蒲公英具有清熱解毒、消腫散結、利尿通淋等功效。在全國各地均有分布,不同產地采收的蒲公英因氣候、土壤等條件的影響,質量存在顯著差異。本研究采用測色儀、電子鼻和電子舌技術對不同產地蒲公英進行“色”“氣”和“味”的研究。通過雷達圖、變異系數、主成分分析(PCA)等統計學方法對數據進行分析。


電子鼻結果


測色儀結果

蒲公英特征性狀PCA及聚類分析結果


PLS-DA



來源:感官科學與評定,轉載請注明來源。 參考文獻:張澤昭,雷京奇,高樂,等.基于“色-氣-味”數字化表征的蒲公英產地鑒別[J].中草藥,2025,56(10):3661-3667. 提醒:文章僅供參考,如有不當,歡迎留言指正和交流。且讀者不應該在缺乏具體的專業建議的情況下,擅自根據文章內容采取行動,因此導致的損失,此公眾號運營方不負責。如文章涉及侵權或不愿我平臺發布,請聯系小編。
電子舌結果
電子舌系統傳感器對不同蒲公英樣品響應強度雷達圖見圖1,傳感器在不同樣品間響應信號的標準偏差數據見圖2。除苦味傳感器外,咸味和鮮味對不同樣品的響應值較高且不同樣本間離散程度較大,可以作為蒲公英不同樣品間的差異滋味特征傳感器,其他傳感器響應較低且差異不明顯,所以選擇苦味、咸味和鮮味作為影響不同樣品的滋味特征傳感器。

圖1 電子舌傳感器雷達圖

圖2 電子舌傳感器離散度
對20批樣品電子鼻傳感器信號值繪制雷達圖(圖3),W1W、W2W、W1S、及W5S對不同樣品的響應較強且差異明顯。根據特征值>1原則,對數據進行PCA,選擇前2個主成分建模。PC1貢獻73.6%,PC2貢獻10.9%,累積貢獻率為84.5%,說明前2個主成分能解釋大部分原始信息。根據PCA載荷圖結果(圖4),其中W1S、W5S、W6S、W3S傳感器對PC1貢獻最大,W2W和W1W傳感器對PC2貢獻最大。W5S傳感器的響應較高,說明蒲公英中含有氮氧化合物較多,且不同樣品之間差異較大,說明W5S傳感器可能是區分不同樣品的關鍵傳感器。無機硫化物是化肥的重要成分之一,在不同產地的土壤中其含量差異也較大,蒲公英的生長可能受此影響,這可能是區分不同產地蒲公英的關鍵因素,綜合分析,選擇W1W及W5S作為影響不同樣品的氣味特征傳感器。

圖3 電子鼻傳感器雷達圖

圖4 電子鼻PCA載荷圖
對30批蒲公英樣品進行色度測定并計算其變異系數(表4),30批蒲公英樣品的L*、b*測定值均為正值,a*存在負值。蒲公英的葉和根占整株植物的比例較大,其中葉和根的比例差異可能是造成紅綠色度差異的關鍵因素,不同產地間的葉、根比例或各部位色度可能有較大差異。色度值的變異系數由大到小依次為a*>b*>L*,且代表紅綠色度a*值的變異系數遠遠大于其他2個傳感信號的變異系數,說明a*是影響蒲公英不同樣品品質的重要色度因素,所以選擇a*作為影響不同樣品的色度傳感器。
表4 測色儀傳感器信息

選擇苦味、咸味和鮮味作為味道特征指標,W1W和W5S作為氣味特征指標,a*作為色度特征指標,綜合上述特征指標,對其進行PCA分析,結果如圖5所示。PCA顯示,前2個主成分的累積貢獻率為78.6%,能解釋30批蒲公英大部分的整體質量。由PCA圖可知,河北、山西地區的蒲公英較為相似,其他4個產地的蒲公英均能根據產地自分為一類,說明不同產地蒲公英能夠較好地通過以上6個特征指標進行產地區分。

圖5 蒲公英“色-氣-味”融合數據PCA得分圖
以苦味等6個特征指標進行聚類分析(圖6),當歐氏距離=25時,樣品分為1、2兩類,其中黑龍江、吉林作為東北產區與其他以南地區產區有明顯區分。歐氏距離=21時,樣品分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3類,河北(S1~S5)、山西(S6~S10)產區的蒲公英較為相近歸為Ⅰ類,河南(S16~S20)、安徽(S21~S25)產區的蒲公英較為相近歸為Ⅱ類,黑龍江(S26~S30)、吉林(S11~S15)產區的蒲公英較為接近歸為Ⅲ類。根據地理位置推斷,聚類結果與產地的緯度有直接關系,可能是不同維度地區的土壤、氣候有差異,造成30批蒲公英聚類分析結果按緯度劃分為了3類。其中Ⅰ類樣品中,山西產地8、10號樣品和河北產地的樣品較為接近,可能是由于樣品產地的土壤氣候較為接近所致。河南產地和安徽產地的樣品也有類似的情況,原因大致相同。

圖6 蒲公英“色-氣-味”融合數據聚類分析
為了進一步尋找蒲公英產地差異區分的關鍵特征指標,對融合數據進行PLS-DA。該模型累計解釋能力參數R2X和R2Y分別為0.930和0.714,預測能力參數Q2為0.592,均>0.5,對PLS-DA進行200次交叉驗證(圖7),左側所有綠色R2值和藍色Q2值均低于右側樣品點,R2及Q2與Y軸的交點分別為0.177和−0.524,表明所建立的模型穩定可靠且具有良好的預測性且未過擬合。由PLS-DA得分圖(圖8)可知,產地歸屬與PCA及聚類結果大致相同,以VIP≥1為標準,得到3個質量差異特征指標(圖9),依次為W5S、a*和苦味,分別為代表了氣味的氮氧化合物、顏色的紅綠色度以及味道中的苦味,說明色、氣和味的數字化特征指標均對蒲公英的產地區分有著重要的意義。

圖7 蒲公英“色-氣-味”融合數據PLS-DA置換檢驗圖

圖8 蒲公英“色-氣-味”融合數據PLS-DA得分圖

圖9 蒲公英“色-氣-味”融合數據VIP得分圖




