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近红外光谱法无损识别林下山参及其生长年限

访问量:1330 发布时间:2022-10-31

本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS13进行相关研究。光谱范围在400-1000nm,波长分辨率优于2.5nm,可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS,波段选择后最高3300Hz(支持多区域波段选择)。

人参为我国传统名贵中药,按生长方式不同可分为“园参”、“林下山参”和“野生人参”。栽培的俗称“园参”;播种在山林野生状态下自然生长的称“林下山参”。因野生人参濒临灭绝,2008年颁布的国家标准对野山参的定义为“自然生长于深山密林的人参(不包括野生人参)",即是药典中的林下山参,并规定野生人参禁止采挖。目前市场上野生人参罕见,林下山参已成为高档人参的主流品种,其价格为园参的几十倍,不同生长年限的林下山参价格也相差悬殊。悬殊的市场价格,导致不法商人用园参冒充林下山参出售,或采取拼接等方法在生长年限上作假,使林下山参市场鱼龙混杂。

目前林下山参的鉴别方法仍依赖传统的性状和显微鉴别,不仅要求有丰富的经验,且易受主观因素影响。现代分析方法如HPLC4、LC-MS5等也尝试应用,但需对样品进行复杂的前处理,成本高、费时费力,且林下山参与园参,以及不同生长时间的林下山参具有极其相似的化学成分,难以区分。林下山参作为贵重药材,送检方要求无损或微损检验,药检部门不可能对检品取样做组织、粉末及理化鉴别。因此急需建立一种快速、无损的分析方法用于林下山参的质量控制。

采用近红外光谱漫反射分析技术,结合主成分分析-马氏距离法进行判别分析建立了林下山参与园参及不同生长年限林下山参的无损鉴别模型。结果表明,运用近红外光谱法对林下山参与园参、不同生长年限的林下山参均能正确分类,并实现零误判。以累计贡献率和误判数优选了主成分数。预处理方法为∶采用原始光谱、无平滑识别不同生长年限效果最佳;而采用原始光谱、平滑建立林下山参和园参效果最佳。考虑到10 000~4 000 cm 范围信息量更全,有利于定性分析因此选择全波谱范围建立模型。依据性能指数优选得到的最佳扫描部位均为主根上部。实验收集的样品多,来源广泛,具有代表性,无需复杂前处理。该方法具有准确、快速、无损检测、成本低、无污染等优点,可实际用于林下山参的质量控制,并提高我国林下山参的市场形象,促进人参市场健康发展。

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