论文部分内容阅读
产地溯源技术是指通过化学分析和统计学分析手段鉴别样品产地来源。以同位素指纹分析为主的产地溯源技术已经成为欧美国家官方认可的方法。而我国产地溯源研究较少,且技术手段单一。本研究以在我国分布广泛、品质差异大的中药材五味子为研究对象,采集了我国7个省份的96份五味子果实样品开展产地溯源技术研究,主要结论如下:
(1)同位素指纹分析:建立了辽宁省五味子碳、氮同位素指纹特征数据库;分别确定了吉林省、黑龙江省、陕西省、湖北省、湖南省、广西省的五味子同位素指纹特征数据范围。统计分析表明7个省份五味子δ13C值和δ15N均存在显著差异,δ13C和δ15N能完全区分东北地区和华南地区的五味子,并能基本区分陕西五味子,表明δ13C与δ15N是五味子产地溯源的良好指标。五味子δ13C的地域间差异受五味子种类和环境因子影响,具体表现为与经度、纬度、光照强度均呈显著正相关,与大气CO2的δ13C无显著性相关。五味子δ15N与对应的土壤样品的δ15N值和N含量均呈显著正相关,表明其与土壤背景密切相关。
(2)化学指纹分析:参照《中药注射剂指纹图谱研究的技术要求(暂行)》,分别建立了7个省份五味子HPLC指纹图谱。通过肉眼观察和相似度比较发现东北三省与华南三省五味子指纹图谱具有明显差异,陕西省五味子指纹图谱基本分为两类,其中第Ⅱ类五味子指纹图谱与华南三省的指纹图谱较为接近。而非参数检验结果显示7个省份五味子样本之间五种木脂素的单个含量和总量均存在不同程度的差异,表明相似度分析无法反映木脂素组成的差异,因而无法鉴别不同省份的同种五味子。借助主成分分析可以完全区分东北三省与其它4省的五味子,基本区分各省的五味子,表明判别分析能反映相同种类五味子的木脂素含量差异,显示出判别分析在鉴别地域相近或品种相似的植物样品的潜力。五味子醇甲、醇乙、酯甲、甲素、乙素、和木脂素总量共6个变量均对组间差异贡献较大。初步鉴定SX1、SX3、SX5、和HN3共4个五味子样本为掺伪品。
(3)元素指纹分析:非参数检验表明7个省份五味子的B、Sr、Se、Pb、Cd均存在不同程度的差异,其中以B含量的地域间差异最为显著,Sr次之。线性回归分析结果表明土壤-五味子对应样本之间Sr、Cd含量呈显著正相关。全国96个五味子样品Pb含量均未超过各国药典标准,其中3个五味子样本的Cd含量超过各国药典标准值。参照我国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准,辽宁省28个五味子种植区的土壤样品Pb含量均未超标,部分土壤样品Cd含量超标。
(4)判别模型:借助逐步判别分析筛选出对五味子地域判别贡献率较大的7个变量分别为δ15N、醇甲、酯甲、甲素、乙素、B、Sr,可以作为指示五味子产地来源的关键因子。分别建立了7个省份五味子贝叶斯判别方程,可以用于未知样品的类别判定。得分散点图显示除湖南省五味子样本分布较为分散外,其余6个省份的五味子样本在图中有各自的分布区域,说明建立的判别方程有较好的判别精度。剔除异常样本后判别模型的正确判定率达到90.2%,表明该判别模型可以用于区分不同省份的五味子。
(5)综上所述,本研究建立了基于同位素指纹、化学指纹、元素指纹分析,与判别分析相结合的产地溯源技术,并以五味子为例证明了该技术方法的可行性。
本研究成果可以用于五味子质量控制和道地药材保护。该技术还可推广应用用于我国中药材和食品的质量安全和控制,具有广阔的应用前景。