一种快速鉴别林下参粉、园参粉及其产品的色度学方法

本发明涉及中药鉴别技术领域，具体涉及一种快速鉴别林下参粉、园参粉及其产品的色度学方法。

背景技术：

人参(panaxginsengc.a.mey.)为五加科多年生草本植物，以干燥的根及根茎入药，为我国名贵中药，历来被视为百草之王，是闻名遐迩的"东北三宝"之一。《神农本草经》将人参列为上品，具有“补五脏，安精神，止惊悸，开心益智，明目，轻身延年”之功效。近些年，人参需求量在不断增加，野山参作为人参的珍贵品种，因生长条件特殊，生长缓慢及连年过渡采挖，致使其资源日渐枯竭，已濒危灭绝。故林下参和园参已成为当今临床用药的主流品种。林下参，是指经人工种植获得1-3年生参苗后移栽于林下，或直接播种后自然生长于深山密林15年以上的人参；园参，是指在搭棚池床里生长的人工栽培人参。

目前，市场上人参粉屡见不鲜，主要有细粉、微粉、超微粉等多种商品规格，其临床应用广泛，需求量大，现已引起广泛关注。故林下参粉、园参粉、活性参粉等各类产品研究开发已成为热点，国内多个省市相继出台了相关政策、制定相关标准，促进了粉类饮片的研发。由于生长环境、年限、原料、工艺等差异，加之人为干预等因素影响，林下参和园参的品质优劣和价格差异巨大，市场上二者粉末存在着鱼龙混珠、真伪难辨、安全性不高、掺伪造假等诸多问题，直接影响着中医临床、药膳食谱等应用的真实性、有效性和安全性，故制定人参粉类商品质量的可控标准显得十分必要，尤其是如何快速鉴别林下参粉与园参粉迫在眉捷。

近年来，学者们虽通过性状鉴别、显微鉴别、化学成分、生物技术等手段，对林下参和园参进行了鉴别研究，浙江、上海、辽宁、湖南、四川等省市也陆续出台人参粉、超微粉的炮制规范及其标准，但都是针对林下参、园参完整的药材或一种已知的林下参或园参粉进行鉴别，未能对未知的二者粉末进行归属判定。

专利cn110274980a通过二者低聚糖的含量大小和比例，以及低聚糖指纹图谱来区别林下山参和园参；专利cn109521123a通过pmp-hplc法测定园参与林下参中半乳糖和阿拉伯糖的含量，并将二者的测量值与标准模版范围比较进行鉴别园参和林下参；专利cn103776777a通过采用近红外光谱法对人参样品进行光谱采集，该方法无需对试样进行分离，即可无损地、快速地、不失原本性和配伍性地直接判断所测样品的品种、生长方式和其所含总皂苷和水分的含量。这些方法不仅操作复杂，还需要使用大型精密仪器，增加了辨别的难度。由于林下参粉与园参粉均已改变了原药材的表观特征，虽有众多学者尝试用化学分析、指纹图谱、生物技术等方法进行鉴别，但均因二者代谢产物、遗传物质具有极大相似性而未能有效鉴别，故林下参粉、园参粉的真伪鉴别方法尚属空白。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种快速鉴别林下参粉、园参粉及其产品的色度学方法，根据林下参粉与园参粉在表观色泽上具一定的差别，应用色度学原理，采用便携式的色差计量化二者的色度值，可以有效鉴别二者。大量的实验结果表明，应用色差计，结合已建立的标准判别函数，可以快速准确地鉴别二者的真伪，为林下参粉和园参粉产品的质量控制、药膳与临床应用中的真伪鉴别、有效性与安全性保障，提供了一种快速、便携的鉴别方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种快速鉴别林下参粉、园参粉及其产品的色度学方法，包括以下步骤：

s1.获得用于鉴别林下参粉、园参粉及其产品的标准判别函数模型；

s2.采用步骤s1所得的色度值标准判别函数模型，对待测林下参粉、园参粉及其产品进行鉴别。

作为本发明的进一步改进，步骤s1中具体包括以下步骤：

s101.取若干林下参、园参样品，分别粉碎备用，得到粉末；

s102.利用色差仪对粉末进行不同光源的l*、a*、b*色度值测定，获得林下参粉、园参粉的色度值数学信息；

s103.应用spss统计学软件，以y1、y2为因变量，以x1-1、x1-2、x1-3、x2-1、x2-2、x2-3为自变量，分别建立林下参粉和园参粉的色度值标准判别函数；

其中，y1代表林下参粉，y2代表园参粉，x1-1代表林下参的l*值、x1-2代表林下参的a*值、x1-3代表林下参的b*值、x2-1代表园参的l*值、x2-2代表园参的a*值、x2-3代表园参的b*值。

作为本发明的进一步改进，步骤s2中具体包括以下步骤：

s201.测定待测样品的色度值，包括l*、a*、b*值；

s202.将步骤s201获得的所述待测样品的色度值数学信息代入步骤s1获得的所述标准判别函数模型中，从而获得所述待测样品的y1、y2值，比较y1、y2值大小，判定是林下参粉还是园参粉。

作为本发明的进一步改进，所述粉末为符合《中国药典》(2020年版)要求的中粉、细粉、极细粉，或微粉、超微粉。

作为本发明的进一步改进，所述不同光源包括a(夕阳光)、d50(印刷)、d65(通用)、c(北窗光)、f2(cwf)、f7(工厂)、f11(tl84)、f12(u30)。

作为本发明的进一步改进，不同光源下所述色度值标准判别函数如下：

a(夕阳光)光源下l*的判别函数为：y1＝-339.367+27.856x1-1、y2＝-373.248+29.167x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-1375.768+46.304x1-1+120.875x1-2+4.427x1-3、y2＝-1409.748+46.802x2-1+116.556x2-2+6.732x2-3；

d50(印刷)光源下的判别函数为：y1＝-132.635+13.646x1-1、y2＝-158.565+14.833x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-414.443+25.352x1-1-7.442x1-2+33.680x1-3、y2＝-455.573+26.595x2-1-9.543x2-2+35.524x2-3；

d65(通用)光源下l*的判别函数为：y1＝-340.079+31.228x1-1、y2＝-386.340+33.222x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-829.609+85.043x1-1+177.400x1-2-51.082x1-3、y2＝-891.470+87.391x2-1+178.518x2-2-50.264x2-3；

c(北窗光)光源下l*的判别函数为：y1＝-196.480+19.786x1-1、y2＝-231.265+21.387x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-406.847+32.767x1-1-42.308x1-2+34.165x1-3、y2＝-454.542+34.702x2-1-41.855x2-2+34.794x2-3；

f2(cwf)光源下l*的判别函数为：y1＝-522.512+45.914x1-1、y2＝-581.395+48.380x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-872.939+64.254x1-1-27.675x1-2+41.616x1-3、y2＝-963.749+67.144x2-1-35.760x2-2+44.953x2-3；

f7(工厂)光源下l*的判别函数为：y1＝-223.747+21.813x1-1、y2＝-266.280+23.710x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-740.006+48.209x1-1-53.952x1-2+43.022x1-3、y2＝-811.442+50.862x2-1-54.762x2-2+44.084x2-3；

f11(tl84)光源下l*的判别函数为：y1＝-193.622+19.083x1-1、y2＝-231.068+20.760x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-470.725+35.174x1-1+41.487x1-2+20.396x1-3、y2＝-528.019+37.396x2-1+42.677x2-2+21.140x2-3；

f12(u30)光源下l*的判别函数为：y1＝-391.052+35.809x1-1、y2＝-447.708+38.250x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-762.809+34.258x1-1+40.181x1-3、y2＝-840.551+36.655x2-1+41.277x2-3。

作为本发明的进一步改进，所述色度值测定方法为：取所述待测样品粉末1.0-2.0g平铺于样品槽中，进行光源选择后，色差公式选择δelab，测定时保持仪器处在固定的位置，平行测定3次，测定结果取平均值，记录。

作为本发明的进一步改进，步骤s202中，若y1＞y2则为林下参粉及其产品；y1＜y2则为园参粉及其产品。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供了一种快速鉴别林下参粉、园参粉及其产品的色度学方法，本方法依据色度学理论，先采用便携式色差仪对林下参粉、园参粉及其产品的色度值进行直接测定，获得样品全部光源的l*、a*、b*色度值，建立标准判别函数模型。再利用标准判别函数模型对待测样品进行鉴别，解决了现有技术中，林下参粉、园参粉及其产品难于鉴别的瓶颈问题。

2、本发明提供的方法，在林下参粉、园参粉及其产品鉴别方面填补了空白，具有样本无需复杂的前处理，检测速度快、操作简单和预测结果准确率高等优点。

3、本发明建立的林下参粉、园参粉及其产品标准判别函数模型专属性强，为林下参粉、园参粉及其制剂产品的真伪鉴别分析，提供了一种新的方法，解决了二者在生产实践、药膳食疗和临床应用中难于鉴别真伪的瓶颈问题，具有极其重要的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是林下参药材性状图片；

图2是林下参粉末图片；

图3是园参药材性状图片；

图4是园参粉末图片。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

a(夕阳光)：色温为2856k，钨丝灯，一般为室内灯，也用来作为色变检验之用。

d50(印刷)：色温为5000k，石英卤素灯，印刷工业用以观察印刷及色彩之透明度。

d65(通用)：色温为6500k，石英卤素灯，应用最为广泛。

c(北窗光)：色温为6700k，石英卤素灯，1964年以前普遍使用之日光。

f2(cwf)：色温为4150k，冷白日光灯，一般物品检验用。

f7(工厂)：色温为6500k，宽频日光灯，为办公室、工厂广为使用。

f11(tl84)：色温为4000k，窄频白色日光灯，是许多欧洲服饰业制定之标准光源。

f12(u30)：色温为3000k，日光灯，是美国seasi百货公司指定之标准光源。

快速鉴别林下参粉、园参粉及其产品的色度学方法

s1.获得用于鉴别林下参粉、园参粉及其产品的标准判别函数模型；

s101.取若干林下参、园参样品，分别粉碎备用，得到粉末；

s102.利用色差仪对粉末进行不同光源的l*、a*、b*色度值测定，获得林下参粉、园参粉的色度值数学信息；

s103.应用spss统计学软件，以y1、y2为因变量，以x1-1、x1-2、x1-3、x2-1、x2-2、x2-3为自变量，分别建立林下参粉和园参粉的色度值标准判别函数；

其中，y1代表林下参粉，y2代表园参粉，x1-1代表林下参的l*值、x1-2代表林下参的a*值、x1-3代表林下参的b*值、x2-1代表园参的l*值、x2-2代表园参的a*值、x2-3代表园参的b*值；

不同光源下所述色度值标准判别函数如下：

a(夕阳光)光源下l*的判别函数为：y1＝-339.367+27.856x1-1、y2＝-373.248+29.167x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-1375.768+46.304x1-1+120.875x1-2+4.427x1-3、y2＝-1409.748+46.802x2-1+116.556x2-2+6.732x2-3；

d50(印刷)光源下的判别函数为：y1＝-132.635+13.646x1-1、y2＝-158.565+14.833x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-414.443+25.352x1-1-7.442x1-2+33.680x1-3、y2＝-455.573+26.595x2-1-9.543x2-2+35.524x2-3；

d65(通用)光源下l*的判别函数为：y1＝-340.079+31.228x1-1、y2＝-386.340+33.222x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-829.609+85.043x1-1+177.400x1-2-51.082x1-3、y2＝-891.470+87.391x2-1+178.518x2-2-50.264x2-3；

c(北窗光)光源下l*的判别函数为：y1＝-196.480+19.786x1-1、y2＝-231.265+21.387x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-406.847+32.767x1-1-42.308x1-2+34.165x1-3、y2＝-454.542+34.702x2-1-41.855x2-2+34.794x2-3；

f2(cwf)光源下l*的判别函数为：y1＝-522.512+45.914x1-1、y2＝-581.395+48.380x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-872.939+64.254x1-1-27.675x1-2+41.616x1-3、y2＝-963.749+67.144x2-1-35.760x2-2+44.953x2-3；

f7(工厂)光源下l*的判别函数为：y1＝-223.747+21.813x1-1、y2＝-266.280+23.710x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-740.006+48.209x1-1-53.952x1-2+43.022x1-3、y2＝-811.442+50.862x2-1-54.762x2-2+44.084x2-3；

f11(tl84)光源下l*的判别函数为：y1＝-193.622+19.083x1-1、y2＝-231.068+20.760x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-470.725+35.174x1-1+41.487x1-2+20.396x1-3、y2＝-528.019+37.396x2-1+42.677x2-2+21.140x2-3；

f12(u30)光源下l*的判别函数为：y1＝-391.052+35.809x1-1、y2＝-447.708+38.250x2-1，l*a*b*综合判别函数为：y1＝-762.809+34.258x1-1+40.181x1-3、y2＝-840.551+36.655x2-1+41.277x2-3。

s2.采用步骤s1所得的色度值标准判别函数模型，对待测林下参粉、园参粉及其产品进行鉴别；

s201.测定待测样品的色度值，包括l*、a*、b*值；

s202.将步骤s201获得的所述待测样品的色度值数学信息代入步骤s1获得的所述标准判别函数模型中，从而获得所述待测样品的y1、y2值，若y1＞y2则为林下参粉及其产品；y1＜y2则为园参粉及其产品。

所述色度值测定方法为：取所述待测样品粉末1.0-2.0g平铺于样品槽中，进行光源选择后，色差公式选择δelab，测定时保持仪器处在固定的位置，平行测定3次，测定结果取平均值，记录。

实施例1林下参粉、园参粉的制备

将具有代表性的20批次林下参和20批园参药材，药材信息见表1，依据2020版《中国药典》规定的粉碎要求，将其粉碎成中粉、细粉、极细粉，亦含微粉、超微粉等产品，粉碎后保存于干燥器中备用。

表1林下参、园参样品信息

实施例2方法学考察

2.1稳定性试验

2.1.1仪器稳定性选择林下参1粉末进行仪器稳定性试验，取样品1.0g置于样品槽中，在a(夕阳光)光源下，分别于0h、2h、4h、8h、12h、24h测定其l*、a*值、b*值，每次平行测定三次，取平均值，计算rsd值。rsd值分别为0.75％、1.11％、0.42％，表明仪器稳定性良好。

2.1.2样品稳定性选取林下参1粉末和园参1粉末进行样品的稳定性试验，取样品1.0g置于样品槽中，在a(夕阳光)光源下，分别于0h、2h、4h、8h、12h、24h测定其l*、a*值、b*值，每次平行测定三次，取平均值，计算rsd值。林下参rsd值分别为0.75％、1.11％、0.42％；园参rsd值分别为0.94％、0.89％、0.45％，表明园参和林下参粉末样品在24h内稳定性良好。

2.2重复性试验

取与2.1试验中同一批林下参粉末进行重复性试验，取样品1.0g置于样品槽中，取样6次测定其l*、a*值、b*值，每次平行测定三次，取平均值，计算rsd值。rsd值分别为1.15％、1.44％、1.11％，表明样品重复性良好。

2.3精密度试验

取与2.1试验中同一批园参粉末进行精密度试验，取样品1.0g置于样品槽中，测定其l*、a*值、b*值，平行测定6次，取平均值，计算rsd值。rsd值分别为1.01％、1.20％、0.48％，表明仪器精密度良好。

实施例3样品色度值测定

取林下参粉、园参粉样品各1.0g平铺于样品槽中。采用wf32精密色差仪在8种不同光源下进行色度测定，测量模式中颜色空间选择cie1976lab；含量方式选择sci，针对仪器含有的8种光源，钨丝灯：a(夕阳光)；太阳光：d50(印刷)、d65(通用)、c(北窗光)；日光灯：f2(cwf)；f7(工厂)；f11(tl84)；f12(u30)均进行样品色度值测定，色差公式选择δelab。色度值测定时尽量保持仪器处在固定的位置，在方法学考察均良好的情况下，进行全批次园参粉和林下参粉的色度测定。每一批次样品平行取样3次，每个样品平行测定3次，记录8种不同光源下的l*值、a*值、b*值。

实施例4标准判别函数模型建立

以d50光源为例建立林下参粉、园参粉的标准判别函数模型。首先，对l*值进行判别分析，wilks的lambda的值为0.620，p值为0.000<0.05，证明该判别方程具有实际意义，其林下参粉判别方程为y1＝-132.635+13.646x1-1；园参粉判别方程为y2＝-158.565+14.833x2-1，对20批林下参粉和20批园参粉进行85％的正确分类。对未准确分类部分再进行a*值、b*值的判别分析，所得方程无统计学意义。为更全面的分析其所测得的l*值、a*值、b*值数据，再将全部批次的林下参粉和园参粉l*值、a*值、b*值同步进行判别分析，所得wilks的lambda的值为0.576，p为0.000<0.05，证明该判别方程具有实际意义，其林下参粉判别方程为y1＝-414.443+25.352x1-1-7.442x1-2+33.680x1-3；园参粉判别方程为y2＝-455.573+26.595x2-1-9.543x2-2+35.524x2-3，对20批林下参粉和20批园参粉进行77.5％的正确分类，其中仅对l*值进行分析未作出准确分类的，在此有2种园参粉和1种林下参粉也作出了正确的分类，结合两种判别方程，可将40批人参粉中37批进行准确分类，综上所分析的结果，利用d50(印刷)光源对20批林下参粉和20批园参粉分类准确率为92.5％。其中l*值为主要判别林下参粉和园参粉的色度指标。分析结果详见表2-8。

表2d50光源人参色度测定值

表3d50光源l*值wilks的lambda

表4d50光源l*值fisher的线性判别式函数

表5d50光源l*值分类结果

a.已对初始分组案例中的85.0％个进行了正确分类。

b.仅对分析中的案例进行交叉验证。在交叉验证中，每个案例都是按照从该案例以外的所有其他案例派生的函数来分类的。

c.已对交叉验证分组案例中的85.0％个进行了正确分类。

表6d50光源l*值a*值b*值wilks的lambda

表7d50光源l*值a*值b*值fisher的线性判别式函数

表8d50光源l*值a*值b*值分类结果

经实验表明，其中a(夕阳光)可实现87.5％的正确判别率，太阳光：d50(印刷)可实现92.5％的正确判别率、d65(通用)可实现90％的正确判别率，c(北窗光)可实现87.5％的正确分类率，日光灯(f2(cwf)可实现92.5％的正确判别率，f7(工厂)可实现90％的正确判别率，f11(tl84)可实现90％的正确判别率，f12(u30)可实现92.5％的正确判别率。本发明的8种光源判别正确率均在87.5％以上，均可有效区分林下参粉和园参粉。故本发明具有极大的实践应用意义。

实施例5判别函数的验证

为保证本发明的科学性与准确性，对上述所得的标准判别函数进行了验证，以便更好地应用于生产实践中。在市场上随机购买6批人参药材。按照本发明方法对未知的6批人参，采用双盲法，利用所建立的标准判别函数进行林下参粉与园参粉的鉴别，结果见表9。结果利用a(夕阳光)、太阳光d50(印刷)、d65(通用)、日光灯(f2(cwf)可准确地鉴别出4批人参的归属，c(北窗光)、f7(工厂)、f11(tl84)、f12(u30)可准确地鉴别出5批人参的归属，验证结果表明本发明方法的鉴别率极高。

表9验证试验结果

与现有技术相比，本发明根据林下参粉与园参粉在表观色泽上具一定的差别，应用色度学原理，采用便携式的色差计量化二者的色度值，可以有效鉴别二者。大量的实验结果表明，应用色差计，结合已建立的标准判别函数，可以快速准确地鉴别二者的真伪，为林下参粉和园参粉产品的质量控制、药膳与临床应用中的真伪鉴别、有效性与安全性保障，提供了一种快速、便携的鉴别方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。