《食物科学》:广东省农业科学院研究员等:陈


     

  陈皮叶片的前2 个从成分共注释了79。15%的数据变异,表白这两个从成分能充实反映分歧产区叶片元素的特征差别。博罗叶片样本正在PC1正轴上较着分手;新会叶片样本正在PC2轴上呈现较着正值;而恩安然平静浦北产区样本次要堆积于双负轴区域(图8C)。连系元素载荷特征阐发发觉,PC1轴取稀土元素(Gd、Tb、Dy、Y、Ho、Er、Lu等)呈现高度正相关(载荷值均大于0。26)(图9C);PC2轴则取Pb、Cr、Li、Zn、Sb、Co、B等元素呈显著正相关(载荷值均大于0。28)。连系空间分布纪律可知,博罗产区叶片的显著特征是稀土元素的性富集;新会产区叶片以Pb、Cr、Li、Zn等元素的相对高含量为特征;恩平取浦北产区叶片则表示出高Sr、低稀土元素的类似特点。

  为系统提拔我国食物养分取平安的科技立异策源能力,加快科技向现实出产力,鞭策食物财产向绿色化、智能化、高端化转型升级,由食物科学研究院、中国食物社《食物科学》(EI收录)、中国食物社《Food Science and Human Wellness》(SCI收录)、中国食物社《Journal of Future Foods》(ESCI收录)从办,合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食物行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、工商大学、中国科技大学从属第一病院临床养分科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产物加工研究所、安徽科技学院、皖院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院配合从办的“ 第六届食物科学取人类健康国际研讨会 ”,将于 2026年8月15-16日(8月14日全天报到) 正在 中国 安徽 合肥 召开。

  陈皮为芸喷鼻科动物橘(Citrus reticulata Blanco)及其栽培变种的干燥成熟果皮,栽培变种次要有茶枝柑(C。 reticulata ‘Chachi’)、大红袍(C。 reticulata‘Dahongpao’)、温州蜜桔(C。 reticulata ‘Unshiu’)和福橘(C。 reticulata ‘Tangerina’)。据《中华人平易近国药典(2025版)》记录,陈皮具有理气健脾、燥湿化痰之功能,是我国出名的药食同源的保守中药材,从产于福建、广东、广西、四川等多地。其质量特征受产地要素影响显著,导致分歧来历陈皮的市场价值差别较大。此中以广东新会所产茶枝柑果皮(广陈皮)最为出名,其药效优异且价钱远高于其他产地陈皮。受经济好处驱动,以其他产地陈皮假充新会陈皮高价出售的产地制假现象频发,严沉限制了陈皮财产健康成长。因而,成立科学靠得住的陈皮产地辨别方式具有主要意义。

  对陈皮植株根、叶、青皮、二红皮、大红皮中36 种矿质元素含量进行比力阐发(图2~6)。成果表白,各部位中K、Mg、Ca、P等常量元素含量较高,其次为B、Fe、Sr、Mn、Cu、Ce、Ti等元素。叶片中常量元素含量遍及高于根和果实,而K和B正在地上部位(叶取果实)中的堆集均高于地下部位(根)。36 种矿质元素正在3 个成熟期果皮中的含量大小挨次总体表示为青皮>二红皮>大红皮,包罗人体必需微量元素(Mn、Fe、Co、Cu、Mo、Zn、Cr)和人体可能必需微量元素(B、V、Ni)。

  如图8E所示,二红皮前2 个从成分累计方差贡献率为62。62%,虽然注释度较其他植株部位有所降低,但仍能无效反映次要产地差别。博罗产区样本正在PC1轴上呈现极端分手趋向,新会取浦北样本次要堆积于PC1负轴区域,恩平样本则沿PC2正轴分布。PC1轴取为Y、Dy、Tb、Yb、Ho、Gd、Er、Eu、Tm等稀土元素连结高度正相关(载荷值均大于0。27),延续了青皮阶段的稀土元素分布特征;PC2轴则呈现新的元素联系关系模式,取K、P呈显著正相关(载荷值均大于0。46),取Ca和Ce呈现较着负相关(载荷值均小于-0。36)(图9E),反映出果实中期发育阶段养分元素代谢的特征变化。取青皮阶段比拟,博罗二红皮稀土元素富集效应进一步加强,恩平产区取K、P元素的联系关系更显著;浦北产区样天职布范畴收窄,显示元素构成趋于不变。稀土元素含量正在博罗产区二红皮中达到峰值,而K、P、Ca等大量元素的相对比例成为区分其他产区的环节目标。

  采用PCA对土壤-陈皮植株系统中呈显著相关的24 种元素进行降维处置,以调查变量间相关性并鉴别产地判别环节目标。采用Origin 2024软件进行阐发,土壤、根、叶、青皮、二红皮、大红皮样品数据的前4 个从成分累计方差贡献率别离为94。71%、91。19%、92。58%、86。14%、78。76%、85。38%(表5)。

  本研究系统阐发了新会、恩平、博罗和浦北4 个产区陈皮产地土壤及植株分歧部位(根、叶、青皮、二红皮、大红皮)中36 种矿质元素的含量、富集特征及分布模式,并采用PCA进一步了元素取产地的联系关系性。成果表白,分歧产区土壤取陈皮植株元素构成具有较着地区特征,稀土元素和大量元素正在区分产地中饰演环节脚色,特别正在果实成熟过程中元素分布趋于不变,显示出优良的溯源潜力。土壤元素阐发显示,新会产区土壤中B、La、Ce、Pr、Nd、Sm含量显著高于其他3 个产区,而V、Ti含量显著偏低,申明土壤母质取成土对元素布景值具有决定性感化。这一差别也正在植株元素堆集中有所表现,特别是土壤稀土元素地球化学非常的区域(如博罗),其植株各部位均表示出对稀土元素的强烈富集,进一步印证了土壤-动物系统中元素的传送性取产地溯源的理论根本。植株分歧部位中,以叶片对分歧区域产地的响应最为,新会叶片取其他3 个产区之间存正在显著差别的元素品种最多,申明叶片正在必然程度上更能分析反映产地消息。

  基于方差贡献率最高的前2 个从成分绘制得分图取载荷图(图8、9)。土壤PCA成果显示,其前2 个从成分累计贡献率达82。78%。博罗土壤样本正在PC1上具有极高的正值,取其他产区显著分手;恩平土壤样本集中于PC1负值及PC2负值区域;新会土壤样天职布于PC2正轴区域;而浦北土壤样本则分布于原点附近(图8A)。进一步通过载荷阐发发觉,PC1次要取Ho、Y、Pb、Er、Dy、Tm、Sr、Yb等元素呈正相关(载荷值均大于0。24)(图9A),这些元素是区分博罗产地土壤的环节目标;PC2则次要取Ce、B、Gd、Li、P等元素呈正相关(载荷值均大于0。31),这些元素取新会产地联系关系性较强,而Sb、Cr、As、Ca则取恩平产地土壤相关。

  李富荣研究员,次要处置农产物及其产地土壤质量监测取质量提拔手艺研究。2010年中山大学生态学博士结业,坎特伯雷大学拜候学者、广州市河汉区第八届政协常委、广东省省级农业科技特派员、河源市村落复兴高条理人才、韶关市科学手艺协会智库专家、广东省地舆标记专家库入库专家。任《山地农业生物学报》《生态取农村塾报》青年编委。掌管国度天然科学基金、国度沉点研发打算子课题、广西天然科学基金、广东天然科学基金、广东科技打算项目等项目30余项。以第一做者或通信做者颁发论文39 篇,参编论著7 部。授权国度发现专利9 件,适用新型专利5 件,软件著做权6 项。全国农产质量量平安养分健康优良科普做品一、二等5 项,制定并公布农业相关尺度13 项。

  综上所述,本研究对土壤-动物系统中多种矿质元素进行了分析比力阐发,从成因上了分歧产地陈皮矿质元素指纹的构成机制。研究成果表白,终端产物陈皮中的特征元素信号,如博罗产区的稀土元素富集,新会产区对Mn、Cu等元素的高含量和高富集能力,均可正在其特定的土壤及植株接收偏好中找到根源。虽然现实辨别中凡是仅针对陈皮样品,但本研究明白了稀土元素组合以及Mn、Cu含量取富集特征可做为判别博罗取新会产区的主要目标;同时,发觉青皮因其取土壤元素的高度相关性,可做为产地溯源机理研究的最佳材料,而大红皮是合用于产地判此外终端产物,为优化检测材料和溯源手艺方案供给了新思。因而,本研究为建立更具科学根据和更稳健的陈皮产地判别模子供给了目标根据取理论支持。后续研究可聚焦于成立基于终端陈皮产物的简化判别模子,并连系不变同位素等手艺,进一步提拔溯源精度。

  如图8B所示,陈皮根中前2 个从成分贡献率为81。13%,能无效代表原始数据消息。恩平根样本集平分布于PC1取PC2的正轴区域,特别PC2得分较高;博罗根样本次要位于PC1正轴及PC2负轴区域;新会根样本集中于PC1负轴取PC2正轴区域;而浦北根样本则集中于双负轴区域。载荷阐发表白,Er、Ho、Dy、Tm、Yb、Lu、Y、Tb、Eu和Gd等稀土元素对PC1贡献较大(载荷值均大于0。24)(图9B);PC2正轴取Li、Sb、As、K等元素亲近相关(载荷值均大于0。24),而负轴则取Ce、Pb、Be、Zn、Co等联系关系较大(载荷值均小于-0。25),表白恩平产区根部显著富集Li、Sb、As、K等元素,博罗产区根部则以稀土元素(特别是Ce)及Pb、Be、Zn、Co等元素为特征,新会取浦北产区元素特征相对不显著。

  陈皮植株分歧部位取其产地土壤中同种元素含量存正在显著相关性(图7),涉及Ca、K、P、Co、Zn、Cr、B、Li、Be、Sb、Pb、As、Sr、Y、Ce、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu共24 种元素。根部Zn、Be、Sb、Pb、As、Yb取土壤呈显著正相关;叶片中B、Li、Be、Y、Ce、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb取土壤呈显著正相关,而取K、Sb为显著负相关,反映元素正在植株内的迁徙累积特征存正在差别。果皮中Be、Sr、Y、Ce、Eu、Dy、Ho、Er正在3 个期间均取其产地土壤元素呈显著正相关,而青皮中还取产地土壤Li、Gd、Yb、Lu等元素显著相关,表白未成熟果皮更能反映土壤元素特征。

  新会、恩平、博罗和浦北4 个产区的陈皮产地土壤根基理化性质阐发表白,pH值介于4。00~4。98之间,无机质含量为15。84~42。65 g/kg,碱解氮、无效磷和速效钾含量别离为63。15~107。90、53。67~153。14 mg/kg和60。08~113。27 mg/kg(表1)。新会产区土壤的部门目标取其他产区存正在必然差别,但全体差别不显著。正在陈皮产地土壤的36 种矿质元素中,Fe、K、Mg、Ca、Ti、P含量相对较高(图1),其正在各产区土壤中的平均含量范畴别离为305。91~676。12、98。47~262。46、20。34~25。11、3。76~13。10、3。61~5。84 g/kg和0。48~1。48 g/kg。新会土壤中B、V、Li、Ti、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb元素含量取其他3 个产区比拟存正在显著差别(表2),此中B和部门稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm含量显著高于其他产区,而V和Ti含量则显著偏低。

  基于此,广东省农业科学院农业质量尺度取监测手艺研究所的李富荣、刘雯雯、*等从“土壤-植株系统”全体视角出发,以广东新会、恩平、博罗及广西浦北4 个典型产区为研究对象,同步采集产地土壤及陈皮植株的根系、叶片和分歧成熟期果皮(青皮、二红皮、大红皮)样品,系统阐发土壤-植株系统中36 种矿质元素的分布、堆集取迁徙特征,并连系PCA等化学计量学方式,分歧产地陈皮元素目标的构成取传送机制,并筛选具有成因根据的不变判别目标,旨正在为建立更靠得住的陈皮产地溯源系统供给理论和数据支持。

  稀土元素做为区域土壤的无效示踪剂,其特征行为有帮于阐明动物接收稀土元素的机制,是阐发动物-土壤系统迁徙过程的有用东西。跟着检测手艺和仪器检测限的提高,稀土元素越来越多被使用于区域特色农产物的产地溯源。本研究通过PCA进一步从多元素(包罗稀土元素)协同角度了分歧产区的判别潜力。正在陈皮土壤样本中,PC1以稀土元素和Sr、Pb等为从,可无效区分博罗产区;PC2以Ce、B、Gd、Li、P等为从,取新会产区高度相关,这取新会土壤中轻稀土元素含量较高的成果分歧。根、叶、青皮、二红皮和大红皮正在分歧从成分上呈现梯度分布和堆积特征,申明元素分布模式具有器官性和发育期间依赖性。特别正在果皮中,跟着成熟度提高,元素分布因心理代谢取再分派而趋于和不变,至大红皮阶段,各产区样本的元素指纹分布最为集中且差别显著,表白成熟果皮(大红皮)具有更不变、更可反复的元素构成特征,正在实践使用中更适合做为建立稳健产地判别模子的终端产物。此中,博罗产区的陈皮植株各部位中均表示出对稀土元素的强烈堆积,可能取本地特殊土壤地球化学布景相关;恩平产区正在果实中后期取K、P联系关系加强,反映了其正在果实发育中后期大量元素代谢的不变性;新会产区则正在多个植株部位中表现出对Mn、Cu等无益元素的堆集劣势,提醒元素富集可能存正在遗传或生态型差别。

  近年来,正在保守感官阐发根本上,代谢组学、光谱、DNA阐发、元素阐发、智能感官等手艺逐步使用于陈皮产地辨别研究。此中,元素阐发手艺通过测定生物样品及其发展中的矿质元素构成,可无效反映其地舆来历特征。分歧产地因为成土母质、天气前提及栽培办理体例的差别,培养了陈皮中矿质元素含量的奇特分布模式。目前,该手艺已逐步使用于陈皮产地溯源研究中,但多集中于陈皮产物本身的元素特征取判别模子建立。如李富荣等针对广东、福建、沉庆3 个产地206 份陈皮样品中32 种矿质元素进行阐发,基于从成分阐发(PCA)和正交偏最小二乘判别阐发方式成立的模子确定了Sc、B、Y等13 种环节判别元素。胡翔宇等基于4 个地域(广东、福建、四川和沉庆)160 份陈皮样品的20 种矿物元素进行产地辨别,确定Cu、K、Ga等14 种元素为环节目标。然而,已有报道仅关心终端产物(陈皮)的元素构成,尚未系统调查植株分歧部位(若是实、叶片、根系)对矿质元素的接收、转运取堆集特征,难以元素从土壤到植株的迁徙纪律;此外,陈皮果实分歧成熟期(青皮柑、二红柑、大红柑)对元素动态堆集的影响尚未明白,导致判别模子正在现实使用中的时效性和不变性存疑;更主要的是,当前研究遍及轻忽土壤-植株系统中元素构成的联系关系性,土壤母质是矿质元素的底子来历,其元素无效性及生物可操纵性间接影响陈皮元素的最终分布,离开土壤基质的元素指纹阐发溯源机制靠得住性不脚。因而,亟需开展多产地、多组织条理和分歧成熟期陈皮样品的元素分布取土壤元素关系的系统研究。

  如图8D所示,青皮前2 个从成分方差贡献率累计69。82%。博罗产区青皮样本正在PC1正轴较着分手,其他3 个产区的样本正在PC1上多为负值,且浦北青皮样本正在PC1上负值最大。新会青皮样本次要分布正在PC2正轴区域,恩平青皮样品正在PC2上负值最大。PC1影响较大的元素次要有Y、Er、Ho、Gd、Tb、Dy等稀土元素,呈现高度正相关(载荷值均大于0。27)(图9D)。PC2则取Ca、Li、Ce、Pb呈显著正相关(载荷值均大于0。29),取P、K呈较着负相关(载荷值别离为-0。44和-0。32),显示该成分反映了碱土金属取大量元素之间的拮抗关系。取根部和叶片阐发成果比拟,博罗青皮继续连结稀土元素富集特征;新会青皮取Ca、Li等元素含量呈正相关;恩平青皮表示出P、K含量相对较低的特点;而浦北青皮则显示出过渡性特征。

  练习编纂:魏雨诺;义务编纂:张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来历于文章原文及摄图网。

  分歧产区陈皮植株各部位元素含量存正在较着差别(表3),此中,叶、青皮、二红皮和大红皮中元素差别较为显著。而除Li外,其存正在显著差别的元素品种取土壤中的环境并不分歧。叶片中存正在显著差别的元素品种最多,果皮中相对较少。分歧产区陈皮植株的Mn、Cu、Li含量正在4 个部位中均存正在显著差别,且Mn和Cu做为人体必需的无益元素,其含量正在新会产区中远高于其他产区。跟着陈皮果实成熟度添加,各产区果皮中Mn、Cu、Li含量均呈下降趋向。

  操纵富集系数阐发比力分歧产区陈皮植株对其产地土壤元素的累积特征差别,成果如表4所示。新会产区根对Ca的富集能力显著高于其他产区,而对B的富集能力正在各产区最低。叶片对Mn、Co、Cu、Zn、Cr、青皮中Mn、Co、Cu、V、Ti的富集系数正在新会产区最高;二红皮中Mn、Co、Cu、V的富集系数也为新会最高,而对B的富集系数最小;大红皮中Co、Cu、Cr、V仍以新会产区富集能力最强。全体看来,新会陈皮3 个期间果皮中Co、Cu、V的富集系数均显著高于其他产区。

  大红皮前2 个从成分贡献率为66。33%,可以或许较好地反映分歧产地大红皮的元素构成差别。博罗大红皮样本正在PC1正轴显著分手,延续了其正在其他器官中的极端分布模式;恩平样本集平分布于PC2正轴;新会取浦北样本堆积于双负轴区域,构成相对集中的分布簇群(图8F)。PC1轴取Er、Gd、Tb、Dy、Ho、Y、Eu等稀土元素连结高度正相关(载荷值均大于0。28),再次确认了稀土元素正在区分博罗产区中的环节感化;PC2轴则呈现出奇特的元素联系关系模式,取K、P、B呈显著正相关(载荷值>0。38),取Ca、Co呈较着负相关(载荷值别离为-0。32和-0。34),反映了成熟果皮阶段养分元素代谢的最终均衡形态(图9F)。取二红皮阶段比拟,博罗大红皮稀土元素富集特征仍然显著但样本间差同性减小,恩平产区K、P元素分布更集中,新会取浦北产区的分布范畴进一步收窄,显示成熟果皮的元素构成趋于不变。上述成果表白,稀土元素含量是区分博罗产区的不变目标,而K、P、Ca等大量元素正在分歧产区及部位中表示出较着差别,特别正在果实成熟过程中元素分布趋于不变,可做为判别陈皮产地的主要根据。

  研究员,次要处置农产质量量平安相关研究。现为广东省农业科学院农业质量尺度取监测手艺研究所所长,农业农村部农产质量量平安检测取评价沉点尝试室从任,神农青年英才、中国农学会“青年科技”获得者、省“三八红旗头”,广东省现代农业财产手艺系统立异团队首席专家,广东省农科院“农产物平安风险”学科团队担任人、“金颖之光”高条理人才。任中国农学会农产质量量平安分会委员、全国饲料工业尺度化手艺委员会水产饲料分手艺委员会委员、国际期刊JCR一区期刊JAFC审稿人等多个学术兼职。掌管国度天然科学基金、国度沉点研发打算课题等科研项目64 项,获广东省科技前进二等(排名1)等省级以上10 项;颁发论文158 篇,此中SCI 78 篇;制定国度及行业尺度31 项;出书著做16 部;获批发现专利27 件、软件著做权34 件。