全 文 ：·鉴别·
收稿日期:2014-04-30
基金项目:国家科技部“十二五”科技支撑计划(2011BAI04B06) ;浙江省中医药科学研究基金计划(2012ZB032，2013ZA027) ;浙江省教育
厅科研计划(Y201224449) ;浙江省中药现代化专项(浙经信医化［2012］237 号) ;丽水市科技计划项目(20120301)
作者简介:杜伟锋(1984-) ，男，硕士，助理研究员，主要从事中药分析和质量控制研究;Tel:0571-87195915，E-mail:duweifeng_200158@ so-
hu. com。
基于近红外光谱的浙贝母鲜切和硫熏加工饮片的快速鉴别
杜伟锋1，张焱新1，张 浩1，姜东京1，葛卫红1，刘忠达2
(1. 浙江中医药大学中药炮制技术研究中心，浙江 杭州 311401;2. 丽水市中医院，浙江 丽水 323000)
摘要 目的:应用近红外光谱技术结合化学计量学方法建立浙贝母鲜切和硫熏加工饮片的快速鉴别模型。方
法:从浙贝母两个主产地宁波和磐安收集 186 批鲜切和硫熏样品，采集近红外光谱图，采用判别分析法建立其定性
鉴别模型。结果:选择谱段为 9 881. 46 ～ 4 119. 20 cm －1，采用 MSC + spectrum + Ns 组合对原始光谱进行预处理，建
立模型，并经预测集验证，鉴别准确率达到 100%。结论:所建立的近红外光谱技术鉴别模型可快速、准确鉴别浙贝
母鲜切和硫熏样品。
关键词 近红外光谱;浙贝母;鲜切;硫熏;鉴别;判别分析
中图分类号:Ｒ282. 5 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2014)12-2189-03
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2014. 12. 016
Ｒapid Identification of Fresh-cut and Sulphur Fumigation Processed Fritillaria thunbergii
Bulb Slices Based on Near-infrared Spectroscopy
DU Wei-feng，ZHANG Yan-xin，ZHANG Hao，JIANG Dong-jing，GE Wei-hong，LIU Zhong-da
(1. Ｒesearch Center of TCM Processing Technology，Zhejiang Chinese Medical University，Hangzhou 311401，China;2. Lishui City
Hospital of TCM，Lishui 323000，China)
Abstract Objective:A rapid identification model of the fresh-cut and sulphur fumigation processed Fritillaria thunbergii bulb
slices was developed by near-infrared spectroscopy (NIＲ)with chemometrics method. Methods:186 batches of Fritillaria thunbergii
bulb slices were collected from the two main producing areas Ningbo and Panan in Zhejiang Province，and the near-infrared spectrums
were gathered to establish the qualitative identification model by discriminant analysis. Ｒesults:The identification model was developed
by choosing the spectrum of 9 881. 46 ～ 4 119. 20 cm －1 and“MSC + spectrum + Ns ”to the original spectral preprocessing，and then
was verified by prediction set，with 100% identify accuracy. Conclusion:The rapid identification model of the fresh-cut and sulphur fu-
migation processed Fritillaria thunbergii bulb slices by NIＲ is feasible and efficient.
Key words Near-infrared spectroscopy;Fritillaria thunbergii Miq. ;Fresh-cut;Sulphur fumigation;Identification;Discriminant
analysis
浙贝母为百合科植物浙贝母 Fritillaria thunber-
gii Miq. 的干燥鳞茎，是著名的“浙八味”之一。具
有清热化痰止咳、解毒散结消痈之功效，临床上用于
风热咳嗽、痰火咳嗽、肺痈、乳痈、瘰疬、疮毒等病症。
2010 年版中国药典规定，其产地加工方法为贝壳粉
加工法和鲜切加工法〔1〕，国家也明令禁止采用硫磺
熏蒸方法。但是为了保存时间长、卖相好，用硫磺熏
蒸浙贝母的情况在主产区仍非常普遍。目前，检测
中药饮片硫磺熏蒸的方法主要是测定二氧化硫残留
量，此方法比较繁琐。近些年来，通过与化学计量学
的有机结合，近红外光谱逐步发展成为一门分析速
度快、分析效率高、样品无需预处理、便于在线分析
的样品无损失的分析检测技术〔2〕。不仅可用于快
速识别外形相近的中药材的真伪，还可用于中药材
的产地鉴别、种类分析和质量控制等〔3〕。本文采用
近红外光谱技术建立浙贝母鲜切和硫熏样品的快速
鉴别模型，旨在为快速控制浙贝母药材的质量提供
科学依据。
1 仪器与试药
1. 1 仪器 Antaris 傅立叶变换近红外光谱仪(美国
Thermo Fisher公司)，配有积分球、样品杯、样品旋转
台、光谱采集软件和 TQ8. 3. 125光谱分析软件。
1. 2 样品 186 批浙贝母样品从浙江主产地宁波
和磐安收集，经浙江中医药大学来平凡教授鉴定为
百合科植物浙贝母 Fritillaria thunbergii Miq. 的干燥
鳞茎的饮片。鲜切饮片是按照产地鲜切工艺进行切
制干燥而成，硫熏饮片是产地加工时采用硫磺熏蒸
后切制而成的。样品来源见表 1。
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表 1 浙贝母饮片样品来源表
样品批号 样品名称 产地
鲜 1 ～ 66 鲜切浙贝母 浙江磐安
鲜 67 ～ 132 鲜切浙贝母 浙江宁波
硫 1 ～ 27 硫熏浙贝母 浙江磐安
硫 28 ～ 54 硫熏浙贝母 浙江宁波
2 方法与结果
2. 1 近红外光谱的采集 将 186 批浙贝母样品粉
碎，过 60 目筛，取一定量放入样品杯中，摊平。以空
气为参比，扣除背景，采集近红外光谱图。采集方式
为积分球漫反射，采集范围为 4 000 ～ 10 000 cm －1，
分辨率为 8. 0 cm －1，扫描次数为 64 次，empty 门衰
减，增益为 1，温度(25 ± 2)℃，相对湿度 50%。每
份样品扫描 3 次，取其平均值作为样品的近红外光
谱图，见图 1、2。结果表明浙贝母鲜切和硫熏样品
的近红外光谱图极为相似。故根据此图无法鉴别鲜
切和硫熏浙贝母样品，必须在一定波段内利用化学
图 1 浙贝母鲜切样品近红外光谱图
图 2 浙贝母硫熏样品近红外光谱图
计量学方法，建立其数学模型，才能建立鉴别模型。
2. 2 模型建立的方法
2. 2. 1 样品选择:选取 140 批浙贝母样品的近红
外光谱图作为校正集，随机抽取 21 批鲜切样品、15
批硫熏样品的近红外光谱图作为验证集，余下的 10
批作为预测集。
2. 2. 2 波段选择:以所建模型的性能指数(Per-
formance Index，PI)为指标，优化谱段范围，最终优
选谱段范围为 9 881. 46 ～ 4 119. 20 cm －1。
2. 2. 3 光谱预处理方法:为了消除仪器噪音和样
品不均匀的影响，需要对光谱进行预处理。本文比
较了多元散射校正(MSC)、标准正则变换(SNV)、
bug 不光滑(No smoothing，Ns)、卷积平滑滤波
(Savitzky-Golay filter，S-G)、Norris 导数平滑滤波
(Norris derivative filter，Nd)、一阶求导(First deriva-
tive，1st D)、二阶求导(Second derivative，2nd D)等光
谱预处理方法，以不同光谱预处理方法所建模型的
性能指数为判据，经过比较，选用性能指数最高的
MSC + spectrum + Ns 组合对原始光谱进行预处理。
结果见表 2。
表 2 不同光谱预处理方法对所得模型
性能指数的影响
光谱预处理方法 性能指数
MSC + spectrum + Ns 94. 5
MSC + 1st D + S-G 91. 6
MSC + 1st D + Nd 93. 9
MSC + 2nd D + S-G 91. 3
MSC + 2nd D + Nd 92. 7
SNV + 1st D + S-G 91. 6
SNV + 1st D + Nd 93. 9
SNV + 2nd D + S-G 91. 7
SNV + 2nd D + Nd 92. 7
2. 3 模型的建立 采用 MSC + spectrum + Ns 组合
对原始光谱进行预处理，建立浙贝母鲜切和硫熏样
品的近红外鉴别模型，模型见图 3。由图 3 可见，鲜
图 3 浙贝母鲜切和硫熏样品的近红外光谱鉴别模型
□鲜切样品 △硫熏样品 ○其他样品
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切浙贝母和硫熏浙贝母在不同的区域，有很强的区
分度，可以明显区分浙贝母是否鲜切和硫熏。
2. 4 模型的验证 选取了鲜切和硫熏等 10 批样
品的近红外光谱作为预测集，对优化后的校正集模
型进行验证，检验所建模型的可靠性，结果见表 3。
由表 3 可知，所建模型的预测结果与实际结果完全
一致，预测准确率达 100%，说明所建近红外鉴别模
型用于鉴别浙贝母鲜切和硫熏样品是可行的。
表 3 红外鉴别模型用于浙贝母鲜切
和硫熏样品的验证结果
序号 样品编号 预测集 距离 验证通过与否
1 硫熏 1 硫熏 2. 91 通过
2 硫熏 2 硫熏 2. 07 通过
3 硫熏 3 硫熏 0. 48 通过
4 硫熏 21 硫熏 1. 46 通过
5 鲜切 44 鲜切 1. 20 通过
6 鲜切 94 鲜切 2. 71 通过
7 鲜切 95 鲜切 2. 56 通过
8 鲜切 96 鲜切 0. 58 通过
9 鲜切 125 鲜切 1. 85 通过
10 鲜切 126 鲜切 1. 10 通过
3 讨论
本文采用近红外光谱技术建立了浙贝母鲜切和
硫熏样品的快速鉴别模型。由于浙贝母硫磺熏蒸
后，其化学成分变化较大，因而与鲜切样品之间的区
别明显，结果判断准确，表明所建立的快速鉴别模型
可行。
近红外光谱技术鉴别浙贝母硫熏与否的方法操
作简便、快速，准确率较高，是对浙贝母硫熏样品鉴
别方法的创新;同时此方法也降低了检测成本，可应
用于中药饮片企业饮片质量的快速检测。
参 考 文 献
［1］国家药典委员会 . 中华人民共和国药典［S］．一部 . 北
京:中国医药科技出版社，2010:274.
［2］徐广通，袁洪福，陆婉珍 . 现代近红外光谱技术及应用
进展［J］．光谱学与光谱分析，2000，20(2):134-142.
［3］张延莹，张金巍，刘岩 . 近红外光谱技术鉴别三七及其
伪品［J］．中药材，2010，33(3):364-366.
·1912·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 12 期 2014 年 12 月