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、Mn、Co、Cu、Zn、Rb、Sr、Mo、Cd、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm和Ti 22种矿质元素含量,并结合主成分分析、逐步判别分析和聚类分析对不同地域样品进行分类。结果表明,除B、Cu元素外,其余元素含量在不同地域粉葛间均存在显著差异(P<0.05);不同地域间粉葛矿质元素含量表现出独有的地理指纹特征,经逐步判别分析筛选出Mg、P、Co、Rb和Sr 5种元素,经回代检验和交叉检验的整体判别率分别为97.7%和93.0%;相关性分析结果表明,粉葛中Rb、Sr和Ti元素含量与对应土壤中的元素呈极显著正相关(P<0.01)。因此,矿质元素指纹结合多元统计分析能够在一定程度上实现不同产地粉葛的鉴别,这为粉葛产地溯源的可行性提供了技术支持。     

贵州名优茶与产地土壤矿质元素相关性及其溯源影响的研究

为探究贵州省名优茶产地不同深层土壤对茶叶矿质元素溯源效果的影响,以土壤-茶叶的多矿质元素法结合主成分分析(PCA)、反向传播(BP)神经网络法、逐步线性判别分析(SLDA)对茶叶产地进行溯源。结果显示,不同产地的茶叶和土壤具有独特的矿质元素指纹,茶叶中Fe、Mn、K、Ca、Mg、Cu的含量与土壤中对应元素含量显著相关(P<0.05),以这6种矿质元素含量结合PCA可有效区分茶叶的地理起源;不同深层土壤对茶叶产地的溯源有不同影响,通过SLDA法、BP神经网络法明确了以60~80 cm的土层进行产地溯源的效果最优,产地溯源验证判别率分别为98.5%(SLDA法)和100%(BP神经网络法),并基于SLDA法确定了Zn、Cu、P、Mn、Fe、Mg和K 7种元素构建的贵州名优茶产地溯源模型。此外,研究发现茶叶产地溯源几乎不受茶树品种的影响。本研究结果为贵州省名优茶矿质元素指纹图谱的建设及土壤-茶叶产地溯源的关系研究提供了理论依据。     

用微量元素对东北大米产地识别的技术

为探讨元素指纹分析技术对东北三省大米产地识别的可行性,筛选出可以区分不同产地大米的标志元素,该研究采用电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS）测定东北三省主要水稻产区土壤-作物籽实中Li、B、Be等23种微量元素含量,利用相关分析、方差分析、偏最小二乘回归分析等多种分析方法对不同产地大米及土壤中微量元素含量进行分析,建立识别东北三省大米产地的判别模型。结果表明：大米中Mo、Zn含量与土壤中Mo、Zn含量呈显著正相关（P<0.01）;3个省份大米中Ga、Pb、Sr、Zr、Ba元素分布表现出一致性,而另外18种元素表现出显著差异性（P<0.05）。对18种显著差异元素建立产地识别模型,发现正交偏最小二乘回归分析和多层感知器神经网络分析建立的判别模型能较好地对东北三省大米进行有效区分和识别,多层感知器神经网络分析中整体检验组的综合正确判别率为96.3%;在Fisher判别分析中利用逐步判别法筛选出的7种元素建立的判别模型能有效识别东北三省大米产地,判别正确率为93.8%。研究表明基于微量元素含量特征能够对东北三省大米产地进行有效识别,可为保护地区特色产品提供技术参考。     

基于矿物元素指纹的羊肉产地溯源技术

为探讨矿物元素指纹对羊肉产地溯源的有效性,找寻表征地域特性的元素指标,利用电感耦合等离子体质谱仪分析中国内蒙古自治区阿拉善盟、锡林郭勒盟和呼伦贝尔市3个牧区,及重庆市和山东省菏泽市2个农区脱脂羊肉和土壤样品中4种常量元素(K、Ca、Na、Mg)和13种微量元素(V、Mn、Fe、Cr、Ni、Cu、As、Be、Sb、Zn、Se、Ba、Tl)的含量,对其进行方差分析、相关分析和判别分析。结果表明,羊肉中矿物元素含量组成在地域间有明显差异,农区元素含量普遍高于牧区。脱脂羊肉中Ca、Zn、Be、Ni、Fe、Ba、Sb、Mn和Se9种元素含量的地域差异与土壤相关,它们对农牧区的正确判别率达90%以上,对5个地域的正确判别率在70%～100%之间。利用羊肉中矿物元素指纹分析技术可鉴别和追溯羊肉的产地来源,为羊肉及其他食品的产地溯源研究提供方法参考。     

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。     

新疆红枣营养品质与稳定同位素及矿物元素特征产地溯源比较

为开发基于营养品质、稳定同位素及矿物元素分析的不同产地新疆红枣地理标志产品溯源新方法,本研究采集了2016年新疆不同产区(若羌、和田、阿克苏、麦盖提等15个县市)97个红枣种植地块的50份灰枣和47份骏枣样本,测定其果肉中13类营养品质指标(蛋白质、还原糖、自由氨基酸、总黄酮等),稳定碳、氮、氢、氧同位素比率(δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H和δ¹⁸O)及21种微量矿物元素含量(Na、Mg、K、Fe和Zn等)用于其产地溯源分析与建模。采用单因素方差(one-way ANOVA)法比较不同产区间营养品质、稳定同位素比率及矿物元素特征的差异,利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)分别对两类红枣内在品质特征建立产地判别模型,对比其溯源准确度。结果表明,红枣稳定同位素及矿物元素产地特征差异比营养品质特征更明显,溯源判别准确度得到明显提升。灰枣和骏枣营养品质参数建模总体判别准确度分别为86.00%和85.11%,稳定同位素及矿物元素参数判别准确度分别为94.12%和95.74%,且两种地理标志保护的红枣品牌(若羌灰枣和和田玉枣)产地判别准确度高达100%,而其他产地误判为这两个产地红枣的概率为0%。因此,该策略有望作为新疆红枣产地溯源与地理标志农产品保护的可靠技术。     

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。     

基于Sr稳定同位素和矿物元素的鲍鱼产地溯源技术研究

为探究Sr稳定同位素和矿物元素结合鉴别鲍鱼地理起源的可行性，本试验以辽宁大连、山东长岛、山东荣成及福建连江4个产地皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)为研究对象，利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定鲍鱼不同组织(壳肌、裙边、消化腺性腺、外套膜)中⁸⁷Sr/⁸⁶Sr、⁸⁸Sr/⁸⁶Sr和20种矿物元素特征及差异，通过3种化学计量学方法构建鲍鱼产地溯源模型并筛选优质指标。结果表明，4种组织的22种指标(除消化腺性腺Li元素)在4个产地间有显著性差异(P<0.05)；通过主成分分析(PCA)降维处理，22种指标可在一定程度上区分不同产地鲍鱼，但依然有重叠现象；采用两种判别分析方法建立鲍鱼壳肌、裙边、消化腺性腺、外套膜产地判别模型，利用偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)得出4个组织的正确判别率分别为99.0%、97.0%、99.0%和95.5%，利用线性判别分析(LDA)得出4个组织交叉验证的正确判别率分别为97%、97.5%、99.0%和96.0%，两种模型均展现了...     

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。     

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。     

油料产品产地溯源技术研究进展

油料产品可为人们提供必需脂肪酸和丰富的脂溶性营养成分,是居民膳食中不可或缺的一部分。然而,油料产品产地造假现象时有发生,损害消费者权益,威胁消费者身体健康,亟需建立有效的油料产品产地溯源技术。本文综述了油料产品产地溯源技术包括矿物元素指纹谱与稳定同位素比率法、光谱法、代谢指纹谱法以及DNA分子标记法等,介绍了几种溯源技术的原理和应用现状,分析了各种方法的优缺点,并对油料产品产地溯源技术应用前景进行展望,以期为油料产品产地溯源技术的进一步发展提供参考。     

谷物原产地溯源技术研究进展

谷物原产地溯源技术体系的建立是保护地区品牌和特色产品的有效手段,也是实施谷物公平贸易和优质优价政策的有力保障。本文主要介绍了国内外利用有机成分分析、矿物元素分析、稳定性同位素分析和DNA指纹分析等方法在谷物产地溯源和鉴别方面应用的研究思路和研究进展,旨在为中国特色谷物产品的鉴别、追溯和有效监管提供技术和方法参考,推动中...     

基于GF-1与Landsat8 OLI影像的作物种植结构与产量分析

作物种植结构监测和估产是精准农业遥感的重点领域,其研究对于指导作物种植结构和制定农业政策具有重要意义。该文以黑龙江省北安市为研究区,以2015年的Landsat8 OLI和多时相GF-1为遥感数据源,基于物候信息和光谱特征确定的农作物识别关键时期和特征参数,构建面向对象的决策树分类模型,开展作物种植结构监测研究;综合植被光谱指数和地面采样数据,采用逐步回归方法建立产量遥感估算模型。结果表明:多源与多时相的遥感数据可以反映不同农作物的季相特征,应用本文所构建的决策树分类模型,作物分类效果较好,总体精度达87.54%,Kappa系数为0.8115;2015年,北安市的主要作物类型为大豆、玉米、水稻和小麦,面积分别为2204、1955、122和19 km~2,其中大豆的种植面积最大,占作物种植面积的51.24%。基于NDVI、EVI和GNDVI构建的多元回归模型为北安市大豆和玉米产量估算最优模型(R~2=0.823 7,均方根误差135.45 g/m~2,精度80.55%);北安市玉米高产区集中分布在西部,大豆的高产区主要分布在东部;2015年北安市玉米和大豆的单产分别为8 659、2 846 kg/hm~2,总产量分别为16.93×10~8、6.27×10~8 kg。利用作物关键物候期的多源多时相遥感数据能够精确高效地提取作物种植结构,构建的产量估算多元回归模型,为精准农业科学发展提供参考。     

Amendments of Activated Carbon and Biosolid on the Growth and Cadmium Uptake of Soybean Grown in Potted Cd-Contaminated Soils

Cadmium-contaminated soils can be re-used and also produce biomass energy if we plant soybeans or other biomass crops in the contaminated sites. In this study, two soils with pH values of 5.9 and 6.7 were artificially spiked to make their final total concentration as CK (about 1.0), 3.0, and 5.0 mg Cd kg^?1. Different amendments were mixed with these artificially Cd-contaminated soils to study the effect on the growth and Cd uptake of soybean, which include control (without amendment addition), powder-activated carbon (1%), and biosolids (sludge, 5%), respectively. Three kilograms of the treated soils was added into each pot and sowed 10 seeds of soybean (Leichardt species). The experiment was conducted in a 25°C greenhouse and controlled the soil water contents in the levels of 50–70% water holding capacity during the experimental period. Plants were harvested after growing for 90 days, and their fresh weights, dry weights, and plant heights were determined and recorded. Compared with the lower pH soil (5.9), soybeans were higher and have higher fresh weights and dry weights when growing in the higher pH soil (6.7). For most of the treatments, the two amendments had no significant effects on the plant heights of soybeans. For 3.0 or 5.0 mg Cd kg^?1 soil, the application of biosolids has significant effect on increasing the fresh weights and dry weights of soybeans (p?<?0.05). However, there were no specific effects of applying activated carbons on the fresh weights and dry weights of soybeans.     

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。     

基于地理位置解析的种子溯源双向动态交互模型及实现

为更好解决农作物种子溯源问题,帮助生产企业统计分析经营状况,实现交互式营销,该文利用种子电子代码,通过分开录入售前阶段各级分销信息,分层写入地理代码集合,在用户验证最小包装单元时动态解析用户位置信息,逐层匹配地理代码集合,构建了种子溯源双向动态交互模型。用户通过该模型获得溯源信息时可选择互动交流,企业可采集用户行为数据,推送营销信息,实现了溯源结果对企业、用户双向推送。通过对小麦品种华成3366销售和反馈2组数据进行相关性分析,其拟合优度为0.997 8,说明企业通过扫码次数的反馈能较好地促进销售,有效防止窜货发生。该模型分层独立的流通信息,保证了溯源的可靠性;双向交互性有效地帮助企业指导生产实际,也为监管部门提供了可靠的管理手段。