本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品安全與質(zhì)量檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種鑒別金銀花產(chǎn)地的方法，具體涉及一種基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法。
背景技術(shù)：
：金銀花，又名忍冬(學名：lonicerajaponica)。金銀花自古被譽為清熱解毒的良藥。金銀花性甘寒氣芳香，甘寒清熱而不傷胃，芳香透達又可祛邪。金銀花既能宣散風熱，還善清解血毒，用于各種熱性病，如身熱、發(fā)疹、發(fā)斑、熱毒瘡癰、咽喉腫痛等癥，均效果顯著。金銀花的種植區(qū)域主要集中在山東、河南、河北、重慶、陜西、湖北等地。其中，山東省臨沂市平邑縣為金銀花的主產(chǎn)區(qū)，平邑金銀花是沂蒙山區(qū)傳統(tǒng)的正宗藥材。平邑縣被農(nóng)業(yè)部命名為“中國金銀花之鄉(xiāng)”，平邑縣栽培金銀花歷史悠久，質(zhì)量上乘，有效成分數(shù)量和含量高于其它地區(qū)產(chǎn)品，產(chǎn)量占全中國總產(chǎn)量的一半以上，年交易額超過4億元，居全國首位，是中國最大的金銀花集散地。地理標志保護產(chǎn)品是指來自本地區(qū)的種植、養(yǎng)殖產(chǎn)品或者原材料來自本地區(qū)，并在本地區(qū)按照特定工藝生產(chǎn)和加工的產(chǎn)品。我國已經(jīng)對茶葉、谷物、水果、藥材等上千個原產(chǎn)地域產(chǎn)品實施了地理標志產(chǎn)品保護，其中94％以上的地理標志產(chǎn)品涉及農(nóng)產(chǎn)品。平邑縣是中國金銀花原產(chǎn)地和主產(chǎn)區(qū)之一。2007年9月，平邑金銀花獲批成為國家地理標志保護的農(nóng)產(chǎn)品。近年來，不法商販由于受利益唆使，經(jīng)常拿著其他省市所產(chǎn)的金銀花冒充“平邑金銀花”上市交易，時間長了致使平邑金銀花品質(zhì)下降，導致平邑金銀花在全國的聲譽受到影響，“平邑金銀花”中國地理標志證明商標的權(quán)威性也受到挑戰(zhàn)。為了保護地方特色農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和特色，提升農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力，保護生產(chǎn)者利益，滿足部分消費者對特色農(nóng)產(chǎn)品的需求。我國政府也相繼出臺了法律，制定政策，對優(yōu)質(zhì)特色農(nóng)產(chǎn)品實施保護。我國分別于1999年和2005年分別發(fā)布了《原產(chǎn)地域產(chǎn)品保護規(guī)定》和《地理標志產(chǎn)品保護規(guī)定》，用以保護我國特色農(nóng)產(chǎn)品。但現(xiàn)行的“地理標志”農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)標準，主要基于感官辨別，主觀性較強，部分標準中產(chǎn)品的地域特征因子不明顯，容易誤判。因此，亟需建立一套獨立、科學的金銀花產(chǎn)地溯源模型用以追溯金銀花的產(chǎn)地來源，既有利于實施對地理標志性產(chǎn)品及特色產(chǎn)品的保護，并有利于在食品安全問題產(chǎn)生時快速確定源頭，減小社會影響，最終實現(xiàn)保障消費者利益的根本目的。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決金銀花產(chǎn)地鑒別困難的問題，本發(fā)明提供一種基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法。本發(fā)明采用等離子體發(fā)射光譜儀和質(zhì)譜儀同時測定多種礦質(zhì)元素的含量，以礦質(zhì)元素含量為指標，結(jié)合化學計量法，建立金銀花產(chǎn)地溯源模型，以達到產(chǎn)地鑒別的目的。具體而言，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案。一種基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法，其對隨機采自金銀花主產(chǎn)區(qū)的金銀花樣品進行預處理，測定所述預處理金銀花樣品的礦物元素含量，分析對金銀花主產(chǎn)區(qū)判別作用顯著的礦物元素并以此建立判別模型，根據(jù)判別模型確定金銀花的地理標志；其中，在0.05的顯著水平上，所述對金銀花主產(chǎn)區(qū)判別作用顯著的礦物元素包括cd、cr、hg、se、co、ni、sr、fe和cu。進一步地，所述的基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法，以cd、cr、hg、se、co、ni、sr、fe和cu分別表示各礦物元素在金銀花樣品中的含量，單位為mg/kg，建立的判別模型為：y河南封丘＝-3.037cd-5.88cr+243.533hg+4.77se-3.467co+1.085ni+0.303sr+0.021fe+0.490cu-22.454；y山東平邑＝0.209cd-0.510cr+64.324hg+0.321se+4.234co+2.536ni-0.084sr+0.037fe+0.334cu-21.695；y河北巨鹿＝-1.680cd+0.021cr+36.652hg-0.007se+8.033co+.0.525ni+0.118sr+0.010fe+0.280cu-9.972；y重慶秀山＝15.518cd-0.369cr+53.433hg+0.570se-10.986co+0.889ni+0.186sr+0.016fe+0.250cu-18.844。進一步地，所述的基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法，包括下述步驟：(1)金銀花樣品的采集在金銀花主產(chǎn)區(qū)山東平邑、河南封丘、河北巨鹿、重慶秀山隨機采集金銀花樣品。(2)金銀花樣品的預處理金銀花樣品烘干后，粉碎，用硝酸浸泡，再加入30％h2o2，搖勻后置于微波消解儀中消解。(3)金銀花樣品的礦物元素含量測定采用等離子體發(fā)射光譜儀測定樣品中礦物元素fe、mn、cu、zn、k、ca、mg的含量；采用等離子體發(fā)射質(zhì)譜儀測定樣品中礦物元素pb、cd、cr、as、hg、se、sr、co、ni、b、mo的含量。(4)金銀花樣品的礦物元素分析對步驟(3)獲知的不同金銀花主產(chǎn)區(qū)的金銀花樣品中的礦物元素含量進行主成分分析和判別分析，建立判別模型。(5)地理標志的判定根據(jù)步驟(4)所建立的判別模型判定金銀花樣品的地理標志。進一步地，所述的基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法，在0.05的顯著水平上，不同金銀花主產(chǎn)區(qū)的金銀花樣品中礦物元素pb、cd、cr、as、hg、se、co、ni、sr、b、fe、mn、cu、k、ca、mg的含量差異顯著，并以此進行主成分分析和逐步判別分析。本發(fā)明所述的基于礦物元素指紋技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法，至少具有下述的有益效果是或優(yōu)點：本發(fā)明采集的金銀花樣品來自金銀花主產(chǎn)區(qū)山東平邑、河南封丘、河北巨鹿、重慶秀山，結(jié)合光譜分析技術(shù)和化學計量學，篩選、確認金銀花主產(chǎn)區(qū)的金銀花的特征指紋元素，在0.05的顯著水平上，山東平邑、河南封丘、河北巨鹿、重慶秀山區(qū)域的金銀花樣品中礦物元素pb、cd、cr、as、hg、se、co、ni、sr、b、fe、mn、cu、k、ca、mg的含量差異顯著。在此基礎(chǔ)上，對這16種礦物元素分別進行主成分分析和逐步判別分析，得出，在0.05的顯著水平上，對金銀花主產(chǎn)區(qū)判別作用顯著的礦物元素包括cd、cr、hg、se、co、ni、sr、fe和cu。本發(fā)明依據(jù)這9種礦物元素建立一套獨立、科學的金銀花產(chǎn)地溯源模型，為實施對地理標志性產(chǎn)品及特色產(chǎn)品的保護提供技術(shù)支持，并有利于在食品安全問題產(chǎn)生時快速確定源頭，提升地理標志性產(chǎn)品的市場競爭力，利于保障消費者利益。附圖說明圖1是不同地域金銀花樣品的礦物元素中的主成分載荷圖。圖2是不同地域金銀花樣品前三個主成分標準化得分圖。圖3是不同地域金銀花樣品判別函數(shù)得分圖。具體實施方式本實施例提供一種基于礦物元素分析技術(shù)的金銀花產(chǎn)地鑒別方法，現(xiàn)結(jié)合所述鑒別方法的實施過程予以詳細說明。(1)金銀花樣品采集2016年5月～9月在金銀花主產(chǎn)區(qū)山東平邑、河南封丘、河北巨鹿、重慶秀山隨機采集金銀花樣品共117份。金銀花樣品采集信息見表1。表1，金銀花樣品采集信息表地域樣本數(shù)地區(qū)(樣本數(shù))河南省新鄉(xiāng)市封丘縣26黃德鎮(zhèn)(14)、陳固鎮(zhèn)(6)、陳橋鎮(zhèn)(6)山東省臨沂市平邑縣32流峪鎮(zhèn)(10)、鄭城鎮(zhèn)(12)、銅石鎮(zhèn)(10)河北省邢臺市巨鹿縣29堤村鄉(xiāng)(15)、王虎寨鎮(zhèn)(6)、張王疃鄉(xiāng)(8)重慶市秀山縣30清溪場鎮(zhèn)(10)、平凱鎮(zhèn)(10)、鐘靈鎮(zhèn)(10)(2)金銀花樣品預處理將金銀花樣品烘干后，經(jīng)粉碎機充分粉碎，稱取粉碎的金銀花樣品約0.2g于微波消解罐中，加入3ml濃硝酸浸泡過夜，再加入1ml30％h2o2，搖勻后置于微波消解儀(mars5，美國cem公司)中消解，微波消解條件見表2。待冷卻后，定容至25ml，搖勻后待測。同時做試劑空白。表2，金銀花樣品的微波消解條件步驟功率(w)升溫時間(min)控制溫度(℃)恒溫時間(min)1120051205212005160531200518025(3)金銀花樣品中的礦物元素含量測定采用等離子體發(fā)射光譜儀(optima5300dv，美國pe公司)測定樣品中的礦物元素fe、mn、cu、zn、k、ca、mg的含量。儀器條件如下：功率1300w，等離子體氣流量15l/min，輔助氣流量0.2l/min，霧化器流量0.8l/min，蠕動泵轉(zhuǎn)速1.5ml/min。采用等離子體發(fā)射質(zhì)譜儀(icapqc，美國thermofisher公司)測定樣品中的礦物元素pb、cd、cr、as、hg、se、sr、co、ni、b、mo的含量。儀器條件如下：射頻功率1550w，等離子體氣流量14l/min，輔助氣流量0.8l/min，霧化器流量1.0l/min，采樣深度5mm，元素分析采用ked模式。每個樣本重復測定3次，使用外標法進行定量分析。質(zhì)控樣品采用標準物質(zhì)芹菜(gbw10048/gsb-26，地球物理化學勘察研究所)，用在線內(nèi)標(sc，ge，in，bi)保證儀器的穩(wěn)定性。不同地域來源金銀花樣品中的礦物元素含量，見表3。表3，不同地域來源金銀花樣品中礦物元素含量元素河南封丘山東平邑河北巨鹿重慶秀山pb4.06±2.23b1.13±0.55a1.23±1.54a0.516±0.504acd0.091±0.043a0.342±0.179b0.120±0.047a1.74±0.63ccr4.86±2.66b10.4±5.7c9.88±5.32c1.59±1.49aas0.488±0.347c0.176±0.141ab0.206±0.132b0.086±0.155ahg0.030±0.016c0.006±0.007a0.004±0.003a0.016±0.012bse3.01±1.68b0.075±0.035a0.117±0.092a0.099±0.077aco0.496±0.150b0.788±0.294d0.623±0.195c0.222±0.069ani2.26±0.75a5.74±2.71b2.17±0.58a2.13±0.74amo0.309±0.105a0.430±0.974a0.485±0.239a0.232±0.313asr19.2±8.1c14.2±6.0ab16.8±9.1bc12.5±4.3ab17.0±7.1a31.0±30.8b20.4±9.8a14.0±7.0afe288±109b586±192d383±198c128±68amn41.5±10.9a63.6±19.2b38.5±8.1a177±75ccu22.3±5.8c20.8±10.5bc18.3±5.6ab14.9±4.8azn29.6±7.1a33.6±10.3a32.2±18.5a28.9±8.6ak17500±3459b16781±1887ab15816±2416a16841±2455abca3603±825a4436±973b3775±824a3813±1246amg2548±447bc2571±305c2417±435b2190±475a注：元素含量單位為mg/kg；表中數(shù)值均用平均值±標準偏差表示，不同的小寫字母表示又顯著性差異(p<0.05)。不同地域金銀花樣品中18種元素含量的平均值和標準偏差如表3所示。對不同地域來源金銀花樣品中18種元素含量進行方差分析。結(jié)果表明，pb、cd、cr、as、hg、se、co、ni、sr、b、fe、mn、cu、k、ca、mg16種元素的含量在不同地域間差異顯著(p<0.05)；元素mo、zn的含量在不同地域間差異不明顯。河南封丘金銀花樣品的pb、as、hg、se、sr、cu、k元素含量最高；山東平邑金銀花樣品的cr、co、ni、b、fe、zn、ca、mg元素含量最高；河北巨鹿金銀花樣品的mo元素含量最高；重慶秀山金銀花樣品的cd、mn元素含量最高?？梢姡煌赜騺碓唇疸y花樣品中礦物元素組成有其各自的特征。(4)采用spss22.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析(duncan多重比較分析)、主成分分析和判別分析(逐步判別分析)。不同地域金銀花樣品礦物元素中的主成分分析，見圖1。對金銀花樣品在地域間存在顯著性差異的16種元素含量進行主成分分析。根據(jù)各礦物元素的載荷大小選擇對各個主成分貢獻較大的礦物元素，并利用前三個主成分的標準化得分做散點圖(圖2)，如圖2所示，四個地域的金銀花樣品基本分布在不同區(qū)域，說明這16種元素攜帶有足夠的與地域相關(guān)的信息可以用來判別金銀花產(chǎn)地。為進一步明確各礦物元素指標在金銀花產(chǎn)地判別中的作用及效果，對地域間差異的16種元素進行逐步判別分析。在0.05的顯著水平上，cd、cr、hg、se、co、ni、sr、fe和cu9種對地域判別作用顯著的元素先后被引入判別模型中，并建立如下判別模型。y河南封丘＝-3.037cd-5.88cr+243.533hg+4.77se-3.467co+1.085ni+0.303sr+0.021fe+0.490cu-22.454。y山東平邑＝0.209cd-0.510cr+64.324hg+0.321se+4.234co+2.536ni-0.084sr+0.037fe+0.334cu-21.695。y河北巨鹿＝-1.680cd+0.021cr+36.652hg-0.007se+8.033co+.0.525ni+0.118sr+0.010fe+0.280cu-9.972。y重慶秀山＝15.518cd-0.369cr+53.433hg+0.570se-10.986co+0.889ni+0.186sr+0.016fe+0.250cu-18.844。利用此判別模型對金銀花樣品進行歸類，并結(jié)合“留一法”交叉檢驗法對判別模型的有效性進行驗證。驗證結(jié)果見表4。從表4可以看出，金銀花樣品來源的整體判別效果比較理想，單個地域的回代檢驗和交叉檢驗的整體正確率分別為93.2％和90.6％(表4)。此外，利用金銀花樣品的兩個判別函數(shù)得分作圖(圖3)，可見不同地域的金銀花樣品占據(jù)不同的空間，說明上述判別模型是有效的。表4，不同地域金銀花樣品的判別分析結(jié)果上面結(jié)合實施例對本發(fā)明做了進一步的敘述，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。當前第1頁12