本發(fā)明所屬領(lǐng)域?qū)儆谵r(nóng)作物產(chǎn)地溯源技術(shù)，具體涉及一種用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法。

背景技術(shù)：

1、隨著黑蒜產(chǎn)品市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，消費(fèi)者對(duì)黑蒜的品質(zhì)和安全性要求日益提高。黑蒜產(chǎn)品的生產(chǎn)原料大蒜的生物活性成分和功效與其產(chǎn)地、生長條件等因素影響密切相關(guān)。在不同產(chǎn)地的大蒜可能存在著明顯的品質(zhì)和價(jià)值差異，因此，對(duì)大蒜原料產(chǎn)地的溯源和區(qū)分具有重要意義。目前科研工作者已經(jīng)開發(fā)出不同的波譜和代謝組學(xué)以區(qū)分不同地理區(qū)域生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品，已有的大蒜產(chǎn)地溯源技術(shù)多存在著操作繁瑣、模型識(shí)別準(zhǔn)確率低等問題，將代謝組學(xué)與深度學(xué)習(xí)模型相結(jié)合用于大蒜等農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源的研究還未見報(bào)道，將代謝組學(xué)與深度學(xué)習(xí)模型相結(jié)合用于黑蒜用原料大蒜產(chǎn)品的溯源，具有更高的分類準(zhǔn)確度和更廣泛的適用性，將為農(nóng)產(chǎn)品溯源提供新的高效、精準(zhǔn)的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法。本發(fā)明旨在解決目前市場(chǎng)上黑蒜產(chǎn)品缺乏明確產(chǎn)地信息的問題，確保黑蒜原料的可追溯性。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：一種用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，包括以下步驟：步驟一：采集制備黑蒜的原料信息，所述原料信息包括外觀特征、產(chǎn)地信息和化學(xué)成分；步驟二：基于采集的原料信息建立原料產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫；步驟三：對(duì)采集的不同產(chǎn)地信息的原料，進(jìn)行外觀特征檢查及基于gc-ms的代謝物分析；步驟四：基于步驟三中代謝物分析的結(jié)果，利用模式識(shí)別分析鑒定差異代謝物；步驟五：對(duì)步驟四中的差異代謝物進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理形成數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)集劃分訓(xùn)練集和測(cè)試集，以訓(xùn)練集數(shù)據(jù)用來機(jī)器學(xué)習(xí)，以測(cè)試集數(shù)據(jù)用來訓(xùn)練評(píng)價(jià)算法模型，建立產(chǎn)地溯源模型；步驟六：利用產(chǎn)地溯源模型實(shí)現(xiàn)原料的產(chǎn)地溯源。

3、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟一中，步驟一中，所述外觀特征包括形狀、顏色和大??；所述化學(xué)成分包括揮發(fā)性有機(jī)物。

4、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟二中，所述原料產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫包括不同地區(qū)原料的特征數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的產(chǎn)地信息。

5、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟三中，：步驟三中，所述代謝物分析的gc條件為：db-5ms色譜柱，進(jìn)樣口溫度為75-85℃，載氣為氦氣，不分流進(jìn)樣，流速為0.5-1.5ml/min；采用升溫程序，初始溫度為75-85℃，保持2-4min后以3-8℃/min的升溫速率上升至280-320℃，保持10-15min。

6、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟三中，所述代謝物分析的gc條件為：db-5ms色譜柱，進(jìn)樣口溫度為80℃，載氣為氦氣，不分流進(jìn)樣，流速為1.0ml/min；采用升溫程序，初始溫度為80℃，保持3min后以5℃/min的升溫速率上升至300℃，保持12min。

7、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟三中，所述代謝物分析的ms條件：ei離子源；離子源溫度為230-240℃；電離能量為60-80ev；接口溫度為270-290℃；質(zhì)譜四極桿溫度為140-160℃，放射電流為33-35μa；質(zhì)量掃描范圍，45～550amu；溶劑延遲0.5-1.5min。

8、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟三中，所述代謝物分析的ms條件：ei離子源；離子源溫度為240℃；電離能量為70ev；接口溫度為280℃；質(zhì)譜四極桿溫度為150℃，放射電流為34.61μa；質(zhì)量掃描范圍，45～550amu；溶劑延遲1min。

9、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟四中，步驟四中，所述模式識(shí)別采用metaboanalyst?5.0在線分析軟件進(jìn)行主成分分析和偏最小二乘判別分析，通過分析產(chǎn)生的vip值、t檢驗(yàn)的p值進(jìn)行鑒定。

10、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟五中，所述預(yù)處理應(yīng)用的方法包括最大最小歸一化、標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換。

11、前述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，步驟五中，所述機(jī)器學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模型包括隨機(jī)森林、支持向量機(jī)、xgboost以及卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

13、本發(fā)明將代謝組學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合用于大蒜的產(chǎn)地溯源，通過收集大蒜原料中揮發(fā)性代謝物等多維信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)黑蒜制備用的大蒜原料產(chǎn)地的精準(zhǔn)溯源，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)90％以上。利用深度機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別技術(shù)，更準(zhǔn)確地匹配大蒜原料的產(chǎn)地，減少誤差，提高溯源的可靠性。此外，通過對(duì)大量產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)的分析，能夠揭示不同產(chǎn)地大蒜的品質(zhì)差異和影響因素，為種植戶和加工企業(yè)提供加工適宜性的建議，有助于提升整個(gè)黑蒜產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟一中，所述外觀特征包括形狀、顏色和大小；所述化學(xué)成分包括揮發(fā)性有機(jī)物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟二中，所述原料產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫包括不同地區(qū)原料的特征數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的產(chǎn)地信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟三中，所述代謝物分析的gc條件為：db-5ms色譜柱，進(jìn)樣口溫度為75-85℃，載氣為氦氣，不分流進(jìn)樣，流速為0.5-1.5ml/min；采用升溫程序，初始溫度為75-85℃，保持2-4min后以3-8℃/min的升溫速率上升至280-320℃，保持10-15min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟三中，所述代謝物分析的gc條件為：db-5ms色譜柱，進(jìn)樣口溫度為80℃，載氣為氦氣，不分流進(jìn)樣，流速為1.0ml/min；采用升溫程序，初始溫度為80℃，保持3min后以5℃/min的升溫速率上升至300℃，保持12min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟三中，所述代謝物分析的ms條件：ei離子源；離子源溫度為230-240℃；電離能量為60-80ev；接口溫度為270-290℃；質(zhì)譜四極桿溫度為140-160℃，放射電流為33-35μa；質(zhì)量掃描范圍，45～550amu；溶劑延遲0.5-1.5min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟三中，所述代謝物分析的ms條件：ei離子源；離子源溫度為240℃；電離能量為70ev；接口溫度為280℃；質(zhì)譜四極桿溫度為150℃，放射電流為34.61μa；質(zhì)量掃描范圍，45～550amu；溶劑延遲1min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟四中，所述模式識(shí)別采用metaboanalyst?5.0在線分析軟件進(jìn)行主成分分析和偏最小二乘判別分析，通過分析產(chǎn)生的vip值、t檢驗(yàn)的p值進(jìn)行鑒定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟五中，所述預(yù)處理應(yīng)用的方法包括最大最小歸一化、標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，其特征在于：步驟五中，所述機(jī)器學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模型包括隨機(jī)森林、支持向量機(jī)、xgboost以及卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于制備黑蒜的原料產(chǎn)地溯源方法，包括以下步驟：步驟一：采集制備黑蒜的原料信息，所述原料信息包括外觀特征、產(chǎn)地信息和化學(xué)成分；步驟二：基于采集的原料信息建立原料產(chǎn)地?cái)?shù)據(jù)庫；步驟三：對(duì)采集的不同產(chǎn)地信息的原料，進(jìn)行外觀特征檢查及基于GC?MS的代謝物分析；步驟四：基于步驟三中代謝物分析的結(jié)果，利用模式識(shí)別分析鑒定差異代謝物；步驟五：對(duì)步驟四中的差異代謝物進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理形成數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)集劃分訓(xùn)練集和測(cè)試集，以訓(xùn)練集數(shù)據(jù)用來機(jī)器學(xué)習(xí)，以測(cè)試集數(shù)據(jù)用來訓(xùn)練評(píng)價(jià)算法模型，建立產(chǎn)地溯源模型；步驟六：利用產(chǎn)地溯源模型實(shí)現(xiàn)原料的產(chǎn)地溯源。本發(fā)明旨在解決目前市場(chǎng)上黑蒜產(chǎn)品缺乏明確產(chǎn)地信息的問題，確保黑蒜原料的可追溯性。

技術(shù)研發(fā)人員：杜張冰,沙如意,韓浩,程堉恒,馮舒揚(yáng),周金英,王珍珍,毛建衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10