基于礦質(zhì)元素指紋分析的陳皮產(chǎn)地溯源研究

李富榮，劉雯雯，文 典，徐愛(ài)平，李 蕾，陳永堅(jiān)，陳楚國(guó)，王 旭,

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究所，廣東廣州 510640；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（廣州） ，廣東廣州 510640；3.廣東農(nóng)科監(jiān)測(cè)科技有限公司，廣東廣州 510640）

陳皮為蕓香科柑橘屬植物橘（Citrus reticulataBlanco）及其栽培變種的成熟果皮，經(jīng)特定方法干燥并陳放后制成[1?2]。陳皮作為我國(guó)著名的傳統(tǒng)中藥，在廣東、福建、四川、重慶、浙江等地均有大規(guī)模的生產(chǎn)，可分為廣陳皮、閩陳皮、川陳皮等，其中以廣陳皮的質(zhì)量最優(yōu)最為出名，而廣陳皮的主產(chǎn)區(qū)為廣東新會(huì)[3]。陳皮中富含黃酮類物質(zhì)、揮發(fā)油類、檸檬苦素類、生物堿類、果膠多糖等多種生物活性成分，在理氣健脾、和胃止嘔、燥濕化痰等方面具有良好的療效，是不可多得的藥食同源佳品[4?6]。陳皮因產(chǎn)地不同而功效存在極大的差異，其中廣陳皮因其獨(dú)特的柑橘品種、氣候、水土及傳統(tǒng)制作技藝使其優(yōu)于其他品種陳皮，而獨(dú)具道地藥材的特色，為“十大廣藥”之一，具有很高的市場(chǎng)價(jià)值[7?9]。而目前市場(chǎng)上存在較多以普通陳皮冒充廣陳皮銷售的情況，使消費(fèi)者權(quán)益受到損害。因此，研究能將廣陳皮與來(lái)自其他產(chǎn)地的陳皮進(jìn)行鑒別區(qū)分的有效方法從而實(shí)現(xiàn)陳皮的產(chǎn)地溯源非常必要[10?11]。

為對(duì)不同產(chǎn)地來(lái)源的陳皮進(jìn)行有效鑒定和區(qū)分，目前從陳皮有機(jī)代謝成分的角度開(kāi)展了較多研究，包括對(duì)揮發(fā)油[2,10]、總黃酮和多糖等[6]，并利用高效液相色譜（HPLC）指紋圖譜技術(shù)進(jìn)行廣陳皮與普通陳皮中揮發(fā)性物質(zhì)成分的對(duì)比分析[7,9]，為陳皮的產(chǎn)地溯源提供了較好的參考依據(jù)。但是，受加工、貯藏過(guò)程中的影響，一些可用于產(chǎn)地溯源和確證的成分極容易受到損失，會(huì)造成利用該技術(shù)進(jìn)行陳皮產(chǎn)地溯源時(shí)出現(xiàn)有效信息丟失和溯源效果不佳等問(wèn)題[12]。而陳皮作為植物源食品，其植物生長(zhǎng)過(guò)程所需要的礦質(zhì)養(yǎng)分主要是從其產(chǎn)地土壤中吸取，所以某一產(chǎn)區(qū)的陳皮中礦質(zhì)元素含量與其產(chǎn)地土壤的礦質(zhì)元素含量存在極強(qiáng)的相關(guān)性，植物礦質(zhì)元素的含量和種類可以作為一個(gè)重要的溯源指標(biāo)[13?14]。而基于此理論的礦質(zhì)元素指紋分析技術(shù)具有高靈敏度和分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，能有效避免基于有機(jī)成分的指紋溯源技術(shù)帶來(lái)的上述弊端。在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，礦質(zhì)元素作為植物自身無(wú)法合成的一類基本組成成分，通常是由植物從生長(zhǎng)環(huán)境中的土壤、水、大氣中攝取而進(jìn)入植物體內(nèi)參與各項(xiàng)生命活動(dòng)，所以不同植物體內(nèi)的礦質(zhì)元素含量與其產(chǎn)地環(huán)境中的元素組成密切相關(guān)[15?16]。而不同地域的礦質(zhì)元素組成和含量存在一定差異，因此不同產(chǎn)地來(lái)源的植物體內(nèi)礦質(zhì)元素組成特征也會(huì)有所不同[17]，這一規(guī)律為利用植物礦質(zhì)元素分析用于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源研究提供了極大的可能[18?19]。礦質(zhì)元素指紋分析技術(shù)成為了各種植物源性和動(dòng)物源性食品產(chǎn)地判別的有效方法，已被廣泛用于谷物[20]、豆類[21]、茶葉[22]、葡萄酒[23]、肉雞[24]、蜂蜜[25]等的產(chǎn)地溯源。近年來(lái)，礦質(zhì)元素指紋分析用于中藥材的產(chǎn)地溯源方面得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)準(zhǔn)確判別其原產(chǎn)地和道地藥材提供了很好的技術(shù)支撐[26?29]，但有關(guān)陳皮的相關(guān)研究尚未有報(bào)道。

本研究針對(duì)廣東和福建、重慶三個(gè)不同產(chǎn)地的陳皮樣品，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（inductively coupled plasma atomic emission spectrometer，ICP-AES）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS），同時(shí)測(cè)定陳皮中的多種常量、微量元素及稀土元素，開(kāi)展不同產(chǎn)地陳皮礦質(zhì)元素指紋分析，并篩選出具有顯著差異的元素作為其產(chǎn)地鑒別指標(biāo)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)進(jìn)行陳皮產(chǎn)地區(qū)分。該研究成果可為陳皮產(chǎn)地溯源提供科學(xué)方法和理論依據(jù)，對(duì)提高陳皮的整體質(zhì)量和市場(chǎng)監(jiān)管水平具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

陳皮 于2019~2020 年間收集三個(gè)不同產(chǎn)地的陳皮樣品共計(jì)206 份，其中產(chǎn)自廣東（新會(huì)）的樣品105 份，福建樣品52 份，重慶樣品49 份；元素測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液為多元素混合標(biāo)樣Muti-element Solution 1和Muti-element Solution 2 美國(guó)SPEX Certi Perp公司；內(nèi)標(biāo)溶液：1 μg·mL?1的Rh 溶液 美國(guó)Agilent公司；高純硝酸、高氯酸 德國(guó)賽默飛世爾公司；水為經(jīng)Millipore Milli-Q 水處理系統(tǒng)處理后的去離子水。

ICAP 6300 Duo 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 美國(guó)Thermo Scientific；Agilent 7900 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 美國(guó)Agilent 公司；DigiBlock ED54石墨消解儀 美國(guó)LabTech 公司；Millipore Mill-Q水純化系統(tǒng) 美國(guó)Millipore 公司；TLE104 萬(wàn)分之一電子天平 瑞士Metter Toledo 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 所有陳皮樣品置于烘箱中50 ℃烘干24 h 左右，使樣品粉碎時(shí)不粘壁，然后經(jīng)充分研磨后過(guò)60 目篩備用。

1.2.2 礦質(zhì)元素含量測(cè)定

1.2.2.1 礦質(zhì)元素測(cè)定類別 對(duì)陳皮中的32 種礦質(zhì)元素進(jìn)行測(cè)定，包括大量元素鉀（K）、磷（P），中量元素鈣（Ca）、鎂（Mg），人體必需微量元素鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、錳（Mn）、鈷（Co）、鉻（Cr）、鉬（Mo），人體可能必需微量元素釩（V）、鎳（Ni）、硼（B），其他微量元素鋰（Li）、鈹（Be）、鉛（Pb）、砷（As）、鍶（Sr）、鈦（Ti）、銻（Sb）、釷（Th）、鈾（U），稀土元素鏑（Dy）、釓（Gd）、鈧（Sc）、鑭（La）、釹（Nd）、鐠（Pr）、釤（Sm）、鈰（Ce）和釔（Y）。

1.2.2.2 礦質(zhì)元素檢測(cè)方法 元素含量檢測(cè)是依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》（GB 5009.268-2016）、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物性食品中稀土元素的測(cè)定》（GB 5009.94-2012）和《植物性食品中稀土元素的測(cè)定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》（NY/T 1938-2010）等標(biāo)準(zhǔn)，并適當(dāng)加以調(diào)整改進(jìn)。

1.2.2.3 礦質(zhì)元素檢測(cè)過(guò)程 稱取待測(cè)陳皮樣品約0.2 g（精確至0.001 g），置于干凈的聚四氟乙烯消解管中，加入8 mL 濃硝酸+高氯酸混酸（4:1），加蓋后冷消化4~8 h，然后置于石墨消解儀中開(kāi)始升溫消解[30]。設(shè)置三階升溫程序?yàn)椋?00 ℃ 0.5 h—150 ℃1 h—210 ℃ 2.0 h，至消化液清亮無(wú)色并伴有白煙即判定為消化的終點(diǎn)，即可關(guān)閉電源停止加熱，10 min后開(kāi)蓋沿管壁加入8 mL 2%硝酸，加蓋后利用余溫回流0.5 h。消解完全后將消解管取出冷卻至室溫，隨后將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL 比色管中，用2%硝酸分三次沖洗消解管內(nèi)壁，將洗液并入比色管，最后定容至混勻，同時(shí)做空白對(duì)照。再分別用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）待測(cè)。

1.2.2.4 儀器參數(shù)設(shè)置條件 等離子體氣流量為15 L·min?1，載氣流量0.8 L·min?1，氦氣流量4 L·min?1，霧化室溫度2 ℃，樣品提升速率0.3 r·s?1。ICPAES 參數(shù)設(shè)置為：射頻功率1.150 kw，等離子氬氣流量22 L·min?1，輔助氣流量0.5 L·min?1，冷卻氣流量18 L·min?1，泵速50 r·min?1，進(jìn)樣速率2.0 mL·min?1，進(jìn)樣延遲15 s，清洗時(shí)間10 s，讀數(shù)時(shí)間30 s，采用垂直觀測(cè)方式。

1.2.2.5 檢測(cè)過(guò)程質(zhì)量控制 元素標(biāo)準(zhǔn)曲線配制溶液采用混合標(biāo)樣Muti-element solution 1（稀土元素）10 mg·L?1以及Muti-element solution 2（常規(guī)元素）10 mg·L?1。其中，K、P、Ca、Mg 這4 種元素用ICPAES 測(cè)定，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線定量法定量，其加標(biāo)回收率為93.5%~105.2%，檢出限低于0.1 mg·kg?1；其他元素均用ICP-MS 測(cè)定，其加標(biāo)回收率為86.3%~112.5%，微量元素檢出限低于0.01 mg·kg?1，稀土元素檢出限（μg·kg?1）分別為Sc 0.6、Y 0.3、La 0.4、Ce 0.3、Pr 0.2、Nd 0.2、Sm 0.2、Gd 0.1、Dy 0.08。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理采用Excel 2010 進(jìn)行分析。將206 份樣品按比例（80:20）劃分為訓(xùn)練集（166 份樣品，包括廣東樣品81 份，福建樣品45 份，重慶樣品40 份）和測(cè)試集（40 個(gè)樣品，包括廣東樣品24 份，福建樣品7 份，重慶樣品9 份）。其中，訓(xùn)練集用作差異性分析和建立模型，測(cè)試集用作驗(yàn)證模型的有效性。采用SPSS 25.0 軟件對(duì)獨(dú)立樣品進(jìn)行方差分析和非參數(shù)檢驗(yàn)，以P＜0.05 置信水平下評(píng)估不同產(chǎn)地陳皮樣品之間元素組成差異的顯著性。采用SPSS 25.0 進(jìn)行線性判別分析（Linear discriminant analysis，LDA），并用SIMCA 14.1 進(jìn)行主成分分析（Principal component analysis，PCA）和正交偏最小二乘法判別分析（Orthogonal partial least-squares discrimination analysis，OPLS-DA）[31]。在LDA 和OPLS-DA 之前，將數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以平衡元素含量的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 陳皮礦質(zhì)元素含量差異及組成特征

通過(guò)對(duì)166 份陳皮樣品中32 種礦質(zhì)元素的含量進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表1），除大量元素P、中量元素Ca、微量元素Cr、Ni、Li 和稀土元素Sc 以外，其他26 種元素含量在廣東與另外兩個(gè)產(chǎn)地之間的差異顯著（P＜0.05)）。而微量元素Co、B、Be、Sb，以及稀土元素Gd、La、Nd、Pr、Sm、Ce、Y 等11 種元素在廣東省、重慶和福建省三個(gè)不同產(chǎn)地陳皮中存在顯著的差異（P＜0.05）。其中，B 和Sb 元素含量在三個(gè)產(chǎn)地中的大小順序?yàn)橹貞c>福建>廣東；而其他9 個(gè)元素含量的大小順序?yàn)楦＝?重慶>廣東。這11 種元素在廣東產(chǎn)地的含量均為最低，另外兩個(gè)產(chǎn)地的含量是其1.4~18.1 倍，Be 和Sb 兩種元素在各產(chǎn)地之間相差最大。通常來(lái)說(shuō)，土壤中礦質(zhì)元素的種類和豐度具有地理性質(zhì)特異性，而土壤礦質(zhì)元素特性直接影響植物礦質(zhì)元素含量[15?17]。近年來(lái)，利用不同產(chǎn)地來(lái)源的植物中礦質(zhì)元素組成的差異性進(jìn)行區(qū)域特色農(nóng)產(chǎn)品或道地藥材的產(chǎn)地溯源已被證明有廣泛的應(yīng)用價(jià)值[32?33]。硼是植物所必需的微量元素，我國(guó)土壤硼含量有由北向南，由西向東逐漸降低的趨勢(shì)，廣東、福建土壤是全硼和有效態(tài)硼都偏低的典型區(qū)域，重慶作為我國(guó)西部?jī)?nèi)陸地區(qū)，硼含量相對(duì)豐富[34]，與本研究中不同產(chǎn)地陳皮中B 含量規(guī)律一致。稀土元素長(zhǎng)期以來(lái)并不被認(rèn)為是植物生長(zhǎng)的必需元素，但這些元素很容易從土壤轉(zhuǎn)移到植物體中[35]，稀土元素可作為植物產(chǎn)地鑒別的有效指標(biāo)[22]。福建稀土資源豐富，儲(chǔ)量位居全國(guó)第三位，使得三個(gè)不同產(chǎn)地陳皮中福建陳皮稀土元素含量往往較其他產(chǎn)地陳皮含量更高。

表1 不同產(chǎn)地陳皮中礦質(zhì)元素含量（mg·kg?1）Table 1 Contents of mineral elements in tangerine peel from different producing areas (mg·kg?1)

2.2 陳皮礦質(zhì)元素含量的主成分分析

主成分分析（PCA）是通過(guò)原始變量的少數(shù)幾個(gè)線性組合來(lái)解釋原始變量的絕大部分信息，并尋求主成分來(lái)研究樣本的一種方法，是通過(guò)綜合的方式把樣品中多種元素的信息直觀地表達(dá)出來(lái)，目前在農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)中被廣泛運(yùn)用[36]。將PCA 應(yīng)用于三個(gè)不同產(chǎn)地陳皮中32 種元素的分析數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)前4 個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為70.0%（表2）。在PCA 得分圖中，不同形狀的點(diǎn)指示不同產(chǎn)地來(lái)源的陳皮樣品（圖1）?；赑CA，陳皮樣品可根據(jù)其來(lái)源進(jìn)行初步聚類。主成分1 能將廣東陳皮與產(chǎn)自福建、重慶的陳皮區(qū)分開(kāi)，而主成分2 能將福建陳皮和重慶陳皮進(jìn)一步區(qū)分開(kāi)。分析各主成分的主要變量對(duì)分類的貢獻(xiàn)，變量絕對(duì)值越大，對(duì)某一成分的貢獻(xiàn)越大，由圖2 可見(jiàn)，其中第1 主成分的主要變量包括Dy、Sm、Gd、Pr、Nd、Y、La、Fe、Be、V、Ce，主成分載荷圖表明稀土元素含量對(duì)第1 主成分的貢獻(xiàn)最大，進(jìn)一步證實(shí)稀土元素作為陳皮產(chǎn)地溯源有效判別指標(biāo)的可行性[37]；第2 主成分的主要變量包括Sc、Co、P、Y、La、Be、Nd、Mo、As、Pb、B 等元素，而稀土元素Sc、微量元素B、Co 和大量元素P 對(duì)第2 主成分的貢獻(xiàn)最大。

表2 主成分分析特征值及方差貢獻(xiàn)率Table 2 Principal component analysis eigenvalue and variance contribution rate

圖1 第1、2 主成分分析的各陳皮產(chǎn)地得分圖Fig.1 Score plot of the first and two principal component for each producing area of dried tangerine peel

圖2 陳皮中各元素前兩個(gè)主成分載荷圖Fig.2 Loading plot of the first two principal components of each element in dried tangerine peel

2.3 陳皮礦質(zhì)元素含量的判別分析

植物體內(nèi)的礦質(zhì)元素含量通常取決于其生長(zhǎng)環(huán)境，因此不同產(chǎn)區(qū)同一植物之間在礦質(zhì)元素含量方面存在著一定差異[38]。上述礦質(zhì)元素含量的差異揭示了不同產(chǎn)地的陳皮確實(shí)存在差異，但不足以對(duì)陳皮產(chǎn)地進(jìn)行準(zhǔn)確判別，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不同產(chǎn)地陳皮的產(chǎn)地溯源判別，分別采用線性判別分析（LDA）和正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）方法對(duì)來(lái)自3 個(gè)不同產(chǎn)地的陳皮樣本進(jìn)行判別分析。

2.3.1 LDA 判別分析 為進(jìn)一步驗(yàn)證陳皮中各礦質(zhì)元素含量指標(biāo)對(duì)其產(chǎn)地判別結(jié)果的影響，采用LDA判別分析方法對(duì)陳皮樣品進(jìn)行多變量判別分析，以本研究涉及的32 種礦質(zhì)元素作為判別分析的自變量，從中選出對(duì)陳皮產(chǎn)地判別有效的變量，建立判別模型。為驗(yàn)證模型的有效性，采用“留一法”對(duì)模型進(jìn)行原始和交叉驗(yàn)證分析，采用測(cè)試集對(duì)模型進(jìn)行外部驗(yàn)證[23]。對(duì)測(cè)試集樣本進(jìn)行逐步判別分析的結(jié)果顯示，有21 種對(duì)陳皮產(chǎn)地判別顯著的元素（包括K、P、Ca、Co、Cu、Mn、Mo、V、Ni、B、Li、Pb、As、Sr、Ti、Th、Gd、Sc、Nd、Pr、Y）被引入到判別模型中，并提取模型前2 個(gè)典則判別函數(shù)。根據(jù)Wilks’ Lambda檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，在а=0.05 的顯著性水平下，2 個(gè)函數(shù)對(duì)分類效果均為顯著（圖3）。

圖3 不同產(chǎn)地陳皮的LDA 得分圖Fig.3 Score plot of dried tangerine peel from different producing areas by LDA

LDA 得分圖（圖3）顯示，重慶陳皮通過(guò)函數(shù)1（粗虛線）與廣東和福建陳皮樣本明顯區(qū)分開(kāi)，廣東陳皮樣本通過(guò)函數(shù)2（細(xì)虛線）與福建樣本明顯區(qū)分開(kāi)，來(lái)自三個(gè)不同產(chǎn)地的陳皮樣品形成了三個(gè)獨(dú)立的緊密簇。該判別模型顯示出良好的預(yù)測(cè)能力，在原始分類、交叉驗(yàn)證和外部驗(yàn)證中，分類準(zhǔn)確率均為100%（表3）。該判別分析結(jié)果表明了K、P、Ca、Co、Cu、Mn、Mo、V、Ni、B、Li、Pb、As、Sr、Ti、Th、Gd、Sc、Nd、Pr、Y 這21 種元素對(duì)不同產(chǎn)地陳皮樣品具有有效的鑒別力。

表3 基于選定變量的三個(gè)產(chǎn)地陳皮樣品產(chǎn)地溯源判別分析結(jié)果及外部樣品驗(yàn)證Table 3 Origin traceability discriminant analysis results and external sample verification of tangerine peel samples from three origins based on selected variables

2.3.2 OPLS-DA 判別分析 對(duì)3 個(gè)不同產(chǎn)地陳皮樣本中的32 種礦質(zhì)元素含量進(jìn)行OPLS-DA 分析，利用該方法來(lái)區(qū)分各產(chǎn)地間元素輪廓的總體差異，并構(gòu)建判別模型。在OPLS-DA 模型中，R2Y（cum）代表在Y 軸方向上主成分1、2 對(duì)變量的解釋能力，Q2（cum）表示模型對(duì)分組的預(yù)測(cè)能力[39?40]。分析結(jié)果顯示，R2Y（cum）和Q2（cum）分別為0.919 和0.902，接近1，說(shuō)明該OPLS-DA 模型中2 個(gè)主成分能有效解釋3 個(gè)陳皮產(chǎn)區(qū)之間的差異，且具有較好的預(yù)測(cè)性能。

由OPLS-DA 得分圖（圖4）可見(jiàn)，3 個(gè)不同產(chǎn)地的陳皮樣本群體形成了明顯的聚集。其中，橫坐標(biāo)作為第1 主成分得分，將廣東的陳皮樣本與福建、重慶的樣本明顯地區(qū)分開(kāi)來(lái)；縱坐標(biāo)為第2 主成分得分，可以進(jìn)一步將福建樣本與重慶樣本區(qū)分開(kāi)。通過(guò)VIP 值篩選重要分類變量，其中VIP 值大于1 的有Sc、B、Y、Co、Nd、La、Pr、Be、Gd、Dy、Sm、Mo、Fe 這13 種元素，其中包括5 種微量元素和8 種稀土元素。再利用構(gòu)建的模型對(duì)3 個(gè)不同產(chǎn)地的陳皮樣品進(jìn)行原產(chǎn)地判別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在交叉驗(yàn)證和外部驗(yàn)證中，分類準(zhǔn)確率均達(dá)到了100%。由于不同產(chǎn)地土壤和植物的礦質(zhì)元素組成除了受土壤類型、成土母質(zhì)、降水、氣候等自然因素影響外，還受施肥、農(nóng)藥使用、人類活動(dòng)排放等人為因素影響，可能會(huì)對(duì)利用常量礦質(zhì)元素作為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源判別指標(biāo)造成誤判的風(fēng)險(xiǎn)。而稀土元素在自然界中豐度小，性質(zhì)穩(wěn)定，相對(duì)而言是利用無(wú)機(jī)元素指紋分析技術(shù)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源更為理想的指標(biāo)[41]。

圖4 OPLS-DA 模型第1、2 主成分得分圖Fig.4 Score plot of first and second components in OPLS-DA

3 結(jié)論

本研究通過(guò)分析廣東、福建、重慶三個(gè)不同產(chǎn)地陳皮的礦質(zhì)元素組成特征，明確了26 種礦質(zhì)元素含量在廣東與另外兩個(gè)產(chǎn)地之間存在顯著差異，其中Co、B、Be、Sb、Gd、La、Nd、Pr、Sm、Ce、Y 等11 種元素在在三個(gè)產(chǎn)地之間存在顯著差異。PCA結(jié)果明確了基于礦質(zhì)元素含量可實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)地陳皮樣品的初步分類，Dy、Sm、Gd、Pr、Nd、Y、La、Fe、Be、V、Ce、Sc、Co、P、Mo、As、Pb、B 這18 種礦質(zhì)元素含量是關(guān)鍵的陳皮產(chǎn)地區(qū)分指標(biāo)。LDA 結(jié)果確定了K、P、Ca、Co、Cu、Mn、Mo、V、Ni、B、Li、Pb、As、Sr、Ti、Th、Gd、Sc、Nd、Pr、Y 這21 種礦質(zhì)元素含量為陳皮產(chǎn)地的有效判別指標(biāo)。且該LDA 模型的回代檢驗(yàn)和交叉檢驗(yàn)的整體正確判別率均達(dá)到100%?；贠PLS-DA 建立的判別模型的整體正確判別率也為100%，并確認(rèn)了Sc、B、Y、Co、Nd、La、Pr、Be、Gd、Dy、Sm、Mo、Fe 等礦質(zhì)元素含量在陳皮產(chǎn)地判別中發(fā)揮了重要作用。結(jié)合以上分析，利用礦質(zhì)元素的指紋分析技術(shù)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)陳皮的產(chǎn)地判別有效可行，B、Be、Co、Fe、Mo 和部分稀土元素（如Ce、Dy、Gd、La、Nd、Pr、Sc、Sm、Y）有望作為陳皮產(chǎn)地溯源的重要指標(biāo)。總的來(lái)說(shuō)，該研究為下一步分析環(huán)境因素（土壤、水、肥料等）對(duì)陳皮礦質(zhì)元素指紋信息的影響提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；而上述判別模型的建立可用于陳皮原產(chǎn)地識(shí)別，對(duì)廣東新會(huì)陳皮地理標(biāo)志性產(chǎn)品及消費(fèi)者合法權(quán)益的保護(hù)提供了有效的技術(shù)支撐。