基于矿物元素技术的中宁不同产区枸杞的判别分析

1、PAGE 3 -基于矿物元素技术的中宁不同产区枸杞的判别分析宁夏中宁县作为中国枸杞的原产地和道地产区，人工种植枸杞的历史已达600年之久，因中宁枸杞与其他产地枸杞具有不同的独特品质，宁夏中宁县也被誉为“中国枸杞之乡”1，截至2022年年底，宁夏枸杞种植面积达6.67万hm2，枸杞干果总产量14万t，年综合产值130亿元2，枸杞产业已成为宁夏农村经济社会发展、农业增效、农民增收的重要支柱产业。目前，国内已注册的枸杞商标除中宁枸杞外，还有靖远枸杞、瓜州枸杞、精河枸杞、柴达木枸杞等3，随着枸杞地理标志保护产品的增多，假冒产品标识、以次充好的现象时有发生，严重损害消费者权益。目前，产地溯源技术主要包括

2、矿物元素分析技术、稳定同位素技术、有机成分指纹溯源技术、近红外光谱指纹溯源技术、拉曼光谱指纹溯源技术等4。矿物元素分析技术被认为是植源性食品产地判别较为有效的方法5-7，已被广泛应用于谷物8-9、橄榄油10-12、葡萄酒13-15、茶叶16-18等的产地溯源。电感耦合等离子体质谱(inductivelycoupledplasmamassspectrometry，ICP-MS)仪因具有高灵敏度、线性范围宽、可多元素同时测定等优势，是目前矿物元素测定最常用的技术19-20。枸杞中元素含量与产地环境因素密切相关，形成不同地区各自的元素特征，因此，筛选枸杞中与产地直接相关的元素指标作为产地溯源指标是其

3、溯源研究的关键。MAIONE等21通过检测分析21种矿物元素对巴西大米进行分类精度研究，结果表明3种分类模型对巴西中西部、南部地区大米的产地预测准确度分别为93.66%、93.83%和90%；MA等18利用ICP-MS对洞庭碧螺春及其他绿茶样品中37种矿物质元素的含量进行了测定，构建判别模型的正确判别率为96.4%，实现了对相同和不同产地品牌绿茶的产地判别。国内外学者利用矿物元素技术进行了大空间尺度的产地溯源应用，取得了理想的判别效果。本研究以中宁小尺度区域为例，采用矿物元素分析技术对中宁5个小产区(舟塔产区、鸣沙洲产区、红梧山产区、红柳沟产区和清水河产区)进行产地判别分析。研究矿物元素分析技

4、术在小尺度区域内枸杞产地判别中的可行性。1.4数据分析3结论通过分析宁夏中宁5个小产区枸杞中43种矿物元素含量的组成特征，明确了不同产区枸杞中28种矿物元素存在地域差异。通过主成分分析确定了Pr、Tb、Sm、Nd、Dy、Yb、Ho、Ce、Tm、Gd、Th、Y、Eu、Bi、Mo、Ge、Co、Tl、Rb、Cs、Mg、Mn、N、K、Li、Ca、P、Pb、Zn、Cu、Sr、Er、As33种枸杞的特征矿物元素。Fisher判别分析确定了Cd、Ce、Co、Cu、Gd、Hg、Mg、Se、Zn、P10种枸杞的有效溯源指标。Fisher判别分析方法构建的判别模型的回代检验和交叉检验的整体正确判别率分别为97.3%和82.0%，基于OPLS-DA建立的判别模型的整体正确判别率为91.89%，相比之下，OPLS-DA判别效果更好。模型的整体正确判别率较低，但综合考虑到中宁仅为一个县级区域，面积4226km2，这样一个小尺度区域内的枸杞产地正确判别率可以接受。通过多元统计方法基本实现了对小尺度区域范围内枸杞产地的有效判别。误判率相对较高的原因可能与产区划分有关，虽然实现了地域划分，但5个产区地域距离较近；同时样本数量不一致也是影响判别模型准确率的因素之一。结合以上分析，矿物元素技术结合多元统计分析方法对枸杞产地判别有效可行。该结果为下一步分析环境因素(土壤、