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基于稀土元素的软玉产地溯源研究

化工矿物与加工 2024年第5期53卷 30-41页

作者：崔中良郭心雨王嘉宇郭钢阳江西应用科技学院河南省第三地质勘查院有限公司

近年来，软玉产地溯源研究受到了国内外学者的广泛关注，其中稀土元素在开展软玉产地溯源方面潜力巨大。基于我国青海、广西、贵州、辽宁、新疆5个产地软玉的14种稀土元素，建立了软玉产地溯源判别模型，研究结果表明：Fisher判别模型... 详细信息

近年来，软玉产地溯源研究受到了国内外学者的广泛关注，其中稀土元素在开展软玉产地溯源方面潜力巨大。基于我国青海、广西、贵州、辽宁、新疆5个产地软玉的14种稀土元素，建立了软玉产地溯源判别模型，研究结果表明：Fisher判别模型、多元Logistic判别模型、MLP神经网络判别模型，回代检验判别准确率分别为89.7%、100.0%、100.0%;PCA-多项式判别模型、PCA-Fisher判别模型、PCA-多元Logistic判别模型、PCA-MLP神经网络判别模型，回代检验判别准确率分别为51.5%、42.6%、48.5%、72.1%;最优判别模型为多元Logistic判别模型和MLP神经网络判别模型。

关键词：软玉稀土元素产地溯源主成分分析多元Logistic Fisher判别

来源：博看期刊

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基于GC-MS的普洱生茶香气成分产地溯源

茶叶通讯 2024年

作者：王宇童唐卿雁邵金良林奇杜丽娟云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所云南省农业大学食品科学技术学院

为探究茶叶中挥发性成分普洱生茶小尺度空间下产地溯源的有效性与可行性，分别测定云南省3个地级市5个不同产茶县30份普洱生茶样品中的香气成分，结合正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、判别分析、神经网络—多层感知器分类方法，构... 详细信息

为探究茶叶中挥发性成分普洱生茶小尺度空间下产地溯源的有效性与可行性，分别测定云南省3个地级市5个不同产茶县30份普洱生茶样品中的香气成分，结合正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、判别分析、神经网络—多层感知器分类方法，构建普洱生茶小尺度空间下的产地溯源模型。结果表明，普洱生茶茶样中69个挥发性化合物醇类21个、醛类12个、酮类15个、酯类8个、酸3个、萜3个、烯烃2个、其他5个，OPLS-DA不能很好地区分不同产地茶样；通过FIsher判别分析构建的产地判别函数模型初始判别正确率为100.0%，交叉验证正确率为93.3%。通过神经网络多层次感知器分类模型对不同产地茶样进行判别的初始判别和交叉验证正确率均达到100%。普洱生茶中稳定同位素比值、矿物元素与有机成分受环境因素的影响，在不同的产地形成各自的指纹特征，可用于建立普洱茶产地溯源模型。试验结果可为普洱生茶在小尺度空间的产地追溯提供一定的理论依据。

关键词：普洱生茶挥发性成分产地判别产地溯源香气成分

激光诱导击穿光谱和人工神经网络的青白色软玉产地溯源

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光谱学与光谱分析 2023年第1期43卷 25-30页

作者：鲍珮瑾陈全莉赵安迪任跃男中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074 国检珠宝培训中心北京102627 滇西应用技术大学珠宝学院云南大理671000

建立基于激光诱导击穿光谱仪技术获取的半定量青白色软玉的微量元素含量的人工神经网络模型,以促进人工神经网络技术在宝石产地溯源方面的应用。以我国新疆、广西、江苏、青海,以及韩国和俄罗斯六个产地的青白色软玉为样品,利用激光诱... 详细信息

建立基于激光诱导击穿光谱仪技术获取的半定量青白色软玉的微量元素含量的人工神经网络模型,以促进人工神经网络技术在宝石产地溯源方面的应用。以我国新疆、广西、江苏、青海,以及韩国和俄罗斯六个产地的青白色软玉为样品,利用激光诱导击穿光谱仪在颜色均匀干净的部分获取元素含量数据。使用数据筛选原则对数据进行了筛选和Al的归一化处理之后,以因子分析和线性回归分析讨论了数据间的共线性,在数据间不存在明显多重共线性的情况下建立了三层人工神经网络的判别模型。结果表明,所选取的每个变量的VIF值小于5,数据间不存在明显的多重共线性,因子分析的KMO值小于0.6,表明变量间无明显关系。同时利用软玉t-SNE图对数据进行降维和可视化处理,t-SNE图显示大部分数据点都重叠在一起,表明对此数据进行简单聚类和相关分析是无法区分产地的,因此选择人工神经网络的方法对六个产地的数据进行产地判别分析。经人工神经网络模型迭代判别之后,模型对我国新疆、广西、江苏、青海,以及韩国和俄罗斯六个产地的青白色软玉判别的精度达到0.933,其中韩国软玉的数据判别结果精度最高,达到0.995,误差为0.028,青海软玉的数据判别结果最低为0.803,误差为0.090。综上所述,激光诱导击穿光谱结合人工神经网络的方法在宝石产地溯源方面的应用是具有很大潜力的。

关键词：激光诱导击穿光谱仪人工神经网络软玉产地溯源

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近红外漫反射光谱的茉莉花产地溯源

光谱学与光谱分析 2023年第11期43卷 3389-3395页

作者：张淑芳雷蕾雷顺新谭学才刘绍刚严军广西民族大学化学化工学院林产化学与工程国家民委重点实验室广西林产化学与工程重点实验室广西林产化学与工程协同创新中心广西高校食品安全与药物分析化学重点实验室广西南宁530006 横州市综合检验检测中心广西横州530300

茉莉花的风味、药用、营养等方面的品质受其产地因素的影响,因此茉莉花产地溯源对于保护消费者权益,促进茉莉花产业健康发展具有重要意义。为实现对不同产地的茉莉花产地溯源,收集了广西横州、福建福州、四川犍为、云南元江四个国内茉... 详细信息

茉莉花的风味、药用、营养等方面的品质受其产地因素的影响,因此茉莉花产地溯源对于保护消费者权益,促进茉莉花产业健康发展具有重要意义。为实现对不同产地的茉莉花产地溯源,收集了广西横州、福建福州、四川犍为、云南元江四个国内茉莉花主产地的100个茉莉花样本,分别采用积分球和光纤探头两种方式获得茉莉花花蕾干样的近红外漫反射光谱(900~1700 nm)。采用Savitzky-Golay(SG)光谱平滑和多元散射校正(MSC)相结合进行光谱预处理,光谱预处理后再利用主成分分析(PCA)结合线性判别分析(LDA)、K近邻法(KNN)建立了茉莉花原产地判别模型。建模过程中68个样本作为训练集,32个样本作为测试集,并通过交互检验进行模型参数优化。结果表明,基于PCA-LDA和PCA-KNN两种方法建立的判别模型均有良好的预测能力,其中对于积分球采样得到的光谱数据两种方法预测准确率均达到100%,对于光纤探头采样得到的光谱数据PCA-LDA和PCA-KNN的预测准确率分别为100%和93.75%。最后,通过不同产地茉莉花的色谱指纹图谱对比分析,进一步阐明了基于近红外光谱技术进行茉莉花产地识别的物质基础。该研究为茉莉花产地溯源提供了一种绿色、快速、准确的新方法,在茉莉花原产地保护上有重要的潜在应用价值。

关键词：茉莉花产地溯源近红外光谱化学计量学

基于改进1D-VD-CNN与近红外光谱数据的金银花产地溯源研究

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光谱学与光谱分析 2023年第5期43卷 1471-1477页

作者：陈冬英张昊张子龙余沐昕陈璐福建江夏学院电子信息科学学院福建福州350108 数字福建智能家居信息采集及处理物联网实验室福建福州350108 山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所山东济南250100

金银花是清热解毒必备良药,市面上金银花来源复杂,最著名的山东平邑产金银花在市场上常遭造假。已有的鉴别方法大多耗时长、成本高且操作复杂,亟需一种快速高效的金银花产地溯源方法。针对应用在金银花鉴别中的近红外光谱(NIRS)数据的... 详细信息

金银花是清热解毒必备良药,市面上金银花来源复杂,最著名的山东平邑产金银花在市场上常遭造假。已有的鉴别方法大多耗时长、成本高且操作复杂,亟需一种快速高效的金银花产地溯源方法。针对应用在金银花鉴别中的近红外光谱(NIRS)数据的一维卷积神经网络(1D-CNN)鉴别模型存在参数量过大、模型效率过于低下、计算复杂度高,同时易产生过拟合问题,对传统1D-CNN结构作出改进。使用效率较高的VD(Very Deep)结构替代传统1D-CNN中隐含层结构,并针对NIRS数据适应性改进,使其可直接应用于一维NIRS数据。改进分为三步:(1)将特征层的设计转为2个约束优化设计:第一约束条件设每个卷积层C值(卷积核与感受野的大小比值)为1/6,可提高网络模型效率;第二约束条件取顶层感受野大小为数据向量大小,实现更深层数据特征提取,并减小过拟合。(2)通过降采样把特征层输出特征向量缩小至较小的尺寸;(3)使用两个1×5大小的卷积层和一个带有Dropout的池化层将数据大小降采样到只有一个矢量的向量替代分类作用的全连接层,进而减小参数量。采集河南、山东、河北、重庆主要产地出产的金银花为样品500份。测试光谱范围908~1 676 nm,采用KS法对样品集预处理,并用shuffle算法完成训练集、验证集、测试集划分,构建基于改进1D-VD-CNN与近红外光谱的金银花产地鉴别模型。结果表明,1D-VD-CNN训练集与测试集准确率均达到100%,损失值收敛为0.001附近。与传统1D-CNN模型相比,1D-VD-CNN模型的训练集与测试集准确率分别提升为约0.5%与1.4%,参数量和FLOPs分别减少近1 M(兆)和20 M(兆)。与原始光谱数据分析法和PLS-DA法对比分析,表明1D-VD-CNN模型对金银花近红外光谱分类具有更高的效率和更好的识别性能。

关键词：金银花近红外光谱超深度一维卷积神经网络产地溯源

基于傅里叶变换红外光谱指纹技术的艾叶产地溯源研究

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光谱学与光谱分析 2022年第8期42卷 2532-2537页

作者：李超李孟芝李丹霞韦诗冰崔占虎项丽玲黄显章南阳理工学院河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室河南南阳473000 福建农林大学农学院福建福州350002

中药材产地对中药材品质与安全有直接影响。从生物学角度,中药材是物种受特定生态环境的影响,在长期生态适应过程中所形成的。药材生长所需的气候、土壤、水文等生态因素与其生长发育和品质唇齿相关,并带有地域信息的指纹特征。近年来,... 详细信息

中药材产地对中药材品质与安全有直接影响。从生物学角度,中药材是物种受特定生态环境的影响,在长期生态适应过程中所形成的。药材生长所需的气候、土壤、水文等生态因素与其生长发育和品质唇齿相关,并带有地域信息的指纹特征。近年来,中医药产业的快速发展带来了中药材资源需求量的激增,但同时也存在诸多安全隐患,药材产地难以区分和溯源已成为制约中医药发展的主要瓶颈之一。以国内4个省份5个主产区的75份艾叶样品为实验材料,采用FTIR法进行红外特征分析和数据挖掘,通过比较多种光谱信号预处理方法(如高斯滤波、多元散射校正、标准正态变换、一阶/二阶导数等)和多种模式识别技术(如BP神经网络、随机森林、K-最近邻算法、贝叶斯算法、粒子群优化支持向量机模型等),探索适合艾叶产地溯源的计量学方法。结果表明,K-最近邻算法、贝叶斯算法及粒子群优化支持向量机3种模式识别效果最为理想,测试集的正确率均为100%。基于运行时间、鉴别正确率与模型稳定性综合考虑,最终确定K-最近邻算法是艾叶产地鉴别的最优方法。整体来看,红外光谱指纹技术结合适当的化学计量学方法能够用于艾叶的产地溯源,研究结果为艾叶的道地性评价和质量控制提供技术支持,也为其他药材的等同性研究提有益参考。

关键词：艾叶红外光谱模式识别产地溯源

稳定同位素技术在中药材产地溯源中的应用与展望

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中国中药杂志 2022年第4期47卷 862-871页

作者：余代鑫郭盛杨健严辉张振宇段金廒南京中医药大学中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心江苏省中药资源产业化过程协同创新中心江苏省方剂高技术研究重点实验室江苏南京210023 中国中医科学院中药资源中心道地药材国家重点实验室培育基地北京100700

中药材作为我国独特的医药资源在人类疾病的预防和治疗中起着关键作用,随着应用规模的逐渐扩大,中药材的质量问题已成为各界关注的焦点。中药材质量是否优良一定程度上取决于其来源是否道地,中药材产地溯源工作对于保证中药材原产地真... 详细信息

中药材作为我国独特的医药资源在人类疾病的预防和治疗中起着关键作用,随着应用规模的逐渐扩大,中药材的质量问题已成为各界关注的焦点。中药材质量是否优良一定程度上取决于其来源是否道地,中药材产地溯源工作对于保证中药材原产地真实性及品质疗效,减少不同产地中药材混用、掺假等现象有着重要作用。稳定同位素技术作为农产品、食物等产地溯源的关键技术,已应用于多来源、多产地的名贵中药材产地溯源研究中,为规范中药材的产地来源,从源头上控制中药材质量提供了新的技术手段。该文在介绍稳定同位素技术基本原理及常见稳定同位素特性的基础上,系统阐述了轻、重稳定同位素技术在中药材产地溯源中的应用现状及其与生态因子的相关性,并对该技术在全面追溯中药材产地来源,深入研究其形成机制与生态因子的关联关系,推动该技术在中药材真伪鉴别上的发展前景进行了展望,旨在为我国中药材产地溯源工作提供参考,促进稳定同位素技术更好地应用于中药材产地溯源研究工作中,服务于中药资源产业的可持续发展。

关键词：稳定同位素中药材产地溯源

基于GC-IMS技术的油菜花蜂蜜产地溯源模型鉴别

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中国食品学报 2023年第8期23卷 379-388页

作者：刘振平龙道崎甘芳瑗姜容庞钶靖唐超重庆安全技术职业学院重庆404020

采用气相离子迁移谱(GC-IMS)测定全国10个产地油菜花蜂蜜的挥发性有机化合物(VOCs),通过二维差谱法从广泛的VOCs信号数据中筛选出67个有效表征油菜花蜂蜜产地差异的特征成分,从差异化的VOCs分布轮廓的非靶向角度对10个产地油菜花蜂蜜进... 详细信息

采用气相离子迁移谱(GC-IMS)测定全国10个产地油菜花蜂蜜的挥发性有机化合物(VOCs),通过二维差谱法从广泛的VOCs信号数据中筛选出67个有效表征油菜花蜂蜜产地差异的特征成分,从差异化的VOCs分布轮廓的非靶向角度对10个产地油菜花蜂蜜进行主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA),并基于PLS-DA构建油菜花蜂蜜产地溯源鉴别模型。结果表明:交叉验证中模型的预测能力参数(Q^(2))和拟合优度参数(R^(2))分别为0.959和0.987,置换模拟验证未发生过拟合情况,模型稳健有效,可实现对10个产地的油菜花蜂蜜的有效鉴别。同时,通过变量投影重要性(VIP)值进一步筛选出21个对有效区分油菜花蜂蜜产地发挥关键作用的特征标志物。本研究引入GC-IMS技术和PLS-DA的理论与方法实现了不同产地蜂蜜样品的准确鉴别,为蜂蜜的产地溯源提供了新的技术策略。

关键词：气相离子迁移谱蜂蜜产地溯源模型鉴别

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数据融合策略在食品产地溯源中的应用进展

分析化学 2023年第1期51卷 11-21页

作者：邓焯文陈喆付家顺云永欢海南大学食品科学与工程学院国家市场监管重点实验室(热带果蔬质量与安全) 中国农业科学院油料作物研究所

产地溯源技术可有效识别食品来源，在保护消费者权益和维护产品声誉方面具有重要作用。产地溯源常用的检测手段包括光谱、质谱、色谱和传感器技术等，但是对于化学组成较复杂的食品，单一的分析技术通常无法获得足够的化学信息，而数据... 详细信息

产地溯源技术可有效识别食品来源，在保护消费者权益和维护产品声誉方面具有重要作用。产地溯源常用的检测手段包括光谱、质谱、色谱和传感器技术等，但是对于化学组成较复杂的食品，单一的分析技术通常无法获得足够的化学信息，而数据融合策略可以通过对不同检测技术获取的数据进行处理及联合，获取更多的有用信息，提高在产地溯源过程中的鉴别效果。目前，数据融合策略已经广泛应用于食品产地溯源领域。本文介绍了包括光谱、质谱、色谱和传感器技术等产地溯源检测技术，总结了基于这些技术的数据融合策略在食品产地溯源中的应用现状，并对数据融合策略在食品产地溯源方面的发展前景进行了展望，以期为食品产地溯源的研究及发展提供参考。

关键词：产地溯源数据融合化学计量学评述