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基于高光谱成像技术的木姜叶柯产地识别及品质成分含量预测研究OA

Geographical Origin Discrimination and Quality Component Content Prediction of Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun.Based on Hyperspectral Imaging Technology

中文摘要英文摘要

木姜叶柯被誉为茶中"冬虫夏草",富含根皮苷等二氢查尔酮苷类成分,但含量存在明显的地域差异.该研究提出了一种高光谱成像技术结合化学计量学的木姜叶柯产地识别和有效成分含量预测方法.采集江西、贵州、湖南和云南4个木姜叶柯主产区样品的高光谱数据,并采用二阶导数(SD)、多元散射校正(MSC)和标准正态变换(SNV)等方法进行降噪处理.结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、支持向量机(SVM)和k-近邻分类(KNN-Class)建立产地识别模型,进一步采用偏最小二乘回归(PLSR)和KNN回归(KNN-Reg)建立根皮苷、3-羟基根皮苷等指标成分的含量预测模型,并采用连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权采样(CARS)筛选特征波长.结果表明,产地溯源的最佳模型为SD-CARS-SVM,预测准确率达100%.根皮苷和3-羟基根皮苷的最佳含量预测模型分别为SD-CARS-PLSR和MSC-CARS-PLSR,预测集决定系数(Rp²)分别为0.93和0.83,残差预测偏差(RPD)分别达到3.87和2.45.该研究为木姜叶柯品质快速检测提供了解决方案,为专属小型化仪器装备的开发提供了理论依据和技术支持.

Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun.,hailed as the'Chinese Caterpillar Fungus'among teas,is rich in dihydrochalcone glycosides such as phloridzin and 3-hydroxy phloridzin,but their content exhibits significant regional variations.This study proposes a method for geographical origin discrimination and active compound content prediction of Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun.based on hyperspectral imaging and chemometrics.Hyperspectral images of samples from four pro-duction regions—Jiangxi,Guizhou,Hunan,and Yunnan,were collected to obtain raw spectral da-ta.Second derivative(SD),multiplicative scatter correction(MSC),and standard normal variate(SNV)were applied for noise reduction.For origin discrimination,partial least squares-discrimi-nant analysis(PLS-DA),support vector machine(SVM),and k-nearest neighbor classification(KNN-Class)models were established.For phloridzin and 3-hydroxy phloridzin content prediction,partial least squares regression(PLSR)and KNN regression(KNN-Reg)models were developed.Ad-ditionally,the successive projections algorithm(SPA)and competitive adaptive reweighted sampling(CARS)were employed for feature wavelength selection.The results demonstrated that the optimal model for origin discrimination was SD-CARS-SVM,achieving a prediction accuracy of 100%.The best models for phloridzin and 3-hydroxy phloridzin content prediction were SD-CARS-PLSR and MSC-CARS-PLSR,respectively,with prediction set determination coefficients(Rp²)of 0.93 and 0.83,and residual prediction deviations(RPD)of 3.87 and 2.45.This study provides a rapid quali-ty assessment solution for Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun.and lays the foundation for develop-ing specialized miniaturized detection instruments.

肖丹;于苹;郭雪;栾美琪;李飞羽;杨健;周骏辉

中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700||江西省道地药材质量评价研究中心,江西 赣江新区 330000中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700||江西省道地药材质量评价研究中心,江西 赣江新区 330000中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室,北京 100700

化学化工

木姜叶柯高光谱成像技术根皮苷3-羟基根皮苷产地品质特征筛选

Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun.hyperspectral imaging technologyphloridzin3-hydroxy phloridzingeographical originqualityfeature selection

《分析测试学报》 2026 (3)

591-599,9

国家重点研发计划项目(2024YFC3506800)中国中医科学院科技创新工程项目(CI2023E002)中央本级重大增减支项目(2060302)国家中医药管理局高水平中医药重点学科建设项目(ZYYZDXK-2023244)财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系项目(CARS-21)

10.12452/j.fxcsxb.25082804

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