高スペクトルイメージング技術に基づくムージャンイエケの産地識別および品質成分含量予測研究

XIAO Dan ,  

YU Ping ,  

GUO Xue ,  

LUAN Mei-qi ,  

LI Fei-yu ,  

YANG Jian ,  

ZHOU Jun-hui ,  

摘要

ムージャンイエケ(木姜叶柯)は茶中の「冬虫夏草」と称され、ルチンなどのジヒドロカロコン配糖体を豊富に含むが、その含有量は地域によって著しい差異がある。本研究では、高スペクトルイメージング技術と化学計量学を組み合わせたムージャンイエケの産地識別および有効成分含量予測法を提案した。江西、貴州、湖南、雲南の4つの主要産地からムージャンイエケのサンプルの高スペクトルデータを収集し、二次微分(SD)、多変散乱補正(MSC)、標準正規変換(SNV)などの手法でノイズを処理した。部分最小二乗判別分析(PLS-DA)、サポートベクターマシン(SVM)、k近傍分類(KNN-Class)を組み合わせて産地識別モデルを構築し、さらに部分最小二乗回帰(PLSR)およびKNN回帰(KNN-Reg)を用いてルチン、3-ヒドロキシルルチンなどの指標成分含量予測モデルを作成した。連続射影アルゴリズム(SPA)および競合的適応的再重み付けサンプリング(CARS)により特徴波長を選択した。結果は、産地トレーサビリティに最適なモデルがSD-CARS-SVMであり、予測精度は100%に達したことを示した。ルチンおよび3-ヒドロキシルルチンの最適含量予測モデルはそれぞれSD-CARS-PLSRおよびMSC-CARS-PLSRであり、予測決定係数(R²_p)はそれぞれ0.93および0.83、残差予測偏差(RPD)はそれぞれ3.87および2.45であった。本研究はムージャンイエケの品質の迅速検出に解決策を提供し、専用小型機器開発の理論的根拠と技術的支援を提供する。

关键词

ムージャンイエケ;高スペクトルイメージング技術;ルチン;3-ヒドロキシルルチン;産地;品質;特徴選択

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