化学方法在农产品产地溯源中的研究进展

项　洋，柴沙驼，郝力壮，牛建章，张晓卫，孙　璐，刘书杰（青海省高原放牧家畜营养与生态国家重点实验室培育基地，青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，青海高原牦牛研究中心，青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁810016）

化学方法在农产品产地溯源中的研究进展

项洋，柴沙驼，郝力壮，牛建章，张晓卫，孙璐，刘书杰*
（青海省高原放牧家畜营养与生态国家重点实验室培育基地，青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，青海高原牦牛研究中心，青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁810016）

近年来，同位素指纹溯源技术、矿物元素指纹溯源技术及有机成分指纹溯源技术被认为是追溯农产品产地来源的有效方法。本文综述这三种技术在农产品中的研究现状，为农产品产地溯源技术研究提供参考。

稳定同位素，矿物元素，有机成分，产地溯源

俗话说“民以食为天，食以安为先”，食品安全问题一直备受社会各界广泛的关注。我国是食品生产和消费的大国，随着人们生活水平的提高，生活资源的丰富，人们对食品的需要也有所改变，逐渐从过去对数量方面的需要提升为现在对质量方面的需要。农产品产地的溯源是保证其质量安全的有效方法，最常见的溯源方法是物理方法和化学方法，但由于物理方法，如动物身份证、射频识别（Radio frequency identification，FRID）等技术存在容易出现信息丢失、混乱、人为修改等缺点，而化学方法，如稳定性同位素指纹分析溯源技术、矿物元素指纹分析溯源技术及有机成分指纹溯源技术，其是使用食品中的稳定性同位素、矿物元素、有机成分等元素进行溯源，这些元素与动植物生长自然环境密切相关，是生物体的自然标签，不随化学添加剂的改变而改变，因此成为农产品有效的溯源首选技术，越来越受到重视。本文针对近年来对这三种技术的研究进展进行了综述，以期为农产品产地溯源技术的研究和应用提供参考。

1　化学方法产地溯源技术基本原理

1.1稳定同位素指纹溯源技术的基本原理

同位素溯源技术很早就应用于地质学、考古学、医学、环境科学等领域［1］。稳定性同位素技术由于其不具有放射性、无毒性等优点，近年来被认为是农产品产地溯源中一项很有效的分析手段。它是利用生物体内的同位素组成受气候、环境、生物代谢类型等因素的影响，从而使不同种类及不同地域来源的食品原料中同位素自然丰度存在差异，以此区分不同种类的产品及其可能来源地，同位素的自然分馏效应是稳定性同位素溯源技术的基本原理及依据。

1.2矿物元素指纹溯源技术的基本原理

矿物元素是一项公认并且有效的农产品产地溯源指标。不同地域土壤中微量元素分布与成土母质以及植被和降雨径流有关［2］。成土母质是土壤形成的基础，也是植物矿物元素养分的来源。生物体不断从所生活的环境（水、食物、土壤或空气中）累积各种矿物元素，因此不同地域来源的生物体中矿物元素含量与当地环境中的矿物元素有较强的相关性，也具有典型的指纹特征。通过比较食品或其原料中矿物元素的组成和含量差异可鉴别其产地来源［3］。

1.3有机成分指纹溯源技术的基本原理

除了以上所说的两种常用的溯源方法外，有机成分指纹溯源技术也是近年来国内外学者研究的较多的溯源方法。有机成分主要是由蛋白、脂肪、维生素、碳水化合物、香气成分等组成，其含量由于受自然环境，如温度、光照、降雨和土壤等因素的影响［4］，从而使不同地域来源样品的各组分之间含量存在差异，进而对不同产地来源的样品进行判别。

2　化学方法产地溯源技术的研究进展

2.1稳定性同位素指纹分析技术的研究进展

近年来，国内外己有很多利用稳定性同位素指纹分析技术判别农产品产地来源的相关报道。中国在农产品产地溯源研究方面起步较晚，尤其是有关植物源性食品在使用稳定性同位素进行溯源方面的研究报道较少。Ariyama等［5］使用同位素比率质谱（Isotope ratio mass spectrometry，IRMS）检测了来自于日本、美国、中国、泰国四个国家的大米样品中稳定性锶、铅同位素，结果表明稳定性锶同位素在四个国家差异显著，是很有利的溯源指标。Chesson等［6］购买了美国当地瓶装水、苏打的、啤酒和自来水，测定了四种液体的稳定性氢、氧同位素，结果表明自来水中稳定性氢、氧同位素与在当地购买的瓶装水和苏打水中稳定性氢、氧同位素高度相关，与啤酒中稳定性氢、氧同位素相关性相对较弱。孙丰梅等［7］测定了来自北京、山东、湖南、广东4省9个不同地区鸡肉粗蛋白中稳定性碳、氮、氢、硫同位素，结果表明各指标显著不同，且稳定性氢同位素是判别地域来源的有力指标。Osorio等［8］采集来自九个国家的牛肉样品，通过测定脱脂牛肉中的稳定性碳、氮、氢、硫同位素，表明不同地域牛肉中稳定性同位素差异显著，从判别分析可以看出，84.9%的样品被正确分类，留一法交叉验证判别率为82.2%。由于在实际采样过程中牛肉等畜禽类样品采样较为困难，而动物的毛、发、角等是由角蛋白组成，其性质非常稳定，角蛋白结构一旦形成，毛发组织代谢就会停止，则能有效记录动物在各个时间段内的采食信息［9］。因此部分研究者采集牛尾毛等样品进行产地溯源研究。刘泽鑫等［10］使用牛尾毛中稳定性碳、氮同位素可对陕西关中不同区县来源肉牛地域进行溯源。郭波莉等［11］采集了来自于四个省的牛肉、牛尾毛及饲料样品，通过判别分析可看出，粗脂肪中的稳定性碳同位素判别率稍高于脱脂牛肉中稳定性碳同位素的判别率；牛尾毛中稳定性碳同位素的判别率远高于稳定性氮同位素，并且脱脂牛肉中的稳定性氮同位素可以用来区分农区与牧区喂养的牛。

在农产品产地溯源研究中，主要分析的是农产品中稳定同位素比率与其地势（海拔、经度、纬度）、气候及人类耕种活动（或饲喂方式）等因素的关系。郭波莉等［12］研究了牛品种和饲料对稳定性碳同位素的影响，得出饲料对稳定性碳同位素的影响大于牛品种对稳定性碳同位素的影响，并且采集了差异较大的六套饲料样品进行检测，再一次证实了牛肉样品中稳定性碳同位素与主饲料成分有密不可分的关系。该学者在2007年还对牛组织与饲料中稳定性碳、氮同位素做了进一步研究，通过采集四个省的牛肉及饲料样品分析得出，饲料中C4植物的比例与牛组织中稳定性碳同位素有关，不同地域喂养牛饲料中的稳定性碳同位素差异较大；对于稳定性氮同位素，不同地域饲料中稳定性氮同位素差异不是很大，而同一地域同类植物饲料中稳定性氮同位素值则有很大差异［12］。Osorio等［13］分析了不同饲喂方式的牛里脊肉和牛尾毛样品中的稳定性碳、氮、氢、硫四种同位素，结果表明，里脊肉中稳定性碳、硫同位素是区分不同饮食牛的很好的溯源指标；牛尾毛中稳定性碳、氮同位素是很好的溯源指标。Nakashita等［14］采集并分析了来自于澳大利亚、日本和美国三个不同国家的牛肉样品，分析得出来自美国的脱脂牛肉中稳定性碳同位素值（-13.6‰～-11.1‰）显著高于日本（-19.6‰～-17.0‰）和澳大利亚（-23.6‰～-18.7‰），这主要与饮食有关；来自澳大利亚脱脂牛肉中的稳定性氧同位素值（15.0‰～19.4‰）明显高于日本（7.3‰～13.6‰）和美国（9.5‰～11.7‰），在此也反映出了当地降雨量情况；三个国家的稳定性氮同位素值并没有显著差异，因此稳定性碳、氧同位素比较适用鉴别牛肉的产地来源。

以上研究主要揭示了稳定性碳同位素与饲料的关系，不同地方的降雨量影响了食品中稳定性氧同位素，而影响稳定性氮同位素的原因较为复杂，需深入研究。除此之外，农产品中稳定性同位素含量还受到了加工、季节等的影响。Scampicchio等［15］在2011年采集来自意大利不同地域的三种牛奶样品（未加工过的牛奶、经高温短时杀菌过的牛奶、经超高温瞬时杀菌过的牛奶），通过研究酪蛋白、乳清蛋白、脂肪中的稳定性碳、氮同位素发现，给牛奶加热的过程改变了其组成，并且对稳定性碳、氮同位素也有明显的改变，通过多元统计方法，得出同位素比值质谱法可以区别来自不同地域或不同加工过程的牛奶样品。Young等［16］研究发现葡萄酒中稳定性碳、氢、氧等同位素组成与酿造时间、产地气候等参数有密切关系，可以用于来源分析。Boner等［17］研究得出由于牛肉组织水中稳定性氢、氧同位素随季节变化明显，春季到秋季稳定性氢、氧同位素值较高，冬季则与地下水、饮用水中稳定性氢、氧同位素值接近，因此应用稳定性氢、氧同位素作为原产地判定的参数指标存在一些争议，有待进一步研究。Pillonel等［18］对乳酪样品进行溯源研究时也提出了相同的异议。

在以上的研究中可以看到，大部分研究者是使用稳定性碳、氮、氢、氧同位素作为研究溯源的指标，其中稳定性碳同位素与植物的光合作用有关［19］，即与C3、C4植物有关，这是使其发生分馏作用的原因［20］；稳定性氢、氧同位素与自然界中的水分有关，地球上的水分通过蒸发、凝结等进行转化，在此过程中发生了同位素的分馏作用［21］；稳定性氮同位素自然丰度的不同受到多种原因的影响，农业生产等是使稳定性氮同位素发生分馏作用的主要原因［20］。对于使用其他同位素在溯源放牧的研究较少，希望在今后的研究中对其他同位素也进行相关的研究。

2.2矿物元素指纹分析技术的研究进展

国内外已有利用矿物元素分析对谷物、蜂蜜、茶叶、酒类、乳品、肉类进行溯源的报道。研究者主要利用等离子体质谱（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）、原子吸收光谱（Atomic absorption spectrometry，AAS）等方法分析食品、土壤、水和植物中矿物元素指纹信息，并结合主成分分析、判别分析、聚类分析等数理统计方法，建立食品产地矿物元素指纹溯源技术和方法。

在动物源性食品产地溯源的研究方面，国内外主要是对牛、羊肉产地进行溯源研究。Sun等［22］在2008年分别采集了来自于中国三个牧区和两个农区的99年份7～10月龄的羊肉里脊肉样品，测定了25种矿物元素的含量，从聚类树状图中可以看到差异显著的矿物元素可将农区和牧区的样品明显的区分开，并且农区的区分效果要好于牧区，这可能是由于三个牧区都集中在内蒙而造成的。在判别分析中筛选出了Cr、Be、Mn、Fe、Zn、Cu、As、Sb、V、Ba、Na和Ni 12种矿物元素建立的判别模型，其正确判别率高达93.9%。郭波莉［12］采集了四个省共59份牛肉样品，通过方差分析选出差异显著的16种矿物元素进行聚类及判别分析，在系统聚类图中可以看到各地样品被区分开；在判别分析中共筛选出了Se、Sr、Fe、Ni、Zn 5项指标对牛肉产地的判别效果比较好，整体的正确判别率高达98.3%。Franke等［23］测定了来自于不同国家的家禽肉和牛肉样品中50余种矿物元素，通过线性判别分析分别筛选出As、B、Ca、Cr、Ga、Li、Mo、Na、Ni、Rb、Se、Sr、Tl、V矿物元素对所有畜禽肉样品的平均正确分类率为77%；Ba、Ca、Cd、Dy、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Pd、Rb、Sr、Tl、U、V矿物元素对所有牛肉样品的平均正确分类率为79%。不论是畜禽肉还是牛肉样品，从以上筛选出的矿物元素可以看到都主要含有碱金属元素和稀土元素。孙淑敏等［24］分析了与脱脂羊肉及土壤中的17种矿物元素，通过判别分析筛选出了Ca、Zn、Be、Ni、Fe、Ba、Sb、Mn和Se共9种矿物元素建立判别模型，对采样地区的正确判别率高达90%以上。龚立科［25］采集了来自于不同地域的经济鱼类各四种，使用矿物元素对其进行产地判别，得出矿物元素可以单独对每一类经济鱼类进行产地识别。

从以上可以看出，使用矿物元素对动物源性食品产地溯源是可行的，但动物源性食品会受到其所食的饲料、牧草，饲喂期、饲喂方式等的影响。蔡先锋［26］在对羊做人为迁徙饲喂模型实验时，对羊不同组织器官所筛选出差异显著的矿物元素大多为过渡元素及稀土元素。孙淑敏［3］在2009年同样也做了羊的人为迁徙饲喂模型实验，取其肌肉和内脏组织对其进行分析，得出羊不同组织器官在地域间存在显著差异，肌肉中主要是过渡元素存在显著差异；心脏中主要的主族金属元素存在显著差异；肝脏中主要是稀土元素存在显著差异；肺脏中主要是碱金属元素、过渡元素及稀土元素存在显著差异。此外，对于不同地域、不同饲喂期，肌肉中稀土元素在饲喂期间的差异与土壤一致［6］。并且，魏帅等［27］通过给猪饲喂含有Pb的饲料，蔡卫俊等［28］对翘嘴红鮊各个组织器官矿物元素含量进行研究，都发现不同组织器官对矿物元素的富集程度有所不同。

在植物源食品产地溯源的研究方面，龚自明等［29］采集了湖北四大茶叶产区的35个绿茶样品，通过逐步判别分析筛选出了矿物元素K、Ca、Mg、Mn、Fe和Mo建立判别模型，整体的正确判别率为100%，交叉验证正确判别率为91.4%。Shen等［30］采集了来自于中国四个省份的大米样品，将差异显著的9种矿物元素（Mg、K、Ca、Na、Be、Mn、Ni、Cu、Cd）进行线性判别分析，结果得出，回代检验判别正确率为100%，交叉检验判别正确率为93.8%。张强等［31］对来自于不同省苦荞样品中矿物元素进行检测，筛选出矿物元素Se、Zn、Mn、Ca和P作为重要的溯源指标。从以上结果可看出使用矿物元素对农产品溯源是可行的，并且在所筛选出的有效溯源指标中，大部分都为过渡元素，其中还有少部分为碱金属元素和稀土元素。

在使用矿物元素对农产品进行产地溯源时，植源性食品中的矿物元素会受到气候、土壤、储藏、基因型等的影响。Moreda等［32］分别使用电感耦合等离子体原子发射光谱法（Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry，ICP-AES）和ICP-MS共测定了15个茶叶中22种矿物元素含量，通过多元统计分析能很好的区分亚洲茶和非亚洲茶，并且得出气候和土壤是直接影响茶叶中矿物元素含量的重要因素，与地理位置无关。孙建民等［33］对东北及河北的蜂蜜样品中元素含量进行分析，表明蜜源植物的种类和产地气候直接影响蜂蜜中微量元素的含量。刘宏艳等［34］在2012/2013采集了不同产地、不同品种的小麦样品，筛选出受地域影响较大的Mg、Al、Ca、Mn、Fe、Zn、As、Sr、Mo、Cd、Ba 11种矿物元素，分析得出在选择有效的食品产地溯源指标时，应选择与地域密切相关而受其他影响因素较小的矿物元素进行溯源。Galgano等［35］对不同产地、同一品种葡萄酒中矿物元素含量进行研究，得出同一品种不同年份间葡萄酒中矿物元素含量无显著差异。Gao等［36］研究得出，小麦中矿物元素Cd和Zn含量受环境的影响较大。Morgounov等［37］在对小麦中矿物元素Zn含量研究，及赵海燕对不同地域小麦中矿物元素含量进行检测，也得出相同的结论。除此之外，还受到基因型等的影响，Zhang等［38］分析了2005～2007年采集的小麦样品，得出环境、基因型及其交互作用对矿物元素Zn、Mn、Cu、Ca和Mg含量有显著影响。鲁璐等［39］对不同地域种植的小麦中铁、锌、硒三种矿物元素进行分析发现，基因型和土壤均影响小麦的微量元素含量，并且由于矿物元素之间存在拮抗和协同作用，也会影响小麦中矿物元素含量。Velu等［40］研究发现，环境对小麦中矿物元素Fe和Zn含量变异的影响大于基因型及二者的交互作用的影响。赵海燕［41］对2007～2009年种植的小麦中矿物元素含量进行研究，研究得出年季也影响小麦中矿物元素的含量，并且分别对2007/2008、2008/2009年度样品进行判别分析，整体正确判别率分别为77.5%和90%。该作者还分别测定了小麦中50余种及土壤中40余种矿物元素含量，经过分析筛选出分别与地域、基因型、年季、表层土壤、母质土壤了密切相关的矿物元素，其中大部分都为过渡元素，并且矿物元素Ca、Zn、Mn、Mo、Rb、Sr、Cd、Cs对非实验环境小麦籽粒的产地鉴别的效果较好，可作为有效的溯源指标。

通过以上的研究可看出，使用矿物元素对农产品溯源是可行的，在所选出的有效溯源指标中大多数为过渡元素或稀土元素，稀土元素即为镧系元素，有时人们也把镧系元素包括在过渡元素之中，并且也有部分研究得出稀土元素可作为产地判别的重要指标［42-44］，因此以后需对使用过渡元素溯源进行深一步研究，并且对于元素之间存在的拮抗与协同作用对农产品溯源的影响也需更进一步研究。

2.3有机成分指纹分析技术的研究进展

除了以上所说的两种常见的溯源方法外，有机成分指纹分析技术也是近年来国内外学者研究探讨的重点。范文来等［45］分析了清香型、酱香型、浓香型三种白酒原酒中的38种微量成分，结果表明，不同香型白酒中微量成分差异显著，通过聚类分析能将不同香型的白酒区分开。Dıraman等［46］在2001/2002及2002/2003年采集来自不同地域的橄榄油样品共268个，对其脂肪酸进行检测分析，通过判别分析得出2001/2002及2002/2003年正确判别率分别为74.5%及74.8%。Longobardi等［47］分析了来自希腊爱奥尼亚群岛纯净的橄榄油组分，发现脂肪酸、甘油三酯、固醇的正确判别率分别为69.8%，76.7%，62.8%。茶叶中活性组分的含量受到多种自然因素的影响，石明明等［48］检测陕西不同产区（安康、汉中和商洛）绿茶中6种不同的活性成分，经热水提取后采用高效液相色谱法（High performance liquid chromatography，HPLC）测定其含量，结果表明3个产区中6种组分含量存在显著性差异（p＜0.05）。猕猴桃中的有机成分含量也受到外界因素的影响，马奕颜等［49］通过对不同地域来源猕猴桃中有机成分进行分析比较得出，VC、Ve、可溶性固形物、总酸及总糖几种指标对猕猴桃产地判别率较高，并且提出由于样品储藏条件、地域等原因有所不同，则还需对这些原因进一步研究。随之该作者（2013）随机选出5份样品在0～4℃的环境下储存0、40、50及60 d，结果表明，储存时间会影响猕猴桃内有机成分的变化［50］。除了植源性食品溯源外，程碧君［51］采集了不同地域来源的牛肉样品对其脂肪酸含量分析，并购买9头10～12月龄的牛犊进行饲喂实验，研究表明牛主饲料成分、饲喂方式、地域及饲喂期对牛肉脂肪酸组成及含量均有显著影响，并且筛选出α-C18∶3、C14∶0、C17∶0和MUFA作为有效溯源指标。

2.4三种分析技术相结合的研究进展

以上三种溯源技术的基本原理和特点均有不同，例如，稳定性氢同位素与自然界中的水分等有关；矿物元素与土壤的成土母质有关；有机成分则受到土壤、降雨等的影响。并且，在动物源性食品溯源中，所使用的溯源技术要考虑饲喂方式、品种等的影响；在植物源性食品溯源中，要注意基因型，贮藏时间等的影响。使用一种指标或方法进行溯源可能会因为以上原因而产生误判，王颜红等［52］也曾提出产地溯源技术分为三个层次，即同位素比值分析，多同位素比值分析结合元素含量分析，同位素比值分析、元素含量分析、化学成分分析三种方法相结合。如今这也成为内外学者研究探讨的重点，郭波莉［53］是国内较早使用这一方法的学者，在研究牛肉产地溯源时，将稳定性碳、氮、氢三种同位素指标两两组合或三种指标组合来提高判别率，或将同位素指标和矿物元素指标组合来提高判别率。朱利娜［54］使用微量元素对青海省不同地区沙棘样品进行产地区分，提出由于沙棘原汁中的微量元素含量受多种因素影响，仅靠微量元素含量不能对其样品进行合理归类。Zhao等［55］研究得出使用稳定性碳、氮同位素与矿物元素Mg、K、Mn、Zn、Se和Zr结合对牛肉的整体判别率和交叉验证判别率均为100%。此外，还有使用稳定性同位素及挥发性成分组合来提高土豆判别率［56］、使用稳定性同位素和矿物元素提高茶叶的判别率［57］等研究。

3　结论

大量实验研究表明，稳定性同位素指纹分析技术、矿物元素指纹分析技术和有机成分指纹分析技术是农产品产地溯源的有效方法，在食品行业中广泛研究和应用，但不同的分析方法也有各自的特点和适用范围，在稳定性同位素指纹分析技术中，不同的稳定性同位素有各自的特征，稳定性碳同位素便于探讨动物源性食品与饲料之间的关系，主要对动物源性食品进行溯源；稳定性氢同位素则适用于来自于不同海拔高度的样品的溯源；稳定性氮同位素不仅与施肥、牧草种类有关，还与固氮类植物饲料所占的比例有关。矿物元素指纹分析技术主要与土壤环境有关，不同地域间的土壤环境存在差异使得来自于不同地区的样品中矿物元素存在差异，由于动物源性食品所饲喂饲料或牧草的生长环境及植物源性食品的种植环境均受到土壤环境的影响，因此使用矿物元素指纹分析技术可较直观进行产地来源的区分。有机成分指纹分析技术可通过营养品质对名优特产品与其他类似食品进行区分，但由于操作繁琐，并且易受储存环境、动物品种及年龄等的影响。由于各种方法的使用都有一定的局限性，因此需根据不同的情况而使用不同的方法，或多种方法相结合从而对不同地域来源的样品进行产地溯源。

4　展望

综上所述，三种方法能够快速、准确地对农产品进行产地溯源，但不同的分析方法有各自的特点和适用范围，因此应根据实际情况使用一种或多种方法相结合对样品进行产地溯源，此外，在今后的研究中需结合其他学科知识对地质、植物、气候等进行深入的了解及研究，以便更准确地对食品产地进行溯源。

［1］祁茹，林英庭.同位素溯源技术在动物产品和饲料成分溯源中的应用［J］.质量安全，2010（5）：45-48.

［2］张晓霞，李占斌，李鹏，等.黄土高原林地土壤微量元素分布和迁移特征［J］.应用基础与工程科学学报，2011（S1）：161-169.

［3］孙淑敏.羊肉产地指纹图谱溯源技术研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2012.

［4］魏益民，郭波莉，魏帅，等.食品产地溯源及确证技术研究和应用方法探析［J］.中国农业科学，2012，45（24）：5073-5081.

［5］Ariyama K，Shinozaki M，Kawasaki A.Determination of the geographic origin of rice by chemometrics with strontium and lead isotope ratios and multielement concentrations［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2012，60（7）：1628-1634.

［6］Chesson L A，Valenzuela L O，O’Grady S P，et al.Links between purchase location and stable isotope ratios of bottled water，soda，and beer in the United States［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2010，58（12）：7311-7316.

［7］孙丰梅，王慧文，杨曙明.稳定同位素碳、氮、硫、氢在鸡肉产地溯源中的应用研究［J］.分析测试学报，2008，27（9）：925-929.

［8］Osorio M T，Moloney A P，Schmidt O，et al.Multielement isotope analysis of bovine muscle for determination of international geographical origin of meat［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2011，59（7）：3285-3294.

［9］郭波莉.牛肉产地同位素与矿物元素指纹溯源技术研究［D］.北京：中国农业科学院，2007.

［10］刘泽鑫，郭波莉，潘家荣，等.陕西关中地区肉牛产地同位素溯源技术初探［J］.核农学报，2008，22（6）：834-838.

［11］郭波莉，魏益民，潘家荣，等.碳、氮同位素在牛肉产地溯源中的应用研究［J］.中国农业科学，2007，40（2）：365-372.

［12］郭波莉，魏益民，潘家荣，等.牛不同组织中稳定性碳同位素组成及变化规律研究［J］.中国农业科学，2006，39（9）：1885-1890.

［13］Osorio M T，Moloney A P，Schmidt O，et al.Beef authentication and retrospective dietary verification using stable isotope ratio analysis of bovine muscle and tail hair［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2011，59（7）：3295-3305.

［14］Rumiko Nakashita，Yaeko Sucuki，Fumikazu Akamatsu，et al.Stable carbon，nitrogen，and oxygen isotope analysis as a potential tool for verifying geographical origin of beef［J］. Analytica Chimica Acta，2008，617（1～2）：148-152.

［15］Scampicchio M，Mimmo T，Capici C，et al.Identification of milk origin and process-induced changes in milk by stable isotope ratio mass spectrometry［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2012，60（45）：11268-11273.

［16］Young W M，South P，Begley T H，et al.Determination of perfluorochemicals in cow’s milk using liquid chromatographytandem mass spectrometry［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2012，60（7）：1652-1658.

［17］Boner M，Förstel H.Stable isotope variation as a tool to trace the authenticity of beef［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2004，378（2）：301-310.

［18］Pillonel L，Badertscher R，Froidevaux P，et al.Stable isotope ratios major trace and radioactive elements in emmental cheeses ofdifferentorigins［J］.Lebensmittel-Wissenschaftand Technologie，2003，36（6）：615-623.

［19］Schwägele F.Traceability from a European perspective［J］. Meat Science，2005，71（1）：164-173.

［20］Kelly S，Heaton K，Hoogewerff J.Tracing the geographical origin of food：The application of multi-element and multiisotope analysis［J］.Trends in Food Science&Technology，2005，16（12）：555-567.

［21］胡海英，包为民，瞿思敏，等.稳定性氢氧同位素在水体蒸发中的研究进展［J］.水文，2007，27（3）：1-5.

［22］Sun S M，Guo B L，Wei Y M，et al.Multi-element analysis for determining the geographical origin of mutton from different regions of China［J］.Food Chemistry，2011，124：1151-1156.

［23］Franke B M，Haldimann M，Gremaud G，et al.Element signatureanalysis：itsvalidationasatoolforgeographic authentication of the origin of dried beef and poultry meat［J］. European Food Research and Technology，2008，227（3）：701-708.

［24］孙淑敏，郭波莉，魏益民，等.基于矿物元素指纹的羊肉产地溯源技术［J］.农业工程学报，2012，28（17）：237-243.

［25］龚立科.东海近海域四种经济鱼类中矿物元素的分析及元素指纹信息初探［D］.浙江：浙江工商大学，2011.

［26］蔡先峰.牛组织器官矿物元素指纹溯源信息特征研究［D］.北京：中国农业科学院，2011.

［27］魏帅，郭波莉，魏益民，等.铅在猪不同组织和器官中的富集状态［J］.中国兽医学报，2009，29（11）：1459-1462.

［28］蔡卫俊，叶元土，邱晓寒，等.野生翘嘴红帕各器官、组织中4种微量元素分析［J］.饲料工业，2007（12）：23-25.

［29］龚自明，王雪萍，高士伟，等.矿物元素分析判别绿茶产地来源研究［J］.四川农业大学学报，2012，30（4）：429-433.

［30］Shen S，Xia L，Xiong N，et al.Determination of the geographic origin of rice by element fingerprints and correlation analyses with the soil of origin［J］.Analytical Methods，2013，5（21）：6177-6185.

［31］张强，李艳琴.基于矿质元素的苦荞产地判别研究［J］.中国农业科学，2011，44（22）：4653-4659.

［32］Moreda-Piñeiro A，Marcos A，Fisher A，et al.Evaluation of the effect of data pre-treatment procedures on classical pattern recognition and principal components analysis：a case study for the geographical classification of tea［J］.Journal of Environmental Monitoring，2001，3：352-360.

［33］孙建民，刘博静，孙汉文，等.不同产地蜂蜜中若干金属元素含量的分布比较［J］.河北大学学报：自然科学版，2010，30（3）：271-274.

［34］刘宏艳，魏益民，郭波莉，等.小麦产地矿质元素溯源指纹信息影响因素研究［A］.中国食品科学技术学会.中国食品科学技术学会第十一届年会论文摘要集［C］.中国食品科学技术学会：，2014：2.

［35］Galgano F，Favati F，Caruso M，et al.Analysis of trace elements in southern Italian wines and their classification according to provenance［J］.LWT-Food Sci Technol，2008，41（10）：1808-1815.

［36］Gao X，Mohr R M，McLaren D L，et al.Grain cadmium and zinc concentrations in wheat as affected by genotypic variation and potassium chloride fertilization［J］.Field Crops Research，2011，122：95-103.

［37］Morgounov A，Go mez-Becerra H F，Abugalieva A，et al. Iron and zinc grain density in common wheat grown in Central Asia［J］.Euphytica，2007，155：193-203.

［38］Zhang Y，Song Q，Yan J，et al.Mineral element concentrations in grains of Chinese wheat cultivars［J］.Euphytica，2010，174：303-313.

［39］鲁璐，季英苗，李莉蓉，等.不同地区、不同品种（系）小麦锌、铁和硒含量分析［J］.应用与环境生物学报，2010，16（5）：646-649.

［40］Velu G，Singh R P，Huerta-Espino J，et al.Performance of biofortified spring wheat genotypes in target environments for grain zinc and iron concentrations［J］.Field Crops Research，2012，137：261-267.

［41］赵海燕.小麦产地矿物元素指纹信息特征研究［D］.中国农业科学院，2013.

［42］Joebstl D，Bandoniene D，Meisel T，et al.Identification of the geographical origin of pumpkin seed oil by the use of rare earth elements and discriminant analysis［J］.Food chemistry，2010，123（4）：1303-1309.

［43］唐偲雨，刘毅，王晶，等.重庆地区茶叶矿质元素产地特性研究［J］.食品学报，2013，34（2）：227.

［44］聂刚，梁灵，李忠宏，等.陕南茶叶稀土元素产地特征研究［J］.中国稀土学报，2014，32（6）：758-763.

［45］范文来，徐岩.应用GC-FID和聚类分析比较四川地区白酒原酒与江淮流域白酒原酒［J］.酿酒科技，2007，11：75-78.

［46］Dıraman H，Saygı H，Hıs，ıl Y.Geographical classification of Turkish virgin olive oils from the Aegean region for two harvest years based on their fatty acid profiles［J］.Journal of the American Oil Chemists’Society，2011，88（12）：1905-1915.

［47］Longobardi F，Ventrella A，Casiello G，et al.Characterisation of the geographical origin of Western Greek virgin olive oils based on instrumental and multivariate statistical analysis［J］. Food Chemistry，2012，133（1）：169-175.

［48］石明明，唐欣，李晓，等.陕西省不同产地绿茶中6种活性成分含量的比较［J］.食品科学，2013，34（8）：232-235.

［49］马奕颜，郭波莉，魏益民，等.猕猴桃有机成分产地指纹特征及判别分析［J］.中国农业科学，2013，46（18）：3864-3870.

［50］马奕颜，郭波莉，魏益民，等.猕猴桃有机成分地域指纹信息的稳定性研究［A］.中国食品科学技术学会.科技与产业对接——CIFST-中国食品科学技术学会第十届年会暨第七届中美食品业高层论坛论文摘要集 ［C］.中国食品科学技术学会，2013：2.

［51］程碧君.基于脂肪酸指纹分析的牛肉产地溯源研究［D］.北京：中国农业科学院，2012.

［52］王颜红，李国琛，张红，等.食品产地溯源技术研究进展［J］.农产品质量与安全，2012（S1）：41-45.

［53］郭波莉，魏益民，潘家荣，等.碳、氮同位素在牛肉产地溯源中的应用研究［J］.中国农业科学，2007，40（2）：365-372.

［54］朱利娜，索有瑞.青海沙棘原汁中微量元素含量的测定及其聚类分析［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2012，40（11）：197-201.

［55］Zhao Y，Zhang B，Chen G，et al.Tracing the geographic origin of beef in China on the basis of the combination of stable isotopes and multielement analysis［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2013，61（29）：7055-7060.

［56］Longobardi F，Casiello G，Sacco D，et al.Characterisation of the geographical origin of Italian potatoes，based on stable isotope and volatile compound analyses［J］.Food Chemistry，2011，124（4）：1708-1713.

［57］Pilgrim T S，Watling R J，Grice K.Application of trace element and stable isotope signatures to determine the provenance of tea（Camelliasinensis）samples［J］.Food Chemistry，2010，118（4）：921-926.

Research progress of chemical methods for geographical origin traceability of agricultural products

XIANG Yang，CHAI Sha-tuo，HAO Li-zhuang，NIU Jian-zhang，ZHANG Xiao-wei，SUN Lu，LIU Shu-jie*
（State Key Laboratory of Cultivating Base of Plateau Grazing Animal Nutrition and Ecology of Qinghai Province，Key Laboratory of Plateau Grazing Animal Nutrition and Feed Science of Qinghai Province，Qinghai Plateau Yak Research Center，Qinghai Academy of Science and Veterinary Medicine，Xining 810016，China）

In recent years，stable isotope fingerprinting，mineral elements fingerprinting and organic compound fingerprinting were considered to be effective methods of origin traceability of plant-derived agricultural products. This article reviewed the application of the technologies in plant-derived agricultural products.It would provide a reference for the origin traceability study of agricultural products.

stable isotope；mineral element；organic compound；geographical origin traceability

TS201.1

A

1002-0306（2015）20-0371-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.20.068

2015－03－20

项洋（1988-），女，硕士研究生，研究方向：食品安全，E-mail：chaorenxy@163.com。

刘书杰（1966-），男，研究员，研究方向：反刍动物营养与生产，E-mail：mkylshj@126.com。

国家重点基础研究发展计划（973项目）（2012CB722906）；国家“十二五”科技支撑计划（2012BAD13B01）资助；青海省重大科技平台建设项目（2011-Z-Y12A，2012-Z-Y08）。