가까운 곳의 회향 유래를 신속하게 검출

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13593(2022) 이 기사 인용

970 액세스

3 인용

3 알트메트릭

측정항목 세부정보

회향에는 많은 항산화 및 항균 물질이 포함되어 있으며 식품 향료 및 기타 분야에서 매우 중요한 용도로 사용됩니다. 회향에 함유된 화학 물질의 종류와 함량은 지역마다 다르며, 이는 회향 및 그 파생물의 맛과 효능에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러므로 회향의 원산지를 정확하게 분류하는 것은 매우 중요한 의미를 갖는다. 최근에는 심층 네트워크를 기반으로 한 원점 탐지 방법이 유망한 결과를 보여주었습니다. 그러나 기존 방법은 상대적으로 많은 시간 비용이 소요되므로 실제 적용 시나리오에서 대용량 데이터에 치명적인 단점이 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 우리는 분류 정확도와 함께 더 빠른 감지를 보장하는 원점 감지 방법을 탐구합니다. 이번 연구는 푸리에 변환-근적외선(FT-NIR) 분광법과 결합된 기계 학습 알고리즘을 사용해 회향의 원산지 분류 및 식별을 실현한 최초의 연구입니다. 본 실험에서는 회향(Yumen, Gansu 및 Turpan, Xinjiang)의 FT-NIR 스펙트럼 데이터에 대해 Rubberband 기준선 보정을 사용하고, 데이터 차원 축소를 위해 주성분 분석(PCA)을 사용하고, ELM(Extreme Learning Machine), Convolutional 회사의 신경망(CNN), 순환 신경망(RNN), Transformer, 생성적 적대 신경망(GAN) 및 역전파 신경망(BPNN) 분류 모델은 샘플 출처의 분류를 구현합니다. 실험 결과, ELM, RNN, Transformer, GAN, BPNN 모델의 분류 정확도는 96% 이상이며, hardlim을 활성화 함수로 사용한 ELM 모델이 평균 정확도 100%와 빠른 분류 속도. 30회 실험의 평균 시간은 0.05초입니다. 본 연구는 식품 생산 지역 분류 분야에서 FT-NIR 스펙트럼과 결합된 기계 학습 알고리즘의 잠재력을 보여주고, 식품 생산 지역을 신속하게 감지하여 판매자가 불량 제품을 판매하는 것을 방지할 수 있는 효과적인 수단을 제공합니다. 좋은 일을 하고 불법적인 이익을 추구합니다.

회향은 일상생활에서 조미료로 널리 사용되는 대중적인 향신료 중 하나로1, 전 세계적으로 널리 재배되고 있습니다2. 또한 회향은 와인, 크림, 향수, 생화학 재료 등을 생산하는 원료로도 사용될 수 있으며3,4,5 일부 약용 가치가 있습니다. 이는 육종 산업 및 기타 분야에서 많은 약물을 제조하는 데 사용될 수 있습니다. 회향의 항균 특성은 가금류 산업의 사료 첨가제 및 의약품에서 항생제를 대체할 수 있으며 항생제 남용을 효과적으로 방지할 수 있습니다7. 한편, 회향 및 그 파생물은 간질, 거식증, 복부 팽만 등의 소화기 질환 치료8, 혈압 저하, 항균 및 항염증, 암 예방, 당뇨병 치료에 사용할 수 있는 많은 유익한 의학적 특성을 가지고 있습니다6, 9,10.

최근 몇 년 동안 많은 연구자들이 펜넬의 다용성 때문에 화학적 구성에 집중했으며, 펜넬과 그 제품의 효능은 항산화 페놀과 같은 함유된 화학 물질의 유형 및 양과 관련이 있다는 사실을 발견했습니다. 그리고 항균 테르펜. 또한, 연구에 따르면 회향에 포함된 화합물의 상대적 농도는 지리적 기원에 크게 좌우되는 것으로 나타났습니다11. 회향의 생화학적 성분의 종류와 함량은 지리적 위치에 따라 원산지가 달라지기 때문입니다12. 생산지의 기후, 기온, 토양조건, 강수량 등 외부환경의 영향과 유전자형13,14 등 내·외부 요인이 복합적으로 작용하여 회향의 물질 종류와 함량, 수량 등이 달라지게 된다 다른 지역에서 자라는 것은 상당히 다릅니다12,15,16,17. 항균 미생물, 페놀, 지방산 등 회향에 함유된 주요 생물학적 활성 성분은 함량이 다르므로12 품질, 영양 함량 및 가격도 다릅니다16. 중국 광둥성 소관대학교 잉동생물공학대학에서는 간쑤성 위먼과 신장 이리 지역의 7개 회향 품종의 영양 함량을 비교한 결과, 종합 평가를 통해 간쑤성 위먼 지역의 회향 품종의 영양가가 상대적으로 높은 것으로 나타났습니다. 일부 상인들이 불량품을 좋은 상품인 것처럼 사용하여 시장 감독에 지장을 초래하는 것을 방지하기 위해서는 회향의 원산지를 정확하게 파악하는 것이 매우 중요합니다. 그러나 기존 연구들은 주로 지역별 회향에 함유된 화학물질의 종류와 함량의 차이를 분석하는데 중점을 두고 있으며12,17, 회향의 원산지에 대한 분류 및 규명에는 여전히 격차가 존재한다.