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Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 8549 (2022) Citer cet article

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L'analyse multi-élémentaire est largement utilisée pour identifier les origines géographiques des plantes. Le but de cette étude était d'explorer la faisabilité de combiner la chimiométrie avec l'analyse multi-éléments pour la classification de Codonopsis Radix provenant de différentes régions productrices de la province du Gansu (Chine). Au total, 117 échantillons de Codonopsis Radix provenant de 7 comtés de la province du Gansu ont été collectés. La spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS) a été utilisée pour la détermination de 28 éléments (39 K, 24 Mg, 44Ca, 27Al, 137Ba, 57Fe, 23Na, 88Sr, 55Mn, 66Zn, 65Cu, 85Rb, 61Ni, 53Cr, 51 V, 7Li, 208Pb, 59Co, 75As, 133Cs, 71 Ga, 77Se, 205Tl, 114Cd, 238U, 107Ag, 4Be et 202Hg). Parmi les macroéléments, 39 K présentait le niveau le plus élevé, tandis que le 23Na avait la valeur de teneur la plus faible. Les microéléments ont montré l'ordre de concentrations suivant : 88Sr > 55Mn > 66Zn > 85Rb > 65Cu. Parmi les éléments traces, le 53Cr et le 61Ni présentaient une teneur plus élevée et le 4Be n'était pas détecté dans tous les échantillons. La différenciation intra-régions a été réalisée par analyse en composantes principales (ACP), analyse groupée (CA) et algorithmes d'apprentissage supervisé tels que l'analyse discriminante linéaire (LDA), les k-voisins les plus proches (k-NN), les machines à vecteurs de support (SVM) et forêts aléatoires (RF). Parmi eux, le modèle RF a obtenu les meilleurs résultats avec un taux de précision de 78,79 %. L'analyse multiélémentaire combinée à la RF s'est avérée une méthode fiable pour identifier les origines de Codonopsis Radix dans la province du Gansu.

Codonopsis Radix est normalement utilisé en remplacement du ginseng coûteux, qui est l’un des médicaments traditionnels chinois les plus courants1. Codonopsis Radix possède diverses propriétés médicinales, telles que des activités immunomodulatrices2, anticancéreuses3, protectrices gastro-intestinales4, antidiabétiques5 et de régulation de la flore intestinale6. En raison de ses bonnes propriétés nutritionnelles, Codonopsis Radix est également une matière alimentaire importante pour le thé, le vin, la soupe, le plâtre, le porridge, etc.7 En tant que matière médicinale chinoise ayant la même origine que la médecine et la nourriture, Codonopsis Radix est absolument populaire en Asie. des pays comme la Chine, le Japon, la Corée du Sud, Singapour et autres8. La Chine est un producteur majeur et exporte du Codonopsis Radix de haute qualité vers d’autres pays. En Chine, Codonopsis Radix a été cultivé dans les provinces du Gansu, du Shanxi, du Sichuan, du Hubei, du Yunnan et de Chongqing. Parmi eux, Codonopsis Radix des zones de production du Gansu est de bonne qualité et à un prix élevé. Certains comtés du sud-est de la province du Gansu sont les zones de production les plus importantes de Codonopsis Radix en Chine et représentent plus de 80 % de la production totale, comme Weiyuan, Lintao, Longxi, Zhang, Min, Tanchang et Wen9. Les conditions naturelles uniques de ces lieux sont la garantie de la production de Codonopsis Radix de haute qualité, telles que l'altitude, le sol, les précipitations et l'ensoleillement10. La composition des éléments inorganiques des plantes est influencée par des facteurs génétiques et environnementaux. La composition du sol et les variations climatiques peuvent influencer la teneur en éléments des plantes11. Par conséquent, il est nécessaire de comprendre les niveaux d’expression finaux des éléments de Codonopsis pilosula. Cependant, les recherches associées sont limitées.

Ces dernières années, les consommateurs accordent de plus en plus d’attention à la traçabilité géographique et à l’authenticité des herbes, car ces aspects sont devenus des indicateurs de leur qualité et de leur sécurité12. Il est donc d’une grande importance pour les économies de la province du Gansu de garantir l’origine géographique de Codonopsis Radix. Cependant, aucun rapport n’a été publié sur la traçabilité des origines de Codonopsis Radix.

L'analyse multiélémentaire est couramment utilisée pour la traçabilité de l'origine des plantes, car les éléments inorganiques ne sont pas métabolisés au cours du processus métabolique et sont étroitement liés aux environnements pédologiques et climatiques des zones de plantation. La spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS) est une méthode stable et efficace pour la détermination de plusieurs éléments avec des sensibilités plus élevées que les méthodes courantes13,14,15. Le contenu élémentaire combiné à la chimiométrie a été utilisé comme un outil puissant pour la différenciation des origines géographiques des plantes16,17. Richter et coll. a utilisé des techniques d'apprentissage automatique et l'ICP-MS pour prédire avec succès les origines géographiques d'échantillons d'asperges blanches de Pologne, de Chine, des Pays-Bas, de Grèce, d'Allemagne, d'Espagne et du Pérou18. Canizo et coll. a réalisé la classification des raisins produits dans différents vignobles de la province de Mendoza (Argentine) sur la base d'analyses multi-éléments et de techniques chimiométriques10. Par conséquent, il pourrait s’agir d’une stratégie solide pour distinguer les origines géographiques de Codonopsis Radix dans la province du Gansu.