Китайские учёные разработали методику, которая с помощью искусственного интеллекта позволяет с точностью более 92% установить регион происхождения клубней гастродии высокой (Gastrodia elata). Этот метод основан на анализе химического состава растения и может стать эффективным инструментом для борьбы с подделкой пищевой и лекарственной продукции.
Гастродия, известная в Китае как тяньма, веками используется в традиционной медицине и как функциональный пищевой продукт. В 2023 году её официально включили в государственный каталог веществ двойного назначения – пищевых и лекарственных, что привело к резкому росту спроса. Наиболее ценными считаются клубни из определённых регионов, таких как Чжаотун в провинции Юньнань и Дафан в Гуйчжоу. Их продукция защищена национальным географическим указанием и стоит вдвое дороже аналогов из других мест.
Высокая цена спровоцировала массовую фальсификацию: производители часто маркируют более дешёвое сырьё как элитное, что подрывает доверие потребителей и наносит ущерб производителям из защищённых регионов. До сих пор не существовало надёжного способа проверить подлинность происхождения клубней.
Исследовательская группа проанализировала 270 партий свежих клубней из 23 уездов и городов в четырёх основных регионах выращивания. Учёные создали комплексный «химический отпечаток» для каждого образца, измерив содержание 30 неорганических элементов и 6 основных биологически активных соединений. Неорганические элементы отражают геохимические особенности почвы, а концентрация активных веществ зависит от климатических условий.
Полученные данные обработали с помощью девяти различных алгоритмов машинного обучения. Наилучший результат показала модель на основе метода опорных векторов (SVM), которая правильно определила регион происхождения в 92,5% случаев. Анализ показал, что для точной классификации более важными оказались данные о содержании неорганических элементов, чем органических соединений.
Исследование также выявило связь между химическим составом клубней и климатом. Учёные установили, что на накопление определённых веществ влияют такие факторы, как среднегодовая температура, влажность и высота над уровнем моря. Например, высокое содержание марганца в клубнях с юго-запада страны объясняется его повышенной концентрацией в почвах провинций Гуйчжоу и Юньнань.
Авторы работы отмечают, что, хотя для подтверждения результатов требуются дальнейшие исследования, предложенный подход уже сейчас создаёт практическую основу для контроля подлинности продукции. Эта технология может помочь регуляторам бороться с мошенничеством, а производителям – защитить ценность своих географических брендов.