基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法
2023-09-15 05:16:15 2
基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法，其鑑別過程包括：(1)提供用於判別是否為龍泉靈芝孢子粉的鑑別函數，所述鑑別函數由判別方程Ⅰ和判別方程Ⅱ組成，其中：判別方程Ⅰ：Y龍泉＝-9.677+513.622CHg+16.477CCd+4.991CSb-0.486CSe-0.022CNi-0.002CCd；判別方程Ⅱ：Y非龍泉＝-5.027+355.577CHg+10.658CCd-22.769CSb+0.043CSe-0.006CNi-0.000CCa；(2)檢測未知樣品中Hg、Cd、Sb、Se、Ni和Ca元素的含量，然後將其含量分別帶入判別方程Ⅰ和判別方程Ⅱ中計算Y龍泉和Y非龍泉的數值；根據判別方程中Y值較大的一個判定該樣品是否為龍泉靈芝孢子粉。本發明只需要檢測未知樣本中六種元素的含量，即可利用本發明所提供的判別模型鑑別龍泉靈芝孢子粉，判別正確率大於85％，可實現龍泉靈芝孢子粉的快速鑑別，適於推廣普及。
【專利說明】基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及靈芝孢子粉產地判別技術，具體的說是一種基於特徵元素含量鑑別龍 泉靈芝孢子粉的方法。
【背景技術】
[0002] 靈芝孢子粉是靈芝在生長成熟期，從靈芝菌褶中彈射出來的極其微小的卵形生殖 細胞，也就是靈芝的種子。它凝聚了是靈芝的精華，具有靈芝的全部遺傳物質，有良好的保 健作用。龍泉靈芝孢子粉，是指浙江省龍泉市境內生產的靈芝孢子粉。其顆粒飽滿，雜質 少，純度高，富含靈芝多糖、靈芝三萜、蛋白質及微量元素硒等有效成份。浙江龍泉通過與中 國醫學科學院藥用植物研究所、上海農科院、麗水市林業科學研究所等科研院所的聯合攻 關，已經成為全球最大的靈芝生產基地之一，也是靈芝栽培及其產品的研發的技術中心。目 前，年產幹靈芝150噸，佔全中國總量的四分之一。靈芝產品80%以上銷往國外，在國際上 有良好的聲譽。1996年被國務院發展研究中心授予"中華靈芝第一鄉"的榮譽稱號。根據 《地理標誌產品保護規定》，國家質檢總局組織專家對龍泉靈芝孢子粉地理標誌產品保護申 請進行了審查，並於2011年9月19日批准龍泉靈芝孢子粉為地理標誌保護產品，由各地質 檢機構實施保護。
[0003] 由於龍泉靈芝孢子粉的獨特品質和信譽，市場上廣泛存在以次充好、假冒偽劣的 現象。靈芝孢子粉屬於貴重中藥材和高端保健品，消費者對其質量關注度比較高，假冒偽劣 現象的存在極大損害了消費者的利益，影響了知名品牌的聲譽。因此，研究龍泉靈芝孢子粉 的真實屬性，開發龍泉靈芝孢子粉的鑑別方法對於產品的質量控制和市場的規範運作都具 有積極意義，同時可以維護消費者權益，保護地理標誌產品的聲譽。但目前，我國還沒有靈 芝孢子粉產地鑑別的相關方法。
[0004] 有機組分指紋圖譜、近紅外光譜、電子鼻等多種技術都被用於食品的產地鑑別中。 與有機化合物等溯源因子相比，礦物元素更加穩定，被認為是有效地產地標記物。食品中的 元素組成受到產地生態環境的影響。某些區域具有特定的元素的"指紋"。Li G等測定了 中國不同產地大米中鈣、鉀、鎂、磷、硼等15種元素的含量，利用Fibonacci指數分析法建立 了產地鑑別方法。Cheajesadagul P等學者利用高分辨ICP-MS檢測了來自不同國家的大米 樣本中21種元素的含量，建立了產地的判別分析模型。但是礦物元素在環境和作物之間轉 移和富集過程是非常複雜的，並不是所有測量的元素都適用於產地的鑑別分析。選擇穩定 的元素組合和合適的計量學方法是解決該問題的主要途徑。目前已公布的研究成果中，部 分學者已經關注到鑑別元素的選擇問題。趙海燕等人分析了小麥粉樣本中15種元素的含 量，通過逐步判別分析篩選了 Mg、Ca、Ba等元素進行小麥產地分析。Yasui等學者測定了不 同區域大米樣品中19種礦物元素的含量，並篩選出Mg、Ba、Mo、Cu等13種元素作為產地分 析元素。已報導的研究中，具備因子篩選功能的判別方法多是基於Bayes判別準則提出的。 根據Bayes判別準則可知，這種逐步判別方法是以維爾克斯統計量作為目標函數，Bayes判 別準則要求研究的對象具有一定的分布密度（儘管不一定是正態分布），從而使此類判別 方法的實際應用受到局限。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法，以解決 龍泉靈芝孢子粉鑑別困難的問題。
[0006] 本發明的目的是按如下的技術方案實現的：
[0007] -種基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法，其按以下步驟進行：
[0008] (1)提供用於判別是否為龍泉靈芝孢子粉的鑑別函數，所述鑑別函數由判別方程 I和判別方程II組成，其表達式為：
[0009] 判別方程I :
[0010] ΥΛΧ =-9.677+ 513.622CHg +16,477Cc,t +4.991Csb -〇.486CSe -0.022CK, O-〇〇2C&; toon] 判別方程II :
[0012] = -5.027 + 355.577Ch? + 10.658Ccd：-22J69%+<).043% -0.0000^.
[0013] 所述鑑別函數以Hg、Cd、Sb、Se、Ni和Ca共六種特徵元素的含量為變量，以mg/kg 為單位計，其中，Hg元素的含量以CHg表示，Cd元素的含量以Ccd表示，Sb元素的含量以C Sb 表不，Se元素的含量以CSe表示，Ni元素的含量以CNi表示，Ca元素的含量以CCa表不； [0014] (2)檢測未知樣品的特徵元素含量，然後將特徵元素含量數值分別帶入所述鑑別 函數的判別方程I和判別方程II中計算和的數值；若Y；ai> 則該未知樣 品為龍泉靈芝孢子粉，若Y；i^< ，則該未知樣品不是龍泉靈芝孢子粉。
[0015] 本發明所述的基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法，所述鑑別函數的構 建方法如下：
[0016] a、檢測若干龍泉靈芝孢子粉樣本和若千非龍泉靈芝孢子粉樣本所含K、Na、Ca、Mg、 Li、B、Ti、V、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd、Pb 和 Hg 元素的含量， 並將所得檢測數據作為變量；所述非龍泉靈芝孢子粉包括原產地為安徽省、福建省、吉林省 和山東省的靈芝孢子粉；
[0017] b、在SPSS軟體中，首先設定龍泉靈芝孢子粉樣本的檢測數據為第1組，非龍泉靈 芝孢子粉樣本的檢測數據為第2組，然後利用Fisher逐步判別方法獲取判別函數，再採用 Wills' lambda檢驗法選擇最合理變量，構建得到所述鑑別函數；
[0018] 進行所述最合理變量的選擇時，變量保留或剔除所依據的準則是F值：當變量的F 值大於1. 5時，該變量被保留，當變量的F值小於0. 5時，該變量被剔除。
[0019] 具體的，所述鑑別函數的構建過程中，所述龍泉靈芝孢子粉的樣本數量為30個， 所述非龍泉靈芝孢子粉的樣本數量為40個。
[0020] 具體的，本發明的方法中，構建所述鑑別函數時：
[0021] 所述龍泉靈芝孢子粉樣本和非龍泉靈芝孢子粉樣本所含K、Na、Ca、Mg、Li、B、Ti、 V、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd、Pb 和 Hg 元素的含量按照如下操 作檢測：
[0022] ( I )樣本消解：
[0023] 將所有靈芝孢子粉樣本（即30個龍泉靈芝孢子粉樣本和40個非龍泉靈芝孢子粉 樣本）分別在4(TC的烘箱中烘千10小時後，稱取〇.3g靈芝孢子粉於聚四氟乙烯罐中，力口 入4mL硝酸和2mL過氧化氫，搖勻後靜置2h，然後放入微波消解儀中消解65mi n，待冷卻後 轉移至50mL容量瓶中定容；
[0024] ( II )元素含量測定：
[0025] 用原子吸收分光光度計測定各個樣本中的K，Na，Ca和Mg元素的含量；採用電感 率禹合等離子體質譜方法測定各個樣本中的Li、B、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、 Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd和Pb元素的含量；釆用義大利MILESTONE DMA-8〇全自動測汞儀測量 各個樣本中的Hg元素的含量。
[0026] 靈芝是將菌種接種在椴木或代料上栽培而成，靈芝及孢子粉中元素含量受到所用 椴木或代料、降水、空氣等因素的影響。與土壤中直接生長的農作物（如小麥、大米等）相 比，靈芝孢子粉產地特徵元素的篩選難度更大。為解決該問題，在考察多種特徵元素篩選方 法的基礎上，我們提出了一種基於Fisher判別準則Wilks' lambda檢驗的逐步判別方法，篩 選出6種特徵元素，可以準確的鑑別龍泉靈芝孢子粉。
[0027] 本發明簡單易行，只需要檢測出未知樣本所含六種特徵元素的含量，就能利用本 發明所提供的判別模型有效的將龍泉靈芝孢子粉鑑別出來，實現龍泉靈芝孢子粉的快速鑑 另|J，且準確率較高，正判率高達85%以上，適於推廣普及。
[0028] 說明書附圖
[0029] 圖1是採用本發明方法對未知樣本進行判別過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0030] (一）構建鑑別函數
[0031] a、樣本採集
[0032] 龍泉靈芝孢子粉樣本（30個）：由浙江省麗水市龍泉縣質量技術監督局提供；
[0033] 非龍泉靈芝孢子粉樣本（40個）：市購獲得，原產地為安徽省、福建省、吉林省和山 東省。
[0034] b、樣本消解
[0035] 將各個靈芝孢子粉樣本（即龍泉靈芝孢子粉樣本30個和非龍泉靈芝孢子粉樣本 40個）分別在4(TC的烘箱（DHG-9140A，上海中國）中烘乾10小時，使水分儘可能地一致。 準確稱取約〇. 3g靈芝孢子粉於聚四氟乙烯罐中，加入4mLM0S級硝酸試劑和2mLM0S級過氧 化氫試劑，搖勻後靜置2h。然後放入微波消解儀（MARS 5，CEM美國）中消解65min，消解條 件見表1，冷卻後轉移至5〇mL容量瓶中定容。同時做試劑空白實驗。
[0036] 表1微波消解條件
[0037]
【權利要求】
1. 一種基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法，其特徵在於， (1) 提供用於判別是否為龍泉靈芝孢子粉的鑑別函數，所述鑑別函數由判別方程I和 判別方程II組成，其表達式為： 判別方程I: Y 龍泉=-9. 677+513. 622CHg+16. 477Ccd+4. 991Csb-0. 486CSe-0. 022CNi-0. 002CCa ; 判別方程II : ΥΦΑΙι= -5. 027+355. 577CHg+10. 658Ccd-22. 769Csb+0. 〇43CSe-〇. 006CNi-0. 000CCa ； 所述鑑別函數以Hg、Cd、Sb、Se、Ni和Ca共六種特徵元素的含量為變量，以mg/kg為單 位計，其中，Hg元素的含量以CHg表示，Cd元素的含量以CM表示，Sb元素的含量以C sb表示， Se元素的含量以CSe表示，Ni元素的含量以CNi表示，Ca元素的含量以CCa表示； (2) 檢測未知樣品的特徵元素含量，然後將特徵元素含量數值分別帶入所述鑑別函數 的判別方程I和判別方程II中計算Y；ai^P ￥?^的數值；若Υ；(^> Y^ai，則該未知樣品為 龍泉靈芝孢子粉，若則該未知樣品不是龍泉靈芝孢子粉。
2. 根據權利要求1所述的基於特徵元素含量鑑別龍泉靈芝孢子粉的方法，其特徵在 於，所述鑑別函數的構建方法如下： a、 檢測若干龍泉靈芝孢子粉樣本和若干非龍泉靈芝孢子粉樣本所含K、Na、Ca、Mg、Li、 B、Ti、V、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd、Pb 和 Hg 元素的含量，並將 所得檢測數據作為變量；所述非龍泉靈芝孢子粉包括原產地為安徽省、福建省、吉林省和山 東省的靈芝孢子粉； b、 在SPSS軟體中，首先設定龍泉靈芝孢子粉樣本的檢測數據為第1組，非龍泉靈芝 孢子粉樣本的檢測數據為第2組，然後利用Fisher逐步判別方法獲取判別函數，再採用 Wills' lambda檢驗法選擇最合理變量，構建得到所述鑑別函數； 進行所述最合理變量的選擇時，變量保留或剔除所依據的準則是F值：當變量的F值大 於1. 5時，該變量被保留，當變量的F值小於0. 5時，該變量被剔除。
【文檔編號】G01N27/62GK104297183SQ201410570610
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】李小亭, 夏立婭, 龐豔蘋, 陳培雲, 王獻友, 王庭欣, 劉崢顥, 趙志磊 申請人:河北大學