别率分别是美国50%、加拿大83.3%和中国83.3%。     

无机元素与计量学模型结合的半夏产地溯源研究

目的:建立不同产地半夏无机元素的分析方法和溯源体系,为半夏药材的质量控制和道地性评价提供技术支持。方法:采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对我国6个主产区72份半夏样品中K、Ca、Na、Mg、Al等37种无机元素的含量进行测定,并采用方差分析、主成分分析、因子分析等计量学方法进行统计与评价。通过对比BP-神经网络算法、K-最近邻算法、最小二乘支持向量机等多种模式识别方法,探索适合半夏产地溯源的最佳模型。结果:不同产地半夏中无机元素的构成各具特征,各无机元素含量在产地间差异显著(P＜0.05),其中La、Pb、As、Na、Bi、Hg、Sn、Cd、Ag 9种元素在不同产区间的差异最为明显;3D-plots图显示不同产地半夏样品分布相对集中,具备产地分类的可行性;KNN分类模型(曼哈顿距离)是半夏产地溯源的最佳方法,测试集的正确率达到100%。结论:无机元素分析技术结合适当的计量学模型可以实现半夏的产地溯源。     

数据融合策略在食品产地溯源中的应用进展

产地溯源技术可有效识别食品来源,在保护消费者权益和维护产品声誉方面具有重要作用。产地溯源常用的检测手段包括光谱、质谱、色谱和传感器技术等,但是对于化学组成较复杂的食品,单一的分析技术通常无法获得足够的化学信息,而数据融合策略可以通过对不同检测技术获取的数据进行处理及联合,获取更多的有用信息,提高在产地溯源过程中的鉴别效果。目前,数据融合策略已经广泛应用于食品产地溯源领域。本文介绍了包括光谱、质谱、色谱和传感器技术等产地溯源检测技术,总结了基于这些技术的数据融合策略在食品产地溯源中的应用现状,并对数据融合策略在食品产地溯源方面的发展前景进行了展望,以期为食品产地溯源的研究及发展提供参考。     

基于37种无机元素含量的主成分分析和层次聚类分析溯源当归产地北大核心CSCD

采用电感耦合等离子体质谱法测定采自甘肃、青海、四川和云南共计26批次的当归样品中37种无机元素的含量,并考察了重金属及有害元素的安全情况.以37种无机元素的实测值为变量,应用主成分分析确定当归中差异性特征元素;再以特征元素为变量进行层次聚类分析,探讨当归中主要无机元素的含量与其产地的关系.结果表明,当归药材中37种无机元素检出32种,各元素含量差异较大,重金属及有害元素Hg、Cu、Cd、As含量与其他植物相比处于较低水平.不同产区的当归表现出一定的聚类性特征,甘肃与青海当归中无机元素也存在差异,Sm、Nd、Cu、Cr、Cd、Rb和Sr等7种无机元素为其主要指标性成分,可对当归进行有效产地溯源.     

稳定同位素法测定大豆水溶性蛋白质中碳、氮、氧、氢稳定同位素比值及其在产地溯源鉴定中的应用

利用元素分析-同位素比质谱仪(EA-IRMS)测定了来自美国、巴西、阿根廷和加拿大产的60份大豆样品中水溶性蛋白质的δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H值,采用OPLS-DA统计分析方法构建大豆产地溯源模型。大豆水溶性蛋白质δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H值分别为-24.675‰~-29.490‰,-1.595‰~2.537‰,15.749‰~25.127‰,-33.504‰~-118.697‰。比较PCA和OPLS-DA两种统计分析方法显示,OPLS-DA统计分析方法建立的大豆产地溯源鉴别模型识别准确率更高,δ^(15)N、δ^(2)H、δ^(18)O和δ^(13)C在溯源模型中对产地识别的贡献度VIP值分别为1.069,1.045,1.035,0.834。大豆水溶性蛋白质δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(18)O和δ^(2)H产地溯源OPLS-DA模型可鉴别美国、加拿大、巴西和阿根廷四个国家生产的大豆样品,在此基础上构建美国与其他3个国家的两两产地识别模型,可准确鉴别美国产大豆,识别准确率为100%。该研究方法和所构建的模型可应用于美国、巴西、阿根廷和加拿大产大豆的产地溯源。     

基于近红外光谱分析技术的栽培香菇产地快速鉴别

建立了一种基于近红外光谱分析技术的香菇产地鉴别方法。利用近红外光谱仪扫描不同主产地的香菇干样,获得样品的近红外漫反射光谱。利用偏最小二乘判别分析(PLSDA)分别建立了吉林、湖北、福建3个省份栽培香菇的产地判别模型,同时使用光谱预处理和波长筛选技术对判别模型进行优化,最后使用预测样品对模型进行验证。结果表明,使用原始光谱建立的模型能够初步实现对产地的判别,使用光谱预处理技术扣除光谱中的背景信息,同时利用波长筛选技术选择特定波长对模型进行优化后,可进一步提高预测正确率。该方法为香菇产地真实性溯源提供了一种新方法,对香菇产业发展具有重要的实际意义。     

牛奶中碳、氮、氢和氧稳定同位素比的测定及其在产地溯源分析中的应用

应用元素分析-同位素质谱仪(EA-IRMS)和多用途气体制备-连续流稳定同位素质谱仪(GasBench-IRMS)分别测定了来自国内外7个不同国家(澳大利亚、新西兰、西班牙、德国、奥地利、意大利和中国)的83件牛奶样品中碳、氮、氢、氧的稳定同位素比值(δ13 C、δ15 N、δ2 H和δ18 O)。对所测得的数据用SPSS 20.0软件分别进行了方差分析、聚类分析以及牛奶产地的判别分析。从所得结果可见,上述4项稳定同位素比值中的每一项都可获得相关牛奶样品产地来源的若干信息,但还不足以作为相关牛奶样品的溯源地判别的充分依据。而将测试结果进行组合后,对δ13 C、δ15 N和δ2 H三项指标组合交叉检验整体判别正确率达到84.3%,据此采用3项组合指标对牛奶产地进行判别分析,并在此项组合指标的基础上建立了产自7个国家的牛奶的判别模型。对自来这7个不同国家的牛奶盲样进行判别时,可将所测得样品中上述3项稳定同位素的δ值代入所建立的模型中,并比较各模型所得的Y值的大小,其中Y值最大的,即归属于此模型所代表的国家。     

水产品真伪鉴别与产地溯源检测研究进展

水产品真伪鉴别及产地溯源一直是食品安全领域广泛关注的热点问题。近年来,光谱、核磁共振、酶联免疫、核酸检测、电泳、色谱及质谱分析技术的发展,为分析不同物种、产地和含量的水产品提供了强有力的工具。该文介绍了水产品真伪鉴别和溯源检测方法的分类、原理、研究平台及其最新应用,并对其未来发展进行了展望。     

中红外光谱技术应用于饶河蜂蜜产地溯源的表征

通过对饶河本地的蜂蜜样品和其它地区蜂蜜样品的红外光谱谱图进行分析,利用化学计量软件建立饶河黑蜂蜂蜜产地真假判别模型。利用中红外光谱分析仪,分别采用5倍稀释和10倍稀释的前处理方法对95个饶河本地蜂蜜样品和其它地域具有代表性的31个蜂蜜样品进行测定,利用质量控制模块和分析软件对样品集和校正集进行建模处理,对建立的模型加以筛选和优化,最终确定主成分数F=3、门槛值T=2所建立的判别模型符合建模要求,该模型可以对饶河黑蜂蜂蜜产地进行较为准确的判定,判定准确率为90.3%。结果表明中红外光谱技术对饶河黑蜂蜂蜜进行真伪判别是一种有效的方法。     

PCA-LDA法结合近红外光谱用于酵母水解物真假判别及产地溯源

运用近红外光谱结合化学计量学方法实现酵母水解物的产地溯源以及真假判别分析。先选取不同地方的酵母工厂(柳州、伊犁、崇左)、不同工艺(NX系列、NA系列)的酵母水解物样品500个,市场流通的伪劣产品10个。工厂样品共计五种类型,伊犁NA系列、柳州NA系列、崇左NA系列、崇左NX系列、柳州NX系列。利用近红外光谱仪收集所有样品14 304～3 856 cm^-1全波段光谱,通过对预处理后的训练集全样品、全波段光谱进行主成分分析(PCA),选出最佳主因子数,再结合线性判别分析(LDA)建立酵母水解物原产地溯源模型。验证集伊犁NA系列识别率为100%、柳州NX系列识别率为85%、崇左NA系列识别率为100%、崇左NX系列识别率为100%、柳州NA系列识别率为95%。设置模型的马氏距离阈值,造假样品报警率为100%,所有样品识别准确率均较高。PCA-LDA法结合近红外光谱可准确溯源酵母水解物的原产地以及准确对其真假进行判别。     

电感耦合等离子体质谱法测定普洱生茶中10种矿质元素并结合化学计量法用于溯源茶产地

参考国家标准GB 5009.268-2016,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对云南省3个不同产地的90个普洱生茶样品中铅、镉、镁、铝、钾、钙、锰、铁、铜、锌等10种矿质元素进行测定,采用聚类分析、主成分分析、线性判别分析探讨矿质元素溯源普洱生茶产地的可行性,筛选出有效的溯源指标。结果显示：10种矿质元素的质量浓度在1.0～100.0μg·L^-1内与其对应的响应值与内标响应值的比值呈线性关系,检出限（3s）为0.002～1μg·g^-1;茶叶标准物质的测定值与认定值基本一致;并且不同产地普洱生茶中10种矿质元素的含量特征均不相同。从矿质元素含量的角度进行聚类分析,90个普洱生茶样品可以分为三大类,与实际分类结果相符。主成分分析得到两个主成分,其累计方差贡献率达80.381%。铅、镉、钙、锰、铁、铜、锌等7种元素被引入到产地判别模型中,利用模型对3个不同产地的普洱生茶样品进行初始检验和交叉检验,识别率均为100%;并利用该模型对来自保山的普洱生茶样品进行外部检验,识别率为0。     

枸杞组分特征检测及产地溯源技术研究进展

特色农产品的特征组分检测和溯源技术是政府职能部门进行市场监管和地理标志产品保护的重要手段。该文介绍了色谱技术(高效液相色谱及凝胶渗透色谱)、质谱及其联用技术(气相色谱-质谱联用技术及液相色谱-质谱联用技术)、红外光谱技术(傅立叶变换红外光谱及近红外光谱)、电感耦合等离子体原子发射光谱技术和电感耦合等离子体质谱技术在枸杞有机化学成分和矿质元素检测中的应用以及枸杞溯源技术的研究进展,并简要概述了其中应用较多的化学计量学方法。旨在为不同产地枸杞的质量控制和来源追溯提供参考,进而推动我国枸杞消费市场的良性发展。     

高效液相色谱法结合化学计量学分析不同产地姜黄的指纹图谱

本文采用高效液相色谱法(HPLC)对来自于四川、广东和广西的68个姜黄样品进行质量控制方面的研究。通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)联用技术对姜黄样品中的部分姜黄素类化合物和倍半萜烯类化合物进行了鉴定。进而对所采集到的姜黄样品的HPLC指纹图谱进行主成分分析(PCA)。结果表明,姜黄样品按产地被很好的分成了三类,其所含化合物的含量与产地有关。通过建立偏最小二乘判别分析(PLSDA)、反传人工神经网络(BP-ANN)及最小二乘支持向量机(LS-SVM)这三种有监督模式识别模型对未知样品进行产地预报,结果表明,非线性模型BP-ANN和LS-SVM的预报结果优于线性模型PLS-DA的结果。本文提出的方法可用于姜黄或其他一些中药或食品的质量控制,且一般不需要对它们的组分做定量分析。     

稳定性氢同位素分析在牛肉产地溯源中的应用

探讨了利用高温热解炉和同位素比率质谱仪(IRMS)联用测定肉品中稳定性氢同位素比率的方法,并利用此方法测定了我国不同地域来源脱脂牛肉、牛尾毛中氢同位素比率.分析了牛组织中氢同位素组成与地域经度、纬度及海拔高度变化的关系,以及稳定性氢同位素用于牛肉产地溯源的可行性.结果表明,不同地域来源牛组织中δ2H值的差异显著,其与当地饮水中氢同位素组成密切相关,而且有随着地理纬度增加而减小的趋势; 牛尾毛与牛肉中δ2H值的相关性显著.稳定性氢同位素是用于牛肉产地溯源的一项很有潜力的指标,且牛肉和牛尾毛中的氢同位素组成均可反映牛来源地的信息.     

气相色谱-燃烧-同位素比率质谱法测定葡萄酒中5种挥发性组分的碳同位素比值及其在产地溯源中的应用

建立了一种利用气相色谱-燃烧-同位素质谱(Gas chromatography-combustion-Isotope ratio mass spectrometers,GC-C-IRMS)测定葡萄酒中5种挥发性组分(即乙醇、丙三醇、乙酸、乳酸乙酯、2-甲基-丁醇)碳稳定同位素比值新方法。优化了GC-C-IRMS测定条件,进样量小于0.5μL,样品分析时间小于14 min。对以上5种挥发性成分标准品的测定精密度为0.08‰~0.25‰,葡萄酒样品的测定精密度为0.09‰~0.36‰,与元素分析-同位素比率质谱仪(Element analyzer-isotope ratio mass spectrometers,EA-IRMS)比较,其测定偏差低于0.5‰。利用该技术分析了产自法国、澳大利亚、美国和中国共54支葡萄酒中5种挥发性组分的碳稳定同位素值并进行产地溯源分析,判别分析(Discriminant analysis,DA)结果表明,仅利用以上5种挥发性组分的碳同位素比值就能有效区分以上4个产地的葡萄酒,说明葡萄酒挥发性成分稳定碳同位素可应用于葡萄酒的产地溯源。     

基于矿物元素指纹图谱鉴定陈皮产地的方法研究

采用电感耦合等离子体质谱法测定了新会、广西、湖南3地42批陈皮样品中51种矿物元素的含量,运用方差分析和偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）研究了不同产地陈皮中矿物元素的差别,以筛选得到的9种元素为溯源指标,将不同数量级矿物元素含量进行分类和系数缩放后,构建了陈皮中矿物元素的指纹图谱,并基于各产地矿物元素含量的平均值构建了新会、广西、湖南产地陈皮中矿物元素的标准指纹图谱。通过采用SPSS20.0计算18批新会陈皮矿物元素指纹图谱与其标准指纹图谱的相似度,确定新会陈皮矿物元素指纹图谱的相似度阈值为0.941,基于此阈值建立了新会陈皮的鉴别模型。采用24批样品对所建立的鉴别模型进行准确性验证,正确率为91.6%。该方法操作简单直观,满足实验分析要求,可为陈皮的产地溯源提供参考。     

基于气相色谱-离子迁移谱的不同产地西洋参挥发性成分分析北大核心CSCD

基于气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)技术对加拿大、美国、中国山东、辽宁、吉林5个产地的西洋参样品进行挥发性成分分析。从不同产地的西洋参样品中共鉴定出53种挥发性成分,包括醛类(13个)、醇类(13个)、酮类(10个)、酯类(7个)、萜类(3个)、吡嗪类(3个)、其他类(4个)。GC-IMS指纹图谱和偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)得分图显示不同产地西洋参的挥发性成分存在显著差异,通过VIP值>1和含量比值>2筛选出23种差异挥发性成分。加拿大产2,5-二甲基吡嗪、α-蒎烯、丁酸乙酯、丙酸乙酯等成分的含量显著高于其它产区;美国产2-甲基-2-戊烯醛、2-庚酮、2-庚烯醛、2-辛烯醛等成分的含量较高;中国产芳樟醇等成分的含量较高。基于GC-IMS的挥发性成分分析可对不同产地的西洋参进行有效区分,为西洋参产地鉴别、溯源和品质评价提供了理论指导。     

基于元素指纹的白术产地溯源及其与土壤的相关性研究

本研究主要采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)等手段测定5个产地白术41种矿质元素含量和土壤41种化学成分指标, 结合聚类分析法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析研究了不同产区白术矿质元素特征以及不同产区土壤因子的差异, 并对它们的相关性进行了探讨. 结果表明, 采用无监督的聚类分析和有监督的PLS-DA均能正确判别不同产地的白术和土壤, 其中稀土元素在浙江白术与土壤间呈正相关. 另外, Li、V、Mn、Co、Cu、Rb、Cd、Cs、Ba等微量元素是白术产地溯源的关键因素. 研究发现在白术生产实践中可以通过适量控制种植地的土壤湿度、增施特定肥料等措施调控白术矿质元素含量. 本研究将为解释道地白术的品质形成机制, 保证白术药效质量的有效性提供一定帮助.     

基于多指标含量测定结合化学计量学的不同产地丹参品质差异分析

为对比分析产地对丹参中酚酸类和丹参酮类成分的影响,采用超高效液相色谱（UPLC）及超高效液相色谱－三重四极杆质谱联用技术（UPLC－QQQ－MS）同时测定来自山东、河南、陕西、四川、安徽共408份丹参中23种化学成分的含量,并对数据进行多元统计分析。研究发现17种酚酸类及6种丹参酮类成分在不同产地丹参中均存在显著差异。山东的丹参样品中丹参酮类成分含量最高,四川的样品中丹酚酸B含量最高,安徽丹参的紫草酸、丹酚酸Y、丹酚酸A、丹酚酸D和丹酚酸E等的含量最高。多种模式识别方法均可用于不同产地丹参的判别分析,线性判别分析（LDA）为产地溯源的最佳模型。正交偏最小二乘法判别分析（OPLS－DA）表明不同产地丹参的化学成分差异较大,不同来源丹参的质量差异标志物不仅限于丹酚酸B、丹参酮Ⅰ、隐丹参酮、丹参酮ⅡA,其他丹酚酸类及丹参酮类也是重要的质量标志物。该研究对全国不同主产区的栽培丹参进行多指标含量测定及建模分析,所建立的定量方法专属性强、准确高效,可为不同产地丹参的质量控制及产地判别提供参考。