Внутри

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 8549 (2022 г.) Цитировать эту статью

877 Доступов

3 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Многоэлементный анализ широко используется для определения географического происхождения растений. Целью данного исследования было изучение возможности сочетания хемометрики с многоэлементным анализом для классификации Codonopsis Radix из разных производящих регионов провинции Ганьсу (Китай). Всего было собрано 117 образцов Codonopsis Radix из 7 уездов провинции Ганьсу. Масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) определено 28 элементов (39 K, 24 Mg, 44Ca, 27Al, 137Ba, 57Fe, 23Na, 88Sr, 55Mn, 66Zn, 65Cu, 85Rb, 61Ni, 53Cr, 51). V, 7Li, 208Pb, 59Co, 75As, 133Cs, 71 Ga, 77Se, 205Tl, 114Cd, 238U, 107Ag, 4Be и 202Hg). Среди макроэлементов самый высокий уровень показал 39 К, а наименьшее значение содержания было у 23 Na. Микроэлементы имели концентрации порядка: 88Sr > 55Mn > 66Zn > 85Rb > 65Cu. Среди микроэлементов более высокое содержание обнаружено у 53Cr и 61Ni, а 4Be обнаружен не во всех образцах. Внутрирегиональная дифференциация выполнялась с помощью анализа главных компонентов (PCA), кластерного анализа (CA) и алгоритмов обучения с учителем, таких как линейный дискриминантный анализ (LDA), k-ближайшие соседи (k-NN), машины опорных векторов (SVM) и случайные леса (РФ). Среди них модель RF показала лучшие результаты с точностью 78,79%. Многоэлементный анализ в сочетании с РФ оказался надежным методом определения происхождения Codonopsis Radix в провинции Ганьсу.

Codonopsis Radix обычно используется в качестве заменителя дорогого женьшеня, который является одним из наиболее распространенных традиционных китайских лекарств1. Codonopsis Radix обладает различными лечебными свойствами, такими как иммуномодулирующие2, противораковые3, защитные свойства желудочно-кишечного тракта4, противодиабетические5 и активность по регулированию кишечной флоры6. Благодаря своим хорошим питательным свойствам Codonopsis Radix также является важным пищевым материалом для приготовления чая, вина, супа, пластыря, каши и т. д.7 Как китайский лекарственный материал того же происхождения, что и лекарства и продукты питания, Codonopsis Radix абсолютно популярен в Азии. такие страны, как Китай, Япония, Южная Корея, Сингапур и др.8. Китай является крупным производителем и экспортирует высококачественный Codonopsis Radix в другие страны. В Китае Codonopsis Radix выращивают в провинциях Ганьсу, Шаньси, Сычуань, Хубэй, Юньнань и Чунцин. Среди них Codonopsis Radix из производственных зон Ганьсу отличается хорошим качеством и высокой ценой. Некоторые округа на юго-востоке провинции Ганьсу являются наиболее важными районами производства Codonopsis Radix в Китае, и на их долю приходится более 80% общего объема производства, например Вэйюань, Линьтао, Лунси, Чжан, Минь, Таньчан и Вэнь9. Уникальные природные условия этих мест, такие как высота над уровнем моря, почва, осадки и солнечный свет, являются гарантией производства высококачественного Codonopsis Radix10. На состав неорганических элементов растений влияют генетические факторы и факторы окружающей среды. Состав почвы и изменения климата могут влиять на содержание элементов в растениях11. Следовательно, необходимо понять конечные уровни экспрессии элементов Codonopsis pilosula. Однако соответствующие исследования ограничены.

В последние годы потребители обращают все больше внимания на географическую прослеживаемость и подлинность трав, поскольку эти аспекты стали индикаторами их качества и безопасности12. Следовательно, для экономики провинции Ганьсу очень важно обеспечить географическое происхождение Codonopsis Radix. Однако сообщений о прослеживаемости происхождения Codonopsis Radix не поступало.

Многоэлементный анализ обычно используется для отслеживания происхождения растений, поскольку неорганические элементы не метаболизируются в ходе метаболического процесса и тесно связаны с почвенно-климатическими условиями посадочных площадей. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) является стабильным и эффективным методом многоэлементного определения с более высокой чувствительностью, чем обычные методы13,14,15. Элементный состав в сочетании с хемометрикой использовался как мощный инструмент для дифференциации географического происхождения растений16,17. Рихтер и др. успешно использовали методы машинного обучения и ИСП-МС для прогнозирования географического происхождения образцов белой спаржи из Польши, Китая, Нидерландов, Греции, Германии, Испании и Перу18. Канизо и др. осуществил классификацию винограда, произведенного на разных виноградниках провинции Мендоса (Аргентина), на основе многоэлементного анализа и хемометрических методов10. Следовательно, определение географического происхождения Codonopsis Radix в провинции Ганьсу может оказаться разумной стратегией.