基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法，其鉴别过程包括：(1)提供用于判别是否为龙泉灵芝孢子粉的鉴别函数，所述鉴别函数由判别方程Ⅰ和判别方程Ⅱ组成，其中：判别方程Ⅰ：Y龙泉＝-9.677+513.622CHg+16.477CCd+4.991CSb-0.486CSe-0.022CNi-0.002CCd；判别方程Ⅱ：Y非龙泉＝-5.027+355.577CHg+10.658CCd-22.769CSb+0.043CSe-0.006CNi-0.000CCa；(2)检测未知样品中Hg、Cd、Sb、Se、Ni和Ca元素的含量，然后将其含量分别带入判别方程Ⅰ和判别方程Ⅱ中计算Y龙泉和Y非龙泉的数值；根据判别方程中Y值较大的一个判定该样品是否为龙泉灵芝孢子粉。本发明只需要检测未知样本中六种元素的含量，即可利用本发明所提供的判别模型鉴别龙泉灵芝孢子粉，判别正确率大于85％，可实现龙泉灵芝孢子粉的快速鉴别，适于推广普及。
【专利说明】基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及灵芝孢子粉产地判别技术，具体的说是一种基于特征元素含量鉴别龙 泉灵芝孢子粉的方法。
【背景技术】
[0002] 灵芝孢子粉是灵芝在生长成熟期，从灵芝菌褶中弹射出来的极其微小的卵形生殖 细胞，也就是灵芝的种子。它凝聚了是灵芝的精华，具有灵芝的全部遗传物质，有良好的保 健作用。龙泉灵芝孢子粉，是指浙江省龙泉市境内生产的灵芝孢子粉。其颗粒饱满，杂质 少，纯度高，富含灵芝多糖、灵芝三萜、蛋白质及微量元素硒等有效成份。浙江龙泉通过与中 国医学科学院药用植物研究所、上海农科院、丽水市林业科学研究所等科研院所的联合攻 关，已经成为全球最大的灵芝生产基地之一，也是灵芝栽培及其产品的研发的技术中心。目 前，年产干灵芝150吨，占全中国总量的四分之一。灵芝产品80%以上销往国外，在国际上 有良好的声誉。1996年被国务院发展研究中心授予"中华灵芝第一乡"的荣誉称号。根据 《地理标志产品保护规定》，国家质检总局组织专家对龙泉灵芝孢子粉地理标志产品保护申 请进行了审查，并于2011年9月19日批准龙泉灵芝孢子粉为地理标志保护产品，由各地质 检机构实施保护。
[0003] 由于龙泉灵芝孢子粉的独特品质和信誉，市场上广泛存在以次充好、假冒伪劣的 现象。灵芝孢子粉属于贵重中药材和高端保健品，消费者对其质量关注度比较高，假冒伪劣 现象的存在极大损害了消费者的利益，影响了知名品牌的声誉。因此，研究龙泉灵芝孢子粉 的真实属性，开发龙泉灵芝孢子粉的鉴别方法对于产品的质量控制和市场的规范运作都具 有积极意义，同时可以维护消费者权益，保护地理标志产品的声誉。但目前，我国还没有灵 芝孢子粉产地鉴别的相关方法。
[0004] 有机组分指纹图谱、近红外光谱、电子鼻等多种技术都被用于食品的产地鉴别中。 与有机化合物等溯源因子相比，矿物元素更加稳定，被认为是有效地产地标记物。食品中的 元素组成受到产地生态环境的影响。某些区域具有特定的元素的"指纹"。Li G等测定了 中国不同产地大米中钙、钾、镁、磷、硼等15种元素的含量，利用Fibonacci指数分析法建立 了产地鉴别方法。Cheajesadagul P等学者利用高分辨ICP-MS检测了来自不同国家的大米 样本中21种元素的含量，建立了产地的判别分析模型。但是矿物元素在环境和作物之间转 移和富集过程是非常复杂的，并不是所有测量的元素都适用于产地的鉴别分析。选择稳定 的元素组合和合适的计量学方法是解决该问题的主要途径。目前已公布的研究成果中，部 分学者已经关注到鉴别元素的选择问题。赵海燕等人分析了小麦粉样本中15种元素的含 量，通过逐步判别分析筛选了 Mg、Ca、Ba等元素进行小麦产地分析。Yasui等学者测定了不 同区域大米样品中19种矿物元素的含量，并筛选出Mg、Ba、Mo、Cu等13种元素作为产地分 析元素。已报道的研究中，具备因子筛选功能的判别方法多是基于Bayes判别准则提出的。 根据Bayes判别准则可知，这种逐步判别方法是以维尔克斯统计量作为目标函数，Bayes判 别准则要求研究的对象具有一定的分布密度（尽管不一定是正态分布），从而使此类判别 方法的实际应用受到局限。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法，以解决 龙泉灵芝孢子粉鉴别困难的问题。
[0006] 本发明的目的是按如下的技术方案实现的：
[0007] -种基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法，其按以下步骤进行：
[0008] (1)提供用于判别是否为龙泉灵芝孢子粉的鉴别函数，所述鉴别函数由判别方程 I和判别方程II组成，其表达式为：
[0009] 判别方程I :
[0010] ΥΛΧ =-9.677+ 513.622CHg +16,477Cc,t +4.991Csb -〇.486CSe -0.022CK, O-〇〇2C&; toon] 判别方程II :
[0012] = -5.027 + 355.577Ch? + 10.658Ccd：-22J69%+<).043% -0.0000^.
[0013] 所述鉴别函数以Hg、Cd、Sb、Se、Ni和Ca共六种特征元素的含量为变量，以mg/kg 为单位计，其中，Hg元素的含量以CHg表示，Cd元素的含量以Ccd表示，Sb元素的含量以C Sb 表不，Se元素的含量以CSe表示，Ni元素的含量以CNi表示，Ca元素的含量以CCa表不； [0014] (2)检测未知样品的特征元素含量，然后将特征元素含量数值分别带入所述鉴别 函数的判别方程I和判别方程II中计算和的数值；若Y；ai> 则该未知样 品为龙泉灵芝孢子粉，若Y；i^< ，则该未知样品不是龙泉灵芝孢子粉。
[0015] 本发明所述的基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法，所述鉴别函数的构 建方法如下：
[0016] a、检测若干龙泉灵芝孢子粉样本和若千非龙泉灵芝孢子粉样本所含K、Na、Ca、Mg、 Li、B、Ti、V、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd、Pb 和 Hg 元素的含量， 并将所得检测数据作为变量；所述非龙泉灵芝孢子粉包括原产地为安徽省、福建省、吉林省 和山东省的灵芝孢子粉；
[0017] b、在SPSS软件中，首先设定龙泉灵芝孢子粉样本的检测数据为第1组，非龙泉灵 芝孢子粉样本的检测数据为第2组，然后利用Fisher逐步判别方法获取判别函数，再采用 Wills' lambda检验法选择最合理变量，构建得到所述鉴别函数；
[0018] 进行所述最合理变量的选择时，变量保留或剔除所依据的准则是F值：当变量的F 值大于1. 5时，该变量被保留，当变量的F值小于0. 5时，该变量被剔除。
[0019] 具体的，所述鉴别函数的构建过程中，所述龙泉灵芝孢子粉的样本数量为30个， 所述非龙泉灵芝孢子粉的样本数量为40个。
[0020] 具体的，本发明的方法中，构建所述鉴别函数时：
[0021] 所述龙泉灵芝孢子粉样本和非龙泉灵芝孢子粉样本所含K、Na、Ca、Mg、Li、B、Ti、 V、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd、Pb 和 Hg 元素的含量按照如下操 作检测：
[0022] ( I )样本消解：
[0023] 将所有灵芝孢子粉样本（即30个龙泉灵芝孢子粉样本和40个非龙泉灵芝孢子粉 样本）分别在4(TC的烘箱中烘千10小时后，称取〇.3g灵芝孢子粉于聚四氟乙烯罐中，力口 入4mL硝酸和2mL过氧化氢，摇匀后静置2h，然后放入微波消解仪中消解65mi n，待冷却后 转移至50mL容量瓶中定容；
[0024] ( II )元素含量测定：
[0025] 用原子吸收分光光度计测定各个样本中的K，Na，Ca和Mg元素的含量；采用电感 率禹合等离子体质谱方法测定各个样本中的Li、B、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、 Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd和Pb元素的含量；釆用意大利MILESTONE DMA-8〇全自动测汞仪测量 各个样本中的Hg元素的含量。
[0026] 灵芝是将菌种接种在椴木或代料上栽培而成，灵芝及孢子粉中元素含量受到所用 椴木或代料、降水、空气等因素的影响。与土壤中直接生长的农作物（如小麦、大米等）相 比，灵芝孢子粉产地特征元素的筛选难度更大。为解决该问题，在考察多种特征元素筛选方 法的基础上，我们提出了一种基于Fisher判别准则Wilks' lambda检验的逐步判别方法，筛 选出6种特征元素，可以准确的鉴别龙泉灵芝孢子粉。
[0027] 本发明简单易行，只需要检测出未知样本所含六种特征元素的含量，就能利用本 发明所提供的判别模型有效的将龙泉灵芝孢子粉鉴别出来，实现龙泉灵芝孢子粉的快速鉴 另|J，且准确率较高，正判率高达85%以上，适于推广普及。
[0028] 说明书附图
[0029] 图1是采用本发明方法对未知样本进行判别过程的流程图。
【具体实施方式】
[0030] (一）构建鉴别函数
[0031] a、样本采集
[0032] 龙泉灵芝孢子粉样本（30个）：由浙江省丽水市龙泉县质量技术监督局提供；
[0033] 非龙泉灵芝孢子粉样本（40个）：市购获得，原产地为安徽省、福建省、吉林省和山 东省。
[0034] b、样本消解
[0035] 将各个灵芝孢子粉样本（即龙泉灵芝孢子粉样本30个和非龙泉灵芝孢子粉样本 40个）分别在4(TC的烘箱（DHG-9140A，上海中国）中烘干10小时，使水分尽可能地一致。 准确称取约〇. 3g灵芝孢子粉于聚四氟乙烯罐中，加入4mLM0S级硝酸试剂和2mLM0S级过氧 化氢试剂，摇匀后静置2h。然后放入微波消解仪（MARS 5，CEM美国）中消解65min，消解条 件见表1，冷却后转移至5〇mL容量瓶中定容。同时做试剂空白实验。
[0036] 表1微波消解条件
[0037]
【权利要求】
1. 一种基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法，其特征在于， (1) 提供用于判别是否为龙泉灵芝孢子粉的鉴别函数，所述鉴别函数由判别方程I和 判别方程II组成，其表达式为： 判别方程I: Y 龙泉=-9. 677+513. 622CHg+16. 477Ccd+4. 991Csb-0. 486CSe-0. 022CNi-0. 002CCa ; 判别方程II : ΥΦΑΙι= -5. 027+355. 577CHg+10. 658Ccd-22. 769Csb+0. 〇43CSe-〇. 006CNi-0. 000CCa ； 所述鉴别函数以Hg、Cd、Sb、Se、Ni和Ca共六种特征元素的含量为变量，以mg/kg为单 位计，其中，Hg元素的含量以CHg表示，Cd元素的含量以CM表示，Sb元素的含量以C sb表示， Se元素的含量以CSe表示，Ni元素的含量以CNi表示，Ca元素的含量以CCa表示； (2) 检测未知样品的特征元素含量，然后将特征元素含量数值分别带入所述鉴别函数 的判别方程I和判别方程II中计算Y；ai^P ￥?^的数值；若Υ；(^> Y^ai，则该未知样品为 龙泉灵芝孢子粉，若则该未知样品不是龙泉灵芝孢子粉。
2. 根据权利要求1所述的基于特征元素含量鉴别龙泉灵芝孢子粉的方法，其特征在 于，所述鉴别函数的构建方法如下： a、 检测若干龙泉灵芝孢子粉样本和若干非龙泉灵芝孢子粉样本所含K、Na、Ca、Mg、Li、 B、Ti、V、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Y、Mo、Cd、Sb、La、Nd、Pb 和 Hg 元素的含量，并将 所得检测数据作为变量；所述非龙泉灵芝孢子粉包括原产地为安徽省、福建省、吉林省和山 东省的灵芝孢子粉； b、 在SPSS软件中，首先设定龙泉灵芝孢子粉样本的检测数据为第1组，非龙泉灵芝 孢子粉样本的检测数据为第2组，然后利用Fisher逐步判别方法获取判别函数，再采用 Wills' lambda检验法选择最合理变量，构建得到所述鉴别函数； 进行所述最合理变量的选择时，变量保留或剔除所依据的准则是F值：当变量的F值大 于1. 5时，该变量被保留，当变量的F值小于0. 5时，该变量被剔除。
【文档编号】G01N27/62GK104297183SQ201410570610
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】李小亭, 夏立娅, 庞艳苹, 陈培云, 王献友, 王庭欣, 刘峥颢, 赵志磊 申请人:河北大学