联合同位素和微量元素检验的武夷岩茶产地鉴别方法

摘要

本发明涉及联合同位素和微量元素检验的武夷岩茶产地鉴别方法，属于地理标志产品真实性识别技术领域，其目的在于解决单种检测方法无法代表产地溯源全部关键信息的问题，也解决不同类型检测数据在计量学方法中的联合使用、分析所存在的数据匹配等问题。本发明基于偏最小二乘判别模型，将不同产地岩茶(包括地理标志产地内和产地外岩茶)同位素数据和微量元素数据联合在一起，建立分析模型，提取试样后利用模型客观、准确的判定岩茶产地，其识别率达100.0％，远高于单一检测数据得到的PLSDA结果，且对盲样检测识别率也达100.0％，具有较好应用前景，可作为武夷岩茶产地溯源识别技术方法。

主权项

联合同位素和微量元素检验的武夷岩茶产地鉴别方法，所述方法包括：(A)采集不同产地岩茶样品：武夷岩茶产区外样品数＞100份，且产区周边50公里范围内样品占比＞50％；武夷岩茶产区内样品数为产区外样品的2～3倍，采样范围覆盖主要产区各生产企业，且每家企业应不少于3个样品；(B)测定不同产地岩茶样品的氢、氧、氮、碳四种同位素质谱数据：δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O、δ²H、δ⁸⁶Sr等稳定同位素含量测定，每个样品至少重复分析3次以上，取平均值作为最终结果；通过SVM‑RFE(支持向量机回归特征消去法)对武夷岩茶稳定同位素数据进行训练和预测，随机重复100次，并对各变量的模型特征进行排序，筛选出岩茶原产地的同位素特征变量，其排序顺序为氢、氧、氮、碳、锶；并利用预测集计算模型的灵敏度、分辨率、识别率，均按重复计算100次平均结果，氢、氧、氮、碳四种数据组成的模型，其识别率最高，达93.93％，因此建模只需要选择氢、氧、氮、碳四种数据即可，无需对锶等其他稳定同位素含量进行检测；(C)测定不同产地岩茶样品的铯、铜、钙、铷四种微量元素数据：干茶样品微波消解，消解完毕，待消解罐压力降低后，打开消解罐，观察消解液是否澄清，若浑浊，则重复压力消解步骤，若完全澄清，则采用如下仪器进行测定；使用原子吸收光谱仪测定样液中Ca、Mg、Mn元素含量，使用感耦合等离子体质谱测定微波消解液中Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Cd、Cs、Ba、Sr元素含量；通过SVM‑RFE法对微量元素数据进行训练和预测，随机重复100次，并对各变量的模型特征进行排序，筛选出岩茶原产地的微量元素特征变量，并通过预测集计算每一维变量累加之后的模型增维精度，得到铯、铜、钙、铷、锶、钡特征排序顺序；然后对特征变量按自然序逐级进行组合，并利用预测集计算模型的灵敏度、分辨率、识别率，由铯、铜、钙、铷四者微量元素组成的模型，其识别率最高，说明此四种微量元素间的信息具有互补性，只需要选择建模的铯、铜、钙、铷四种微量元素进行检测即可，无需对其它微量元素进行检测；(D)联合稳定同位素和微量元素建立不同产地岩茶鉴别数据库：(1)将每个样品的稳定同位素数据按氢、氧、氮、碳顺序拼接在Excel数据表格中，每行4列数据组成每个样品的稳定同位素数据；(2)将每个样品的微量元素数据按铯、铜、钙、铷顺序拼接在稳定同位素数据后，武夷岩茶产区内样品组成的Excel数据表，以data1命名；武夷岩茶产区外样品组成的Excel数据表，以data2命名；(3)运行MATLAB软件中的edit功能，打开data1.xls、data2.xls，以Mat文件格式保存，文件名对应为data1.mat、data2.mat；(4)数据分割：随机选取武夷岩茶产区内总数的65～70％作为原产地内模型数A1，随机取武夷岩茶产区外65～70％作为原产地外模型数A2，建立kenstone分割程序；(5)最小偏二乘法鉴别模型的建立：对步骤(4)数据分割后的同位素及微量元素数据，采用最小偏二乘法分析并建立PLSDA模型；(E)取待测未知产地样品按照步骤B和C测定同位素数据和微量元素数据，将测得数据代入上述PLSDA模型，若预测结果小于0，则判断待测样品为武夷岩茶产地外样品；若预测结果大于0，则判断待测样品为武夷岩茶产地内样品。