穩(wěn)定同位素在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的研究進(jìn)展

1、    穩(wěn)定同位素在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的研究進(jìn)展    趙哲 王嘉瑜 伍子豪 張?zhí)?趙燕 摘要    穩(wěn)定同位素質(zhì)譜技術(shù)準(zhǔn)確度很高，根據(jù)元素穩(wěn)定同位素在產(chǎn)品中比例的不同，可以實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源、辨別農(nóng)產(chǎn)品真?zhèn)?、判斷污染物來源、成礦年代追溯等目的。本文分別從植物產(chǎn)品和動物產(chǎn)品2個方面介紹了輕同位素及礦物元素（以鍶為例）在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的研究進(jìn)展，重點圍繞碳、氮、氫、氧和鍶穩(wěn)定同位素在產(chǎn)地溯源中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。穩(wěn)定同位素溯源將會不斷完善和發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、生態(tài)、法醫(yī)、考古等領(lǐng)域。關(guān)鍵詞    穩(wěn)定同位素;技術(shù);農(nóng)產(chǎn)品;溯源

2、    s513            a           1007-5739（2019）10-0213-05abstract    stable isotope technique is characterized by high accuracy.according to the different ratios of stable isotopes of elements in products，traceability an

3、d distinguish authenticity of agricultural products，determination of source of pollutants and dating of mineralization can be achieved.in this paper，the research progress of light isotopes especially carbon、nitrogen，、oxygen、hydrogen and mineral elements（strontium as an example）in traceability of agr

4、icultural products was introduced from the aspects of plant products and animal products.stable isotope traceability will be constantly improved and developed，and widely used in geology，ecology，forensic science，archaeology and other fields.key words    stable isotope;technique;agricultural

5、 products;origin traceability隨著貿(mào)易的全球化，近年來我國農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口量不斷增加，但同時也發(fā)生一些食品安全問題。為保護(hù)優(yōu)質(zhì)特色農(nóng)產(chǎn)品，消除國際貿(mào)易壁壘，實行農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源迫在眉睫。穩(wěn)定同位素技術(shù)有準(zhǔn)確度高、無污染、靈敏度高等特性，近年來得到了長足的發(fā)展與廣泛的應(yīng)用。本文重點介紹了穩(wěn)定同位素在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的研究進(jìn)展，旨在推動穩(wěn)定同位素溯源技術(shù)體系的建立，并促進(jìn)穩(wěn)定同位素與其他溯源技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價及保護(hù)消費者健康的目的。1    輕穩(wěn)定同位素在農(nóng)產(chǎn)品溯源的應(yīng)用1.1    植物產(chǎn)品2005年以前，利用穩(wěn)定同位素進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)

6、品溯源研究主要集中在歐洲一些國家。近10年來，作為糧食主產(chǎn)區(qū)的亞洲國家，特別是東南亞國家也開始了一系列穩(wěn)定同位素的溯源研究。對于植物產(chǎn)品，利用單一的碳同位素、氮同位素或氧同位素對產(chǎn)地進(jìn)行溯源很少能夠得到滿意的結(jié)果，而將24種穩(wěn)定同位素相結(jié)合可大大提升成功率。1.1.1    大米。大米作為重要主糧之一，不同產(chǎn)地由于氣候等條件的差異，導(dǎo)致口感、營養(yǎng)價值等差異較大，從而有必要對優(yōu)勢產(chǎn)地的大米產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)地和真?zhèn)嗡菰?。suzuki等1測定了14個地區(qū)（美國1個、澳大利亞1個、日本12個）大米的13c、15n和18o比值，利用同位素比質(zhì)譜對大米的地域來源進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)利用氮同位素或

7、氧同位素可以將日本與其他地區(qū)的樣品區(qū)分開，且日本各地大米中18o、13c和15n也有差別，這對快速常規(guī)地分析大米的地理來源有潛在的應(yīng)用價值。隨后korenaga等2也采樣分析了日本、美國和澳大利亞的大米，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用碳、氮、氧3種穩(wěn)定同位素可以清楚地將日本、美國和澳大利亞的大米區(qū)分開。2015年，nishida等3對日本秋田縣大森市和橫野市的農(nóng)田及大森市的試驗田的有機(jī)水稻、常規(guī)水稻和土壤樣品中15n進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)水稻中15n的比值可以很好地反映土壤中15n的比值，且有機(jī)水稻中15n比值高于普通水稻以及不施氮肥的土壤。因此，利用水稻與土壤中15n的比值有助于區(qū)分有機(jī)水稻和常規(guī)水稻。我國對大米的產(chǎn)地

8、和種植方式研究也逐漸展開，且取得了不錯的成效。鐘  敏等4采集了中國6個省份10份大米樣品（黑龍江3份、遼寧3份、河南1份、江蘇1份、湖南1份、海南1份），測得大米中13c值為-28.3-26.0（均值在 -27.0左右），15n值為1.14.1（均值在2.4左右），13c值波動較小，15n值波動較顯著，且北方省份遼寧和黑龍江的大米13c均值為-26.7，高于南方省份江蘇、湖南和海南的-27.2。將我國與外國大米的穩(wěn)定同位素比值進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，以13c作為單一變量聚類效果并不明顯，而選用13c和15n作為共同變量對大米產(chǎn)地溯源進(jìn)行分析能夠取得較好結(jié)果。袁玉偉等5采用26種元素

9、（碳、氮、氫、氧等）的穩(wěn)定同位素對綠色水稻和常規(guī)水稻的有機(jī)生長進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)有機(jī)化肥中氮揮發(fā)導(dǎo)致13c吸收比15n多，因而有機(jī)水稻要比綠色或傳統(tǒng)水稻消耗更多的13c。1.1.2    小麥。2002年，brescia等6測定了意大利、加拿大、土耳其、澳大利亞等小麥樣品中碳、氧和氮同位素比值，發(fā)現(xiàn)同位素的組成與地理來源有關(guān)，證實了同位素含量與緯度的關(guān)系。2003年，branch等7主要進(jìn)行了不同大洲的小麥樣品區(qū)分，研究發(fā)現(xiàn)，利用13c可以區(qū)分來自美國、加拿大和歐洲3個地區(qū)的小麥樣品。2015年，luo等8測定了來自中國江蘇省和山東省，澳大利亞，美國及加拿大的小麥樣品的穩(wěn)定同

10、位素比值，其中13c值分布在-25.647-22.326，15n值分布在1.8597.712之間，并且15n值澳大利亞>美國>江蘇>山東>加拿大。因此，將13c和15n結(jié)合可明顯區(qū)分不同地域的小麥樣品。同時，穩(wěn)定同位素還可以將臨近區(qū)域的不同基因型的小麥進(jìn)行區(qū)分。2015年，劉宏艷等9在河南、河北與陜西等3個試驗點種植了10種不同基因型的小麥，發(fā)現(xiàn)不同基因型小麥之間13c比值差異較大，15n和2h在不同基因型小麥間無明顯差異。隨后，在2017年，劉宏艷等10又在河南、河北及陜西3個試驗點分別種植了3種基因型的小麥（邯6172、衡5229、周麥16），分析全麥粉及其制粉產(chǎn)品

11、中13c和15n比值。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳同位素隨海拔的增高而增大，氮同位素主要受化肥中氮同位素組成影響，各類制粉產(chǎn)品中碳氮同位素均有極高的相關(guān)性，且不同種類制粉產(chǎn)品中碳氮同位素也有極高的相關(guān)性。小麥中碳氮同位素均具有地域特征且變化趨勢一致，可用于小麥的溯源。1.1.3    茶葉。茶葉起源于中國，作為保健飲品已有四五千年的歷史。但我國市面上卻出現(xiàn)以次充好的現(xiàn)象，且難以區(qū)分，因而需要對茶葉進(jìn)行區(qū)別與溯源。茶葉的溯源方法有多種，起初有近紅外光譜法，隨后依次出現(xiàn)了高效液相色譜法、icp-ms法測定礦物元素含量和穩(wěn)定同位素比值法。2010年，pilgrim等11采集了來自中國、臺灣、

12、斯里蘭卡和印度的綠茶、黑茶和烏龍茶，測定了其中13c、15n和2h的比值及微量元素的含量。利用3個判別函數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)前2個函數(shù)可以將樣品區(qū)分為斯里蘭卡、印度和中國與臺灣3個部分，第一與第三個函數(shù)則可以將中國與臺灣的樣品明顯區(qū)分。因此，利用這3個函數(shù)對樣品區(qū)分成功率高達(dá)97.6%。之后又對印度三大產(chǎn)區(qū)茶葉進(jìn)行分析，成功區(qū)分了三大產(chǎn)區(qū)的茶葉。我國作為茶葉生產(chǎn)的主要國家，近年來也有許多關(guān)于穩(wěn)定同位素進(jìn)行茶葉溯源的研究，且取得了不錯的成效12。針對茶葉，穩(wěn)定同位素技術(shù)主要應(yīng)用在產(chǎn)地溯源研究，研究對象包括了不同種類的茶葉產(chǎn)品：綠茶、黑茶、烏龍、龍井茶、扁形茶等。張  龍等13采集了我國多地

13、（安徽、重慶、福建、廣東、廣西、海南、湖北、河南、四川、山東、云南和浙江）綠茶、黑茶和烏龍茶樣本，測定其中13c和15n比值，分析發(fā)現(xiàn)氮同位素的主要影響因素是土壤。通過13c 和 15n 交叉檢驗，大部分省的樣品沒有被完全分開。因此，我國茶葉溯源的研究需要與其他判別技術(shù)（如礦物質(zhì)元素分析）相結(jié)合。袁玉偉等14測定了福建、山東和浙江三省的烏龍茶中13c、15n、2h和18o比值，結(jié)合茶葉中礦物質(zhì)元素的測定結(jié)果進(jìn)行線性判別分析主成分分析判別研究，三省產(chǎn)地的判別準(zhǔn)確率高達(dá)99%。王潔15測定了山東、四川、浙江和貴州的扁形茶中13c、15n、2h和18o的比值，發(fā)現(xiàn)同位素比值呈一定的區(qū)域性差異。15n

14、比值受土壤含氮量的影響，故施肥等措施會影響茶葉所攜帶的當(dāng)?shù)丨h(huán)境差異。2h和18o均有由沿海到內(nèi)陸逐漸降低的趨勢。ni等16將采集到的茶葉分為西湖龍井、其他龍井和非龍井3個產(chǎn)區(qū)，利用13c、15n、2h和18o對西湖龍井與其他茶葉進(jìn)行了區(qū)分，發(fā)現(xiàn)其中13c是分離西湖龍井的主要因子。1.1.4    葡萄酒。由于葡萄酒的價格高昂，而且不同產(chǎn)地的酒莊產(chǎn)品價格差異數(shù)十甚至數(shù)百倍。因此，穩(wěn)定同位素技術(shù)在葡萄酒產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源研究較早，而且技術(shù)應(yīng)用更加成熟。在早期的穩(wěn)定同位素溯源研究中，圍繞葡萄酒的研究僅限于分析全成分的13c和18o。1976年，sano等17嘗試將氣相色譜與同位素比率

15、質(zhì)譜儀結(jié)合使用，即為gc-c-irms法，省去了復(fù)雜的前處理過程，不會引入雜質(zhì)且能對葡萄酒中微量揮發(fā)性單一物質(zhì)的碳同位素比值進(jìn)行測定。remaud等18在1992年利用核磁共振氫譜（2h-nmr）和穩(wěn)定同位素技術(shù)能夠?qū)ζ咸丫浦型饧犹窃催M(jìn)行有效地鑒別。magdas等19測定了羅馬尼亞3個葡萄品種（fa、fr、cs）釀造的不同年份（2002年、2003年、2004年、2007年、2008年）的葡萄酒中同位素指紋（13c、18o），發(fā)現(xiàn)13c的值（-26.22-25.11）變化范圍很小，但是18o值（-2.603.28）的差異很大，是由不同地區(qū)之間的氣候造成的，不同年份之間差別更明顯。因此，18o可

16、以作為判別不同產(chǎn)地和年份葡萄酒的主要指標(biāo)。我國在這方面的研究較晚，始于2010年前后。李學(xué)民等20用液相色譜-同位素比質(zhì)譜法（lc-irms）測定了乙醇和甘油的13c值。隨后又在第一篇文章的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗，發(fā)表了元素分析-同位素比質(zhì)譜法測定葡萄酒中乙醇13c值21一文，為鑒別葡萄酒真假奠定了理論基礎(chǔ)。江  偉等22利用點特異天然同位素分餾核磁共振技術(shù)（snif-nmr）和同位素比質(zhì)譜儀（irms）技術(shù)測定了我國河北昌黎、山東煙臺、河北沙城及寧夏賀蘭山東麓4個產(chǎn)區(qū)的赤霞珠葡萄釀造的葡萄酒中13c、2h和18o，發(fā)現(xiàn)單獨利用任意一種同位素對產(chǎn)地的鑒別效果都不明顯，而將3種同位素結(jié)合，能1

17、00%區(qū)分四大產(chǎn)區(qū)的葡萄酒。吳浩23利用氣相色譜-燃燒-穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜法（gc-c-irms）測量了4個產(chǎn)地的54個樣品（法國10個、美國13個、澳大利亞19個、中國12個）中多種揮發(fā)成分（如乙醇、乙酸等），與ea-irms測定相比測定不同，樣品的差異值均在0.5以內(nèi)。利用氣相色譜-燃燒-穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜法（gc-c-irms）法能快速、準(zhǔn)確地測定葡萄酒揮發(fā)成分中碳穩(wěn)定同位素比值，對4個國家的葡萄酒進(jìn)行了有效區(qū)分，預(yù)期該技術(shù)可以應(yīng)用于葡萄酒造假鑒別。1.2    動物產(chǎn)品穩(wěn)定同位素對牛肉，羊肉和雞肉等進(jìn)行產(chǎn)地溯源在國外開始較早。我國近些年的研究也在逐步增多，具體見表1

18、。地理環(huán)境、飼料和飲水等不同，不同地區(qū)牲畜體內(nèi)的穩(wěn)定同位素含量會隨之產(chǎn)生一定差異。因此，可利用穩(wěn)定同位素進(jìn)行產(chǎn)地溯源。近些年國內(nèi)也逐漸出現(xiàn)了相關(guān)報道。1.2.1    牛肉。boner等24分析了德國、阿根廷和智利有機(jī)牛肉中碳、氫、氧、氮、硫穩(wěn)定同位素的比值，發(fā)現(xiàn)2h/1h和18o/16o比值明顯相關(guān)，且2個比值均由北向南降低。分析n和s的穩(wěn)定同位素比值發(fā)現(xiàn)，34s/32s大于8.5的為阿根廷血統(tǒng)，低于4.8為德國血統(tǒng);75%的阿根廷樣本15n/14n在5.9以上，75%的德國樣本在6.1以下。因此，2h/1h和18o/16o比值是確認(rèn)地域來源的主要工具。heaton等25

19、利用同位素比質(zhì)譜儀（irms）和電感耦合等離子體質(zhì)譜（icp-ms）分析了來自世界主要牛產(chǎn)區(qū)（歐洲、美國、南美、澳大利亞和新西蘭）的牛肉樣品，利用不同種類的穩(wěn)定同位素可不同程度地確定牛肉的來源。2008年，nakashita等26檢測分析了澳大利亞、美國和日本牛肉中碳、氮和氧同位素，發(fā)現(xiàn)碳、氮和氧同位素既可以用于鑒別不同國家的牛肉，又可用于鑒別日本不同地區(qū)的牛肉，對于日本內(nèi)部4個采樣地點的牛肉樣品進(jìn)行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氧同位素的比值由南向北逐漸降低。因此，應(yīng)用穩(wěn)定同位素不僅可以對不同國家的牛肉樣品來源進(jìn)行識別，對同一國家內(nèi)部不同產(chǎn)地的牛肉也可以識別。我國是牛肉生產(chǎn)和消費大國，牛肉的產(chǎn)地對牛肉價格

20、和風(fēng)味具有一定影響。2010年，我國的學(xué)者也逐步將多種穩(wěn)定同位素（c、n、h、o）應(yīng)用于國內(nèi)不同產(chǎn)地（吉林、貴州、寧夏、河北、山東、內(nèi)蒙古、山西）的牛肉溯源。郭波莉等27采集了來自吉林、貴州、寧夏、河北4個點的59個牛肉樣本，對牛肉中13c、15n和2h進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，13c的含量在不同地區(qū)有顯著的差異，由高到低依次為吉林、貴州、寧夏、河北，且貴州與河北牛肉中15n含量顯著高于吉林和寧夏，貴州牛肉中2h最高。若用單一元素分析進(jìn)行溯源，氫同位素正確率可達(dá)70%，效果最好;氮同位素效果最差，僅有42%;若用碳、氮、氫3種同位素結(jié)合分析，則正確率可達(dá)93%。2015年，呂  軍等28

21、對山東、內(nèi)蒙古、山西等地的牛肉粗蛋白中穩(wěn)定性同位素碳、氫、氧、氮進(jìn)行了分析及判別處理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古牛肉粗蛋白的13c值與其他2個地區(qū)有顯著差異，這可以在一定程度上反映地區(qū)飼料中c3和c4植物的比例;3個地區(qū)之間15n的差別較大，含量為內(nèi)蒙古>山東>山西，而各地區(qū)之間差異較小，且各地之間13c和15n成正相關(guān)關(guān)系;18o的含量基本相同;2h的值山東最低，而內(nèi)蒙古和山西差距較小。用spss軟件初始分析，整體正確率為96.4%，而交叉分析的整體正確率有所降低，為92.9%。有大量學(xué)者對牛不同組織及飼料和品種的相關(guān)性進(jìn)行了研究，劉澤鑫29測定了陜西省關(guān)中地區(qū)的3個產(chǎn)區(qū)中脫脂牛肉，粗脂肪

22、和牛尾毛中13c和15n的比值，發(fā)現(xiàn)三者中13c的比值成極高的相關(guān)性。同時，飼料對牛尾毛中13c含量的影響遠(yuǎn)大于品種對其影響，而飼料對15n含量影響不明顯。結(jié)合牛尾毛中13c和15n進(jìn)行判別可使整體準(zhǔn)確率達(dá)85%，高于用13c（73%），15n（47%）單獨分析。孫豐梅等30研究了牛不同組織中13c、15n和飼料的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)牛組織中碳同位素主要與飼料有關(guān)，個體差異很小，氮同位素并沒有明顯的變化趨勢，認(rèn)為牛尾毛與其肌肉、脂肪組織中13c高度相關(guān)，因而可以利用牛尾毛代替肌肉進(jìn)行牛肉溯源的研究。而牛肉中18o的含量和引用水中18o的含量有關(guān)。當(dāng)飲用水取自地下或是自來水時，水中18o的值受緯度、海拔

23、、距離海洋遠(yuǎn)近的影響31。因此，碳同位素可以對飼養(yǎng)牛的飼料進(jìn)行區(qū)分，氧同位素可以用來對牛產(chǎn)地進(jìn)行識別。1.2.2    羊肉。利用穩(wěn)定同位素對羊肉溯源最先出現(xiàn)在歐洲，我國該項技術(shù)發(fā)展較晚，在2000年以后才出現(xiàn)相關(guān)報道。piasentier等32研究發(fā)現(xiàn)不同國家的羔羊肉蛋白質(zhì)中13c和15n比值差別明顯，脂肪中13c比值也有較大差距。sacco等33利用常規(guī)分析和穩(wěn)定同位素分析對意大利阿普利亞區(qū)的羔羊肉進(jìn)行產(chǎn)地溯源，發(fā)現(xiàn)羔羊肉品種間氮同位素比值差異顯著，并通過光譜測定、穩(wěn)定同位素分析和核磁共振獲得了較為穩(wěn)健的分類陽離子模型。camin等34測得奧地利、法國、英國等地羊肉中碳

24、、氮、氫、硫同位素，利用線性判別分析和主成分分析等方法處理數(shù)據(jù)，認(rèn)為基于上述4種穩(wěn)定同位素的線性判別分析是可靠的分析來源。孫淑敏等35對山東菏澤、重慶市及內(nèi)蒙古3個牧區(qū)的羊肉、羊頸毛及其飼料產(chǎn)品進(jìn)行了取樣分析，發(fā)現(xiàn)脫脂羊肉、羊頸毛及粗脂肪中13c的值相關(guān)系數(shù)在0.820.87之間，相關(guān)性極其顯著，說明羊組織13c值與飼料13c值高度相關(guān)。而15n值與動物飼料和生長環(huán)境均存在一定的關(guān)系，且由于同一地域飼料中15n值范圍很廣，故不同地域飼料的15n值交叉嚴(yán)重，但牧區(qū)間15n值相較于農(nóng)間穩(wěn)定許多。同時發(fā)現(xiàn)羊肉中2h值明顯高于飲用水，并符合生物體中2h值隨緯度的升高和距海洋距離的增加而降低的變化規(guī)律。

25、利用15n和2h指標(biāo)組合已經(jīng)可以使溯源正確率高達(dá)99.7%，而15n、13c和2h 3個指標(biāo)結(jié)合并沒有使正確率有所上升，說明15n值和2h值能很好地反映地域來源信息。1.2.3    雞肉。20002017年，全球雞肉總消費量、產(chǎn)量穩(wěn)步上升。我國作為三大雞肉生產(chǎn)國之一，人均雞肉消費水平較低，因而未來增長空間較大。推動雞肉消費，前提是要維持好市場秩序，實施雞肉質(zhì)量監(jiān)管，產(chǎn)地溯源即為一種有效的方法。瘋牛病在歐洲引起了巨大恐慌，而牛肉骨粉（mbm）被廣泛應(yīng)用于動物飼料中。因此，人們開始研究瘋牛病是否會通過以mbm為飼料的家禽傳給人類。2006年，carrijo等36飼養(yǎng)了150只

26、雛雞，分為5組，飼料中牛肉骨粉（mbm）含量分別添加0、1%、2%、4%和8%。測定胸肌中13c和15n的比值，發(fā)現(xiàn)各組間13c和15n的比值有顯著差異。因此，通過肉雞肌肉組織的同位素分析，可以追蹤到飼料中有牛肉和骨粉的存在。zhao等37研究發(fā)現(xiàn)，來自相同地區(qū)的有機(jī)雞和普通雞的碳氮穩(wěn)定同位素比值存在顯著差異，其中北京有機(jī)雞的13c為-18.03，北京普通飼養(yǎng)方式的雞肉的13c為 -19.51，初步判斷是有機(jī)雞飼料中的c4植物如玉米的比例較高;北京有機(jī)雞的15n為3.75，北京普通飼養(yǎng)方式的雞肉的15n為2.39，這主要是由于有機(jī)飼料中不存在化肥，從而氮穩(wěn)定同位素比值較高。另外將多種礦物元素和

27、穩(wěn)定同位素結(jié)合，可以將不同產(chǎn)地的有機(jī)雞區(qū)分開，也說明在進(jìn)行穩(wěn)定同位素研究有機(jī)產(chǎn)品識別時，應(yīng)充分考慮地域?qū)Ψ€(wěn)定同位素比值的影響。王慧文38研究了雞的不同部位中穩(wěn)定同位素碳、氮、氫、氧和硫等與飼料、飲水的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)雞肉中13c比值與飼料中13c有很強(qiáng)的相關(guān)性，且飼料中c3植物和c4植物的比是決定13c比值的主要因素。而飼料與雞肉中15n的含量均無規(guī)律可循。不同地區(qū)飲水中18o值差異很大，隨著緯度的升高，18o值有降低的趨勢，對飼養(yǎng)周期長的生物，還需要考慮季節(jié)的影響。2h受季節(jié)影響較小，與18o相關(guān)性很高，雞肉中2h的值與飲水密切相關(guān)，故可用2h的值計算飲水中18o值，結(jié)合地下水的18o值進(jìn)行雞肉溯

28、源。孫豐梅等39采集了北京、山東、廣東、湖南4個省份不同地區(qū)的雞胸肉，測定了其中穩(wěn)定同位素碳、氮、氫和硫的比值。利用貝葉斯判別分析4種元素，溯源原始正確率為100%，交叉驗證正確率為99.7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于僅用碳同位素溯源（整體評價正確率51.11%）。筆者將文中的引文獻(xiàn)使用的穩(wěn)定同位素農(nóng)產(chǎn)品溯源分析方法總結(jié)如下，見表1。2    礦物元素穩(wěn)定同位素的應(yīng)用2.1    礦物元素穩(wěn)定同位素在農(nóng)產(chǎn)品溯源的應(yīng)用礦物元素同位素也是穩(wěn)定同位素溯源中重要的組成部分，有時僅利用輕同位素對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行溯源難以達(dá)到很理想的效果，此時可利用礦物元素穩(wěn)定同位素或?qū)⒍呓Y(jié)合進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品

29、溯源。鍶同位素在多種農(nóng)產(chǎn)品實驗中往往是重要的區(qū)分指標(biāo)，例如橄欖油40、小麥41和牛肉42等。2.1.1    葡萄酒。葡萄酒中含有多種礦物質(zhì)元素、微量元素及重金屬元素，這些礦物元素主要從種植地的土壤中吸收，因而可以根據(jù)礦物元素存在的差異判斷葡萄酒產(chǎn)地。marisa等43對葡萄酒中鍶同位素的研究中，用srco3標(biāo)準(zhǔn)nist srm-987測定87sr/86sr比值，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于葡萄牙東北部的不同葡萄酒中87sr/86sr比值相同，而與產(chǎn)于葡萄牙中部和東南部沿海地區(qū)的葡萄酒87sr/86sr比值有顯著差異，進(jìn)而說明87sr/86sr比值可以是葡萄酒有價值的指紋。marchionni

30、等44對葡萄酒中鍶同位素比值隨制造過程變化的研究表明，相同產(chǎn)地不同年份的葡萄酒中87sr/86sr比值基本相同，而產(chǎn)地不同時比值差異較大。tescione等45驗證鍶同位素比值作為葡萄酒地理來源示蹤劑應(yīng)用的研究顯示，無論是生物釀酒還是陳釀過程，都不能通過從葡萄到紅酒的生態(tài)食物鏈改變87sr/86sr值。紅葡萄酒的87sr/86sr比值與其葡萄園地質(zhì)基底巖石的87sr/86sr比值直接相關(guān)。2.1.2    茶葉。茶葉中的元素組成與產(chǎn)地和氣候相關(guān)，茶葉的元素組成及穩(wěn)定同位素比例會有地理差異，鍶同位素就是一個很好的地理指標(biāo)，因而可以利用同位素比值差異進(jìn)行茶葉產(chǎn)地溯源。lagad

31、等46采集了印度阿薩姆邦、大吉嶺、慕納爾和坎格拉的印度茶和土壤樣品，測定其中87sr/86sr和13c/12c發(fā)現(xiàn)，13c是慕納爾和坎格拉茶極好的地理指標(biāo)，且87sr/86sr比值與土壤變化一致。87sr/86sr、13c/12c和鍶濃度結(jié)合，對茶的不同產(chǎn)地進(jìn)行了有效區(qū)分。王  潔等47對龍井茶產(chǎn)地溯源的研究中，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（icp-ms），電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（icp-aes）和元素分析儀-穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀（ea-irms）測定了51種元素的含量及18種元素同位素比率，并采用正交偏最小二乘判別分析（opls-da）、費歇判別法（flda）、決策樹和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

32、4種方法對茶葉產(chǎn)地進(jìn)行了辨別，正確率達(dá)到92%以上。王潔15對扁形茶產(chǎn)地溯源的研究顯示，扁形茶中87sr/86sr比值在產(chǎn)地不同時差異十分顯著，該比值隨緯度增大而增大。另外，不同產(chǎn)地扁形茶的稀土元素總含量不同，在調(diào)查樣本范圍內(nèi)呈現(xiàn)山東>浙江>貴州>黎平>四川的趨勢。童成英等48對茶葉產(chǎn)地與品質(zhì)與元素同位素關(guān)系進(jìn)展的研究表明，茶葉中87sr/86sr比值受季節(jié)、氣候等外界因素影響小，而因不同地區(qū)成土母質(zhì)類型不同而存在差異，海陸距離也會導(dǎo)致87sr/86sr比值不同。3    結(jié)語利用輕元素（氫、碳、氮、氧、硫）的穩(wěn)定同位素分析食品真實性已逾40年，而在

33、1995年后，穩(wěn)定同位素分析在動物產(chǎn)品地理來源方面的應(yīng)用也越來越多，應(yīng)用品種越來越廣泛49-50。我國同位素溯源技術(shù)正在由單一同位素向多種同位素結(jié)合發(fā)展，與此同時溯源的成功率也不斷提升，但相較于國外，我國的穩(wěn)定同位素溯源技術(shù)還相對滯后。穩(wěn)定同位素技術(shù)既可以對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行溯源，也可以鑒別真?zhèn)?，追溯動物品種、飼料等。除此以外，穩(wěn)定同位素溯源技術(shù)還可廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、生態(tài)、法醫(yī)、考古等更多的領(lǐng)域。由此可知，穩(wěn)定同位素溯源技術(shù)還有很大的潛力，將來一定會成熟并推廣。4    參考文獻(xiàn)1 suzuki y，chikaraishi y，ogawa n o，et al.geographical

34、 origin of polished rice based on multiple element and stable isotope analysesj.food chemistry，2008，109（2）：470-475.2 korenaga t，musashi m，nakashita r，et al.statistical analysis of rice samples for compositions of multiple light elements（h，c，n，and o）and their stable isotopesj.analytical sciences，2010

35、，26（8）：873-878.3 nishida m，sato y.characteristics of the relationship between natural 15n abundances in organic rice and soilj.plant production science，2015，18（2）：180-186.4 鐘敏.用碳氮穩(wěn)定同位素對大米產(chǎn)地溯源的研究d.大連：大連海事大學(xué)，2013 .5 yuan y，zhang w，zhang y，et al.differentiating organically farmed rice from conventional

36、 and green rice harvested from an experimental field trial using stable isotopes and multi-element chemometricsj.journal of agricultural and food chemistry，2018，66（11）：2607-2615.6 brescia m a.differentiation of the geographical origin of durum wheat semolina samples on the basis of isotopic composit

37、ionj.rapid commun-ications in mass spectrometry，2002，16（24）：2286-2290.7 branch s，burke s，evans p，et al.a preliminary study in determi-ning the geographical origin of wheat using isotope ratio inductively coupled plasma mass spectrometry with 13c，15n mass spectrometryj.journal of analytical atomic sp

38、ectrometry，2003，18（1）：17-22.8 luo d.the application of stable isotope ratio analysis to determine the geographical origin of wheatj.food chemistry，2015，174：197-201.9 liu h y.effects of region，genotype，harvest year and their interactions on delta 13，delta 15n and delta d in wheat kernelsj.food chemis

39、try，2015，171：56-61.10 劉宏艷，郭波莉，魏帥，等.小麥制粉產(chǎn)品穩(wěn)定碳、氮同位素組成特征j.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017（3）：556-563.11 pilgrim t s，watling r j，grice k.application of trace element and stable isotope signatures to determine the provenance of tea（camellia sinensis）samplesj.food chemistry，2010，118（4）：921-926.12 zhang j，yang r d，chen r，et a

40、l.multielemental analysis associated with chemometric techniques for geographical origin discrimination of tea leaves（camelia sinensis）in guizhou province sw chinaj.molec-ules， 2018，23（11）：76-79.13 張龍.植源性農(nóng)產(chǎn)品溯源以及鑒別技術(shù)研究d.杭州：浙江大學(xué)，2012.14 袁玉偉，張永志，付海燕，等.茶葉中同位素與多元素特征及其原產(chǎn)地pca-lda判別研究j.核農(nóng)學(xué)報，2013，27（1）：47-55

41、.15 王潔.基于穩(wěn)定同位素比率與礦質(zhì)元素指紋的扁形茶產(chǎn)地溯源技術(shù)研究d.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2016.16 ni k，wang j，zhang q，et al.multi-element composition and isotopic signatures for the geographical origin discrimination of green tea in china：a case study of xihu longjingj.journal of food composition and analysis，2018，67：104-109.17 dagley m，mcc

42、onville m.dexsi：a new tool for the rapid quanti-tation of 13c-labelled metabolites detected by gc-msj.bioinformatics，2018.18 g？魪rald r，claude g，claude v.a coupled nmr and ms isotopic method for the authentication of natural vinegarsj.fresenius journal of analytical chemistry，1992，342（4/5）：457-461.19

43、 magdas d a，cuna s，cristea g，et al.stable isotopes determinat-ion in some romanian winesj.isotopes in environmental and health studies，2012，48（2）：345-353.20 李學(xué)民，賈光群，曹彥忠，等.液相色譜-同位素比質(zhì)譜法同時測定葡萄酒中甘油和乙醇的13c值j.色譜，2013，31（12）：1201-1205.21 李學(xué)民，賈光群，王蕾，等.元素分析-同位素比質(zhì)譜法測定葡萄酒中乙醇13c值j.分析化學(xué)，2014，42（1）：99-103.22 江偉，吳

44、幼茹，薛潔.c、h、o同位素分析在葡萄酒產(chǎn)區(qū)鑒別中的應(yīng)用j.食品科學(xué)，2016，37（6）：166-171.23 吳浩，謝麗琪，靳保輝，等.氣相色譜-燃燒-同位素比率質(zhì)譜法測定葡萄酒中5種揮發(fā)性組分的碳同位素比值及其在產(chǎn)地溯源中的應(yīng)用j.分析化學(xué)，2015（3）：344-349.24 boner m，forstel h.stable isotope variation as a tool to trace the authenticity of beefj.analytical and bioanalytical chemistry，2004， 378（2）：301-310.25 heaton

45、 k，kelly s d，hoogewerff j，et al.verifying the geogr-aphical origin of beef：the application of multi-element isotope and trace element analysisj.food chemistry，2008，107（1）：506-515.26 nakashita r.stable carbon，nitrogen，and oxygen isotope analysis as a potential tool for verifying geographical origin o

46、f beefj.analytica chimica acta，2008，17（1）：148-152.27 郭波莉，魏益民，魏帥.多同位素對牛肉產(chǎn)地來源的判別分析c/ 2010年第三屆國際食品安全高峰論壇.北京：北京食品學(xué)會，2010.28 呂軍，王東華，楊曙明，等.利用穩(wěn)定同位素進(jìn)行牛肉產(chǎn)地溯源的研究j.農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全，2015（3）：32-36.29 劉澤鑫.關(guān)中地區(qū)牛肉產(chǎn)地同位素溯源技術(shù)的研究d.無錫：江南大學(xué)，2008.30 孫豐梅，于洪俠，石光雨，等.牛組織中穩(wěn)定性同位素碳、氮隨飼料變化的研究j.分析測試學(xué)報，2009，28（3）：310-314.31 孫豐梅，石光雨，王慧文，等.穩(wěn)

47、定同位素碳、氮、氧在牛肉產(chǎn)地溯源中的應(yīng)用j.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（7）：275-278.32 piasentier e，valusso r，camin f，et al.stable isotope ratio analysis for authentication of lamb meatj.meat science，2003，64（3）：239-247.33 sacco d，brescia m a，buccolieri a，et al.geographical origin and breed discrimination of apulian lamb meat samples b

48、y means of analytical and spectroscopic determinationsj.meat science，2005，71（3）：542-548.34 camin f，bontempo l，heinrich k，et al.multi-element（h，c，n，s）stable isotope characteristics of lamb meat from different european regionsj.analytical and bioanalytical chemistry，2007，389（1）：309-320.35 孫淑敏，郭波莉，魏益民，

49、等.多種穩(wěn)定性同位素（c、n、h）分析在羊肉產(chǎn)地溯源中的應(yīng)用c/第四屆中國北京國際食品安全高峰論壇.北京：北京食品學(xué)會，2011.36 carrijo a s.traceability of bovine meat and bone meal in poultry by stable isotope analysisj.revista brasileira de ciência avícola，2006，8（1）：63-68.37 zhao y，zhang b，guo b，et al.combination of multi-element and stable isotope analysis improved the traceability of chicken from four provinces of chinaj.cyta-journal of food，2015：1-6.38 王慧文.利用穩(wěn)定同位素進(jìn)行雞肉溯源的研究d.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2007.39 孫豐梅，王慧文，楊曙明.穩(wěn)定同位素碳、氮、硫、氫在雞肉產(chǎn)地溯源中的應(yīng)用研究j.分析測試學(xué)報，2008，27（9）：925-929