无损检测冬虫夏草粉/粉片中伪品含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于药材鉴别领域，具体涉及无损检测冬虫夏草粉/粉片中伪品含量的方 法。
【背景技术】
[0002] 冬虫夏草Cordyceps sinensis(Berkeley)Saccardo为麦角菌科真菌冬虫夏草菌 寄生在鳞翅目蝙蝠蛾科蝠蛾属(Hepialus)幼虫上形成的虫生子囊真菌，为麦角菌科虫草属 真菌冬虫夏草的子座及其寄主鳞翅目蝙蝠蛾科昆虫蝙蝠蛾的幼虫尸体的复合物，性甘平， 补肺益肾，止血化痰，用于久咳虚喘，劳咳咯血，阳痿遗精，腰膝酸痛，是我国传统的名贵中 药材。
[0003] 冬虫夏草生长环境特殊，主要分布于我国青藏高原海拔3000~5000米的高山草甸 和高山灌丛。青海、西藏、四川、甘肃和云南是冬虫夏草的主要产区，青海的产量和质量居各 省区之首，玉树、果洛等是青海冬虫夏草主产地。冬虫夏草目前尚不能进行人工培育，而野 生冬虫夏草的分布区域狭小，自然寄生率低，对环境条件要求苛刻，加之近年来的生态破坏 和掠夺式采挖，使冬虫夏草的产量逐年下降，价格不断攀升。因此，市场上存在严重的掺伪、 增重等造假现象。除了冬虫夏草之外，其他虫草属真菌寄生在昆纯粉上形成的复合体也被 称为"虫草"，其中一些常被用作冬虫夏草的伪品，性状相似而难以区分。
[0004] 传统的鉴定方法主要是依据中药的来源、品种形态、性状、显微特征、理化鉴别、检 查、含量测定等依靠经验或者精密仪器进行检验，尤其是显微特征、理化鉴别、检查、含量测 定等方法均需要消耗原材料，通过药材表面的特征很难进行鉴定。
[0005] 近年来，使用DNA分子标记的检测方式进行冬虫夏草的检测与鉴别也常见报道。但 是，这种检测方式操作繁琐，试剂和检测费用较高，样品准备程序复杂，难以推广。
[0006] 最重要的是，目前的各种检测方法都需要消耗样品，故只能抽样检测，不可能做到 全部产品的检测，因此难以满足冬虫夏草产业的需要。
[0007] 近年来，冬虫夏草的纯粉加工技术获得了巨大成功。由于冬虫夏草形状的改变，也 对纯粉检测技术提出了更高的要求。因此建立快速准确识别和定量冬虫夏草中伪品含量的 方法，对规范市场、保证药材质量具有非常重要的意义。
[0008] 因此，本领域目前需要建立一种无损的检测冬虫夏草粉中伪品含量的方法。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是：提出一种无损检测冬虫夏草粉中伪品含量的方法， 解决传统技术中检测方式存在操作繁琐、检测成本高、需要消耗样品的问题。
[0010] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:无损检测冬虫夏草粉/粉片中伪 品含量的方法，包括以下步骤：
[0011] 建立冬虫夏草虫体粉/粉片中伪品含量的PLSR预测模型，在进行冬虫夏草粉/粉片 中伪品含量检测时，将待检测样品放置入高光谱反射图像采集系统中，利用所述高光谱反 射图像采集系统采集所述待检测样品的高光谱信息，并对采集的高光谱信息进行图像处理 后输入已建立的冬虫夏草虫体粉/粉片中伪品含量的PLSR预测模型进行预测，根据预测输 出值检测伪品含量。
[0012]进一步，还包括，根据预测输出值检测出伪品种类。
[0013] 所述建立冬虫夏草虫体粉/粉片中伪品含量的PLSR预测模型具体包括：
[0014] A1.选取I种冬虫夏草样品分别经预处理后制备成冬虫夏草纯粉；
[0015] A2.选取J种市售类似冬虫夏草纯粉样品分别经过预处理后作为伪品粉；
[0016] A3.将J种伪品粉中的每一种添加至I种冬虫夏草纯粉中的每一种进行混合均匀， 使得添加的伪品粉占混合物的比例为Z;
[0017] A4.重复步骤A3,直至完成J种伪品粉与I种冬虫夏草粉按照预定各种比例的混合， 形成混合样品校正集；
[0018] A5.将混合样品校正集中的其中一种混合样品放置入高光谱反射图像采集系统 中，利用所述高光谱反射图像采集系统采集该样品的高光谱信息，并对采集的高光谱信息 进行图像处理后提取成份相关特征，将提取的成分相关特征录入数据库中；
[0019] A6.重复步骤A5,直至完成混合样品校正集中的所有样品的成分相关特征的提取 和录入，获得校正集中各样品的成分相关特征信息；
[0020] A7.对步骤A6所得校正集中的各样品成分相关特征信息与相应伪品的种类和含量 映射关联，建立冬虫夏草粉/粉片中伪品含量的PLSR预测模型；
[0021] B.在进行冬虫夏草粉中伪品含量检测时，将待检测样品放置入高光谱反射图像采 集系统中，利用所述高光谱反射图像采集系统采集所述待检测样品的高光谱信息，并对采 集的高光谱信息进行图像处理后输入至步骤A中建立的冬虫夏草粉/粉片中伪品含量的 PLSR预测模型进行预测，根据预测输出值检测冬虫夏草粉/粉片中伪品的种类和含量。
[0022] 具体的，步骤A3中，所述比例为质量百分比或摩尔百分比。
[0023] 具体的，步骤A3中，所述Z = 0%~100%。
[0024] 具体的，步骤A1中，所述选取I种冬虫夏草样品具体包括：
[0025] 依据冬虫夏草的产地不同划分冬虫夏草的种类，选取全国主产区青海玉树、青海 果洛、青海海南、青海黄南、青海海东、四川、西藏、甘肃、云南9个地区的冬虫夏草原草样品。 [0026] 具体的，步骤A1中，所述预处理包括:依次经过干刷、清洗、40°C低温干燥。
[0027]具体的，所述制备成纯粉是指将经过预处理后的冬虫夏草样品超微粉碎为粒度D90 <25μπι的颗粒。
[0028]具体的，步骤Α2中，所述预处理是指对选取的市售类似冬虫夏草纯粉样品经过40 °C低温干燥。
[0029] 具体的，所述高光谱反射图像采集系统采用碲镉汞二维阵列检测器，光源为石英 卤素灯;光谱采集范围为短波红外波段940-2537nm，像素为320乂256，像素大小15(^111\150 ym，采用视场为50mm镜头；扫描方式为高速推扫式高光谱成像，推扫速度3mm/s，采集速度 100fps〇
[0030] 具体的，步骤A5中所述利用所述高光谱反射图像采集系统采集该样品的高光谱信 息，具体步骤如下：
[0031] ①采集获得该样品(mXn)个像元在k个波段下的连续光谱曲线，每一波段对应的 光谱信号响应值为Ik，k=l，2~K;
[0032] ②利用标准白板标宙图像的光强值，计算每幅图像在第k个波段下高光谱反射图 像的相对光强彳]
其中?为第k个波段下每个冬虫夏草粉高光谱反射图像的 相对强光值；Ik为第k个波段下每个冬虫夏草粉高光谱反射图像的光强值；/f为第k个波段 下标准白板高光谱反射图像的光强值;Dk为第k个波段下采集的全黑标定图像光强值；
[0033] ③将计算出来的相对光强值经过A/D转换，转换为光谱吸收曲线。
[0034] 具体的，步骤A5中所述对采集的高光谱信息进行图像处理后提取成份相关特征， 具体包括：
[0035]对采集各像元数据按光谱维分别进行均值中心化变换后，进行PCA变换，扣除无用 的背景单元；同时计算各像元PCA得分与样本中心的欧式距离dm,n，扣除dm, n 2 1.6的异常像 元，保留下总数不低于95%的真实有效像元光谱信息；
[0036] 然后对有效像元光谱信息依次进行Savitsky-Golay平滑、标准正太变量校正、均 值中心化处理和PCA变换，在保证累积方差2 90%的情况下，取前N个主成分的特征信息。 [0037] 具体的，