基于稳定同位素和矿质元素的决明子产地特征与溯源判别研究

为了更加精确高效地对中药决明子产区进行判别,本研究采用稳定同位素比质谱(IR-MS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术分别检测不同产地决明子稳定同位素比值和多种矿质元素含量特征,并结合化学计量学模型主成分分析(PCA)和人工神经网络(ANN)对决明子产地进行判别。方差统计结果表明,在优质产区(浙江新昌)决明子区别于普通产区决明子方面,19种矿质元素含量存在显著差异(P<0.05);PCA分析(同位素+矿物元素)显示,前2个主成分累计方差贡献率为45.23%,且该模型可显著区分道地产区决明子;ANN模型分析对浙江新昌产区的决明子判别正确率高达100%,且产地判别总体正确率高于90%。以上结果表明,稳定同位素比值和矿质元素含量结合化学计量学模型分析可有效判别决明子不同产区。本研究结果为决明子产地溯源提供了一种新的方法。     

基于矿质元素指纹的粉葛产地溯源研究

为明确矿质元素指纹对粉葛产地鉴别的可行性,筛选出鉴别粉葛产地的有效指标,本研究采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定陕西、湖北、广西3个地域粉葛和土壤样品中B、Na、Mg、P、K、Ca、Mrn、Co、Cu、Zn、Rb、Sr、Mo、Cd、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm和Ti 22种矿质元素含量,并结合主...     

基于矿物元素的西藏自治区牦牛肉产地溯源研究

本研究初步探究了矿物元素分析对西藏自治区牦牛肉产地溯源的可行性。采用电感耦合等离子体质谱及电感耦合等离子体发射光谱对西藏自治区的拉萨达孜、阿里、昌都类乌齐和日喀则亚东4个不同产地来源的牦牛肉中40种矿物元素含量进行测定,并结合多重方差分析、聚类分析、主成分分析和判别分析对数据进行统计分析。结果显示,钾（K）、钠（Na）、镁（Mg）、铝（Al）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、镓（Ga）、砷（As）、硒（Se）、铷（Rb）、银（Ag）、镉（Cd）、钡（Ba）、铊（Tl）、铅（Pb）、钛（Ti）、锡（Sn）、锑（Sb）、钇（Y）、镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）共38种矿物元素在产地之间差异显著（P<0.05）; Fisher判别分析的总体原始正确判别率为100%,交叉验证正确判别率为97%;建立的偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）模型和基于正交信号校正的偏最小二乘判别分析（OPLSDA）模型能够对西...     

基于矿物元素指纹的龙井茶产地溯源

龙井茶由于外形、工艺的一致性,无法通过外观特征来识别其产地,茶叶中元素组成因气候条件和土壤类型不同而有所差异,形成茶叶产地的元素指纹。本研究通过测定不同产区龙井茶中多种元素含量及同位素比率,借助化学计量学工具建立龙井茶产地区分模型。从西湖龙井、越州龙井和钱塘龙井3个产区采集102个春茶样本,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、稳定同位素质谱(EA-IRMS)测定51种元素含量及18种元素同位素比率;运用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)、逐步线性判别分析(FLDA)、决策树C5.0和神经网络(BP-ANN)4种判别方法对龙井茶进行产区判别。结果表明,4种方法所构建的模型对模型构建样本回代验证的正确判别率均在92%以上,而4种模型的交叉验证准确率以FLDA准确率最高,达到92.17%,决策树C5.0和BP-ANN模型略低,但也在84%以上,4种模型对外部样本的预测准确度均在80%以上,其中以OPLS-DA最高,达93.33%。不同产区龙井茶的矿质元素指纹结合化学计量学工具可以有效对龙井茶产地进行溯源;FLDA和OPLS-DA模型较适合龙井茶产地溯源。通过多元统计分析建立不同产区龙井茶判别模型,为龙井茶品牌的原产地保护提供了鉴定。     

不同泌乳期牛奶矿物元素特征及产地溯源研究

为研究不同泌乳期及产地来源对牛奶中矿物元素含量的影响,并建立产地溯源模型,从我国4个地区(河北、宁夏、陕西和内蒙古)共采集120份牛奶样品,用电感耦合等离子体质谱法测定牛奶中12种矿物元素的含量,研究泌乳期不同阶段牛奶中矿物元素特征的变化并进行产地溯源。结果表明,泌乳期不同阶段样品的矿物元素含量差异不显著(P>0.05),同一泌乳阶段,含量最高的是钾,其次是钙,最低的是铬。除钼外,其余11种矿物元素的含量在4个地区间均存在显著差异(P<0.05)。偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)和交叉验证的结果表明,矿物元素可以对不同产地来源的牛奶样品进行分类,交叉验证的准确率为88.3%,通过计算得出产地鉴别的关键因子是锶、铬、锌及锰。综上,多元矿物元素是鉴别牛奶地理来源的有效工具。本研究结果为保障乳制品安全及真实性提供了参考依据。     

西瓜稳定同位素与多元素特征分析及其产地溯源技术研究

本研究旨在利用稳定同位素与多元素分析技术结合化学计量学统计方法,开发不同省份西瓜产地溯源新策略。通过元素分析仪-同位素比质谱和电感耦合等离子质谱测定新疆、山东、广西、海南等产地的73份西瓜样本的碳、氮、氢、氧稳定同位素比值(δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O)与16种矿物元素含量(Na、K、Ca、Sr、Ba、Pb等)。单因素方差统计分析表明,δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值与Na、K、Ca、Cr、Mn等元素含量特征在各省份西瓜样本间具有显著差异(P<0.05),但单一变量不足以将4个产地的西瓜完全进行区分。通过典则判别分析进行多变量统计分析,提取特征变量,构建线性判别函数,可以实现4个省份西瓜样本的原产地区分。该方法对新疆、山东、海南样本判别准确度高达100%,而广西样本判别率为71.4%,误判为海南产地概率为28.6%。由此可知,该策略能够实现大尺度地理空间的西瓜产地溯源,为其产地标识确证和优质品牌保护提供了有效的技术手段。     

茶叶产地溯源与鉴别检测技术研究进展

茶叶是我国重要的特色农产品,地域特色和品质特征明显,溯源与鉴别检测技术对保证其产地和品质真实性具有重要意义.本文系统介绍了国内外茶叶产地溯源和种类鉴别中稳定同位素、多矿物元素、近红外光谱和化学指纹图谱等检测技术的研究进展,分析茶叶产地溯源与鉴别检测技术面临的关键问题,提出茶叶产地溯源和鉴别的研究重点,对我国茶叶原产地保护具有积极的借鉴作用.     

稳定同位素和元素指纹分析在白术产地溯源中的应用

为解决道地药材白术的产地溯源问题,本研究采用稳定同位素比质谱仪(EA-IRMS)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定了6个产地168种白术中δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O和δ³⁴S值及41种矿质元素含量,并结合化学计量学对不同产地白术进行鉴别。结果表明,线性判别分析(LDA)可以区分6个产地的白术。基于不同变量共建立7种不同判别模型,其平均交叉验证率分别为:稳定同位与素(88.17%)、矿质元素(98.67%)、常量矿物元素(41.83%)、 痕量矿质元素(99.33%)、稳定同位素与矿物质元素(100%)、稳定同位素与常量矿质元素(91.83%)以及稳定同位素与痕量矿物质(98.83%)。其中,δ¹⁸O、 δ³⁴S值以及Li、Dy、Sm、Er等稀土元素是影响判别的主要因素,主要由产地地理位置、气候条件和土壤类型决定。综上,基于稳定同位素、矿质元素和化学计量学的方法可对不同产地白术进行产地溯源。     

稻米中同位素与多元素特征及其产地溯源PCA-LDA判别

通过探究谷物中同位素与多元素的地域特色及其产地溯源的可能性,本研究采用稳定同位素质谱和等离子发射光谱质谱法测定稻米中同位素比率和多元素含量,并结合化学计量学中主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)法建立模型,对不同省份的稻米进行产地溯源判定。结果表明,各地产的稻米中稳定同位素δ15N、δ13C、δD、δ18O数值范围不同,而且Li、Be和Na等其他矿物元素的含量变化较大,Pb、Sr同位素比率也各不相同,具有一定的地域特征。PCA法能够初步辨别各稻米地产,本研究进一步采用PCA-LDA法能够对大区域(黑龙江省、江苏省和辽宁省)的稻米进行产地判别,通过对23个样本进行判别验证,正确率为91%。对于黑龙江省4个地产的稻米样品,由于地理差异性比较小,同时样本数比较少,故只对其中2个产地稻米进行判别。通过同位素比率和多元素的含量的测定再结合化学计量学分析,一定程度上能够区分不同产地的稻米,为稻米产地溯源的可行性提供了方法依据。     

基于矿物元素指纹图谱的黑龙江黄豆产地溯源

该研究探讨了矿物元素指纹分析技术对黑龙江黄豆产地溯源的可行性,筛选出判别黑龙江黄豆产地溯源的有效指标。利用电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)测定来自齐齐哈尔和北安2个地域50份黄豆样品中52种矿物元素的含量,并对数据进行了方差分析、主成分分析和判别分析。研究表明,46种矿物元素含量在地域间存在显著差异,通过逐步判别分析筛选出8项元素指标建立黄豆产地判别模型,所建立的模型对黄豆产地整体交叉检验判别率为95.7%。As、Ru、Gd含量在黄豆与土壤间呈显著正相关(P0.05),Tb含量在黄豆与土壤间呈极显著正相关(P0.01),由4种元素建立的判别模型对产地判别准确。因此,上述元素是黄豆矿物元素产地鉴别较可靠的指纹信息指标。     

我国著名的土地资源及水土保持专家宋桂琴研究员

宁南地区土壤矿质元素的含量顺序为SiO₂>Al₂O₃>CaO>Fe₂O₃MgO>K₂O>MnO>Zn>Cu,其中硅、铝、铁、钛空间分布较均匀；钙、镁、钾变异较大、空间分布不均匀。硅、钛、铜、锌、锰为残积母质>洪冲积母质>黄土母质；铁、镁、钾为洪冲积母质>残积母质>黄土母质；铝为洪冲积母质>黄土母质>残积母质；钙为黄土母质最高，残积母质很低。从山地洪积扇中上游阶地中下游阶地，硅、铜、锌、锰逐渐减少；铝、镁、铁、钙、钾则不断增加     

茶叶氟含量与茶园土壤特性的相关性及其影响因素

通过对青岛地区10个典型茶园中的茶叶氟含量和土壤水溶性氟、p H、交换性酸及交换性阳离子等的测定,分析了茶叶氟含量与土壤特性的相关性,并探讨了土壤水溶性氟和交换性酸的主要影响因素。结果表明,茶园土壤水溶性氟和交换性酸含量与茶叶氟含量呈显著正相关性(P0.05),是影响茶叶氟含量的关键因素。土壤交换性H+和交换性Na+与土壤水溶性氟含量呈显著正相关性(P0.05),是影响土壤水溶性氟含量的主要因素。土壤交换性Al3+与交换性酸呈极显著正相关性(P0.01),p H、交换性Ca2+、交换性盐基总量和盐基饱和度与交换性酸含量呈极显著负相关性(P0.01),是土壤交换性酸含量的主要影响因素。研究结果可为茶园土壤改良及降低茶叶氟含量的质量安全风险提供依据。     

甜瓜中矿物元素分布特征及其相关调控机制研究

为明确甜瓜不同部位24种矿物元素的分布特征及其相关性,本研究以新疆甜瓜为试材,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定Cu、Ni、Cr、As、Pb、Cd、Fe、Al、Zn、B、Mn、Sr等24种矿物质元素含量,并分析甜瓜中重金属与其他矿物质元素分布特征及其内在相关性。结果表明,甜瓜中矿物元素含量在瓜皮上的富集大于瓜肉中的富集,重金属与微量元素在甜瓜瓜皮与瓜肉的分布表现为两端含量高,越靠近中间含量越低。常量元素在瓜皮的分布表现为两端含量高,越靠近中间含量越低,而在瓜肉中表现为两端含量低,越靠近中间含量越高。多元相关性分析热感图结果表明,Ni与Mo、Cr与Na、As与Na呈中度负相关,其他V、K、P等元素均与重金属元素呈正相关。研究表明,甜瓜不同部位矿物元素富集水平不同,部分元素与重金属的富集具有协同或拮抗作用,后续可通过调控相关元素降低甜瓜重金属富集水平提高甜瓜安全性。     

豫中植烟土壤有效态微量元素与pH和有机质的关系

为探明豫中植烟土壤p H和有机质对微量元素有效态含量的影响，在豫中许昌市的建安、禹州、襄城和漯河市的城区、临颍和舞阳6个植烟县(区)采集了191个典型烟田耕层(0～20 cm)土样，测定了微量元素(有效铜、铁、锰、锌、钼)含量、p H和有机质含量，采用Pearson相关分析法与曲线回归方法分析了有效态微量元素含量与pH、有机质之间的关系。结果表明，有效铜、铁、锰、锌和钼的平均含量分别为1.20、49.24、84.80、1.71和0.02mg/kg，有效锰总体上充足，有效钼整体极为缺乏，个别样点有效铜、铁和锌缺乏；p H平均为7.90，总体上偏高；有机质平均为17.78g/kg，总体上适宜；微量元素有效态与pH、有机质之间均存在二次函数关系，随p H升高，有效铜呈增加趋势，有效铁和锌呈先升后降趋势，有效锰和钼呈先降后升趋势；随有机质升高，有效铜、锰、锌和钼呈增加趋势，有效铁呈先升后降的趋势。     

Concentrations of Major and Minor Mineral Elements in Different Organs of Kosteletzkya virginica and Saline Soils

Abstract

Kosteletzkya virginica (L.) Presl. is a perennial dicot halophytic species that grows in brackish portions of coastal tidal marshes of the mid-Atlantic and southeastern United States. It was introduced into Northern Jiangsu, China, by the Halophyte Biotechnology Center (University of Delaware, Newark, DE) as a species with potential to improve the soil and develop ecologically sound saline agriculture. Fifteen major and minor elements [calcium (Ca), magnesium (Mg), phosphorus (P), sodium (Na), potassium (K), iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn), lead (Pb), cadmium (Cd), aluminum (Al), copper (Cu), lithium (Li), cobalt (Co), and vanadium (V)] in roots, stems, leaves, and seeds of Kosteletzkya virginica and saline soils were measured in the study. Concentrations of Al, Fe, Zn, Mn, V, and Pb were the highest in soils, whereas concentrations of Na, Li, Cu, Ca, and Mg were the highest in the roots, stems, and leaves, respectively, and concentrations of K and P were the highest in the seeds. Potassium, P, Mg, and Ca were the main constituents in the seeds, and concentrations of Fe, Li, Mn, Zn, and Cu in seeds were relatively high. However, concentrations of Na and Al were very low in the seeds. The K/Na ratio in the seeds was 34.26, and the Ca/P ratio was 0.52, which was less than the maximum tolerable value for the human diet. These proportions were considered to be an advantage from a nutritional point of view. From roots to stems to leaves, increases in K/Na, Ca/Na, and Ca/Mg ratios could mitigate salt stress of the growth habitat of Kosteletzkya virginica. These results suggest that Kosteletzkya virginica is a halophytic species with potential as a rich source of mineral-element supply, and its products could be used for development of food, fodder, health care products and industrial raw materials.     

加工方式对木姜叶柯甜茶速溶粉稳定同位素指纹的影响

为了研究加工方式对甜茶速溶粉稳定同位素指纹的影响,进而验证δ¹³ C、δ¹⁵ N用于甜茶及其速溶粉产地溯源的可行性,本试验分别以烘箱烘干和微波杀青2种烘干方式制备甜茶老叶和嫩叶4种原料,采用热水浸提、离心并干燥(喷雾干燥和冷冻干燥)的方法制备甜茶速溶粉,得到喷雾干燥速溶粉(ITSD)、冷冻干燥速溶粉(ITFD)和速溶粉副产物(ITBP)三类加工样品,并采用元素分析-同位素比率质谱仪(EA-IRMS)测定样品中的δ¹³C、δ¹⁵N值。结果表明,不同产地(湖南、四川、江西)甜茶杀青嫩叶δ¹³C、δ¹⁵N值存在显著差异(P<0.05),烘箱烘干法与微波杀青法制得的原料茶δ¹⁵N值存在差异,且 δ¹³C、 δ¹⁵N值在速溶粉加工产品(原料、速溶粉及副产物)间存在显著差异(P<0.05),但不同烘干原料制备的所有样品δ¹³ C、δ¹⁵N值之间存在极显著相关(P<0.01)。本研究结果为基于δ¹³C、δ¹⁵N溯源指纹进行甜茶原料或速溶茶粉的产地溯源提供了理论依据。     

植茶年龄对茶园土壤微生物特性及酶活性的影响

分析了浙江省两个典型茶区土壤化学、微生物学性质以及酶活性。结果表明,茶园土壤的酸化程度随植茶年龄的增加而加重,土壤有效态N以NO-3 N为主。两茶区高龄茶园的土壤微生物量均很低,表明长期植茶形成的独特生态环境对微生物有抑制作用。两茶园土壤微生物代谢商(Rmic/Cmic)都较非茶园对照土壤低,并且随植茶年龄的增加,两者呈相似的变化趋势。土壤微生物商的变化可能与茶园土壤环境胁迫状况有关,低龄茶园的土壤微生物商(Cmic/Corg)高于非茶园对照土壤,也明显高于高龄茶园。土壤有机碳,全N ,有效P ,NH-4 N ,NO-3 N ,脲酶和酸性磷酸酶活性均随植茶年龄的增加而增加,而与土壤pH值呈相反的变化趋势