青梅不同產地土壤礦質元素差異分析

汪薇　曾曉房　白衛東　王順旺

摘要[目的]分析不同產地土壤礦質元素差異，為青梅產地溯源篩選礦質元素指標。[方法]通過ICPMS檢測從化、陸河和紫金3個地域青梅果園土壤的10種礦質元素的含量（鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、硒、鉛、鉻），并且采用SPSS軟件對各產地的土壤元素進行相關性分析。[結果]鈉、鈣、鐵、鋅和硒可以作為陸河地區的指標元素，而鎂元素、銅元素可對紫金和陸河地區土壤進行判別；利用鉀元素的顯著性差異，可將從化2個不同果園區分出來；而重金屬鉛元素則可作為從化2的指標元素。[結論]土壤礦質元素的差異可以有效區別從化、陸河和紫金3個不同地域青梅土壤。

關鍵詞青梅；土壤；礦質元素；產地溯源

中圖分類號S153.6；TS264.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）22-07370-04

基金項目廣州市科技攻關項目（廣式涼果產地溯源技術研究與示范， 項目編號： 2012J5100055）； 廣東省科技廳省部產學研項目（粵北山區涼果安全生產及綠色加工關鍵技術研究， 項目編號： 2009B090300411）。

作者簡介汪薇（1981-），女，湖北黃岡人，副教授，博士，從事微生物制藥方面的研究。*通訊作者，副教授，博士，從事農產品加工及食品添加劑方面的研究。

收稿日期20140626食品產地溯源和確證是食品安全監管的重要內容，也是地域或特色食品產業可持續發展的重要保障。近年來，食品的地域來源受到各國管理部門和消費者的高度關注。各國紛紛出臺政策保護地區名牌和特色產品[1-3]。但是，在實際生產和流通中，常出現以假亂真、以次充好、以一般食品冒充名優特產品、欺騙消費者的現象，因此特別需要使用科學的技術手段進行監測和檢查，從而保護生產者和消費者的利益。食品產地溯源和確證技術是近年來各國學者研究和發展的一項新技術。它能夠為地理標志產品、地區名優特產品的追溯和甄別提供技術支撐。目前，該技術的研究思路和方法已初步形成，技術體系也在逐步建立[4-5]。常用技術手段包括礦物元素指紋分析[6-7]、穩定性同位素指紋分析[1，8]、近紅外光譜指紋分析[9-10]、有機成分指紋分析[11]以及動物遺傳圖譜分析[12]等，其中礦物元素指紋分析已被證實是食品產地溯源的有效技術手段。

受地質、水和土壤環境因素的影響，不同地域土壤中礦物元素的組成和含量存在差異，導致在不同地域生長的生物體有其各自的礦物元素指紋特征，因此通過分析不同地域產品中礦物元素的特征，便可判定產地來源。目前，礦物元素指紋分析技術已被應用于葡萄酒[7，13]、谷物[6，14-15]、茶葉[16-17]、中藥材[18]、咖啡[19]以及牛肉[20]等產品中。研究表明，該技術在產品地域判別中效果較好，正確判別率甚至能達到100%。廣式涼果是廣東省食品行業中極具代表性的產業，全省曾有3 000多家上規模的涼果生產加工企業，年產值在200億元左右[21-22]，為廣東省水果種植和農村經濟的發展做出了重大貢獻。青梅是廣式涼果重要的原料[23]，在廣東從化、新興、陸河、紫金、普寧等地種植面積較大。筆者選擇從化、陸河和紫金作為地域代表，通過ICPMS（電感耦合等離子體質譜儀）測定青梅產地土壤的礦質元素含量，篩選在地域之間有顯著差異的礦物元素指標，并且利用逐步判別分析、主成分分析和聚類分析等對元素進行篩選和降維處理，確定出對產地溯源有效的指標，以期為以青梅為原料的廣式涼果產地溯源以及保護廣東特色產品、加強涼果安全監管提供基礎數據和科學指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試的土壤樣品分別采自廣州從化、河源紫金、汕尾陸河3個地域的青梅種植園。硝酸購自蘇州晶瑞化學有限公司，優級純；H2O2購自天津大茂化學試劑廠，分析純；ICPMS內標液按照國家標準溶液配制，其中Li、Se、Rh、In、Tb、Lu、Re 30 μg/L，Ge 200 μg/L；超純水由實驗室自制。

土壤分樣篩（100目、10目）購自新鄉市綠聲通用設備制造有限公司；高速中藥粉碎機（102型）購自瑞寶市永歷制藥機械有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG9140A型）購自廣東環凱微生物科技有限公司；微波消解儀（ETHOS One型）購自意大利Milestone公司；電感耦合等離子體質譜儀ICPMS（Agilent 7700x型）購自美國Agilent公司。

1.2試驗方法

1.2.1 土壤采集及預處理。

1.2.1.1土壤采樣。土壤樣品的采集采用五點采樣法[24]。以青梅種植點為中心點，畫一邊長約3 m的正方形，按照正方形的四角、中心點深入地下20 cm處取土壤，每個采樣點共收集約1 kg樣品于自封袋中，編號后貼上標簽，帶回實驗室進行下一步處理。

1.2.1.2土壤取樣。由于混合樣品的數量大，該試驗采取四分法進行取樣。將采集的土壤樣品放在干凈的托盤上弄碎，混合均勻，并且鋪成四方形，劃分對角線，分成4份，保留對角的2份，其余2份棄去。

1.2.1.3土壤預處理。預處理流程如下：樣品→風干→挑揀→一次過篩→研磨粉碎→二次過篩→烘干→冷卻待檢。操作要點：①風干：將土壤樣品弄碎，平鋪在干凈的紙上，攤成薄層，放于室內陰涼通風處風干，經常翻動，加速干燥；②挑揀：剔除土壤以外的進入體，挑去大的石塊、根莖及各種新生體和侵入體；③一次過篩：將風干后的樣品平鋪在制樣板上，全部通過2 mm（10目）孔徑篩，篩去較大顆粒的石塊；④研磨粉碎：將通過2 mm孔徑篩的土樣用四分法分出一半，用102型高速中藥粉碎機粉碎，粉碎機開動3次，每次10 s；⑤二次過篩：經過粉碎機粉碎的土壤樣品用0.149 mm（100目）孔徑篩；⑥烘干：將通過0.149 mm孔徑篩的土壤樣品放在恒溫烘箱中105 ℃ 3 h，將烘干后的土壤樣品放入干燥器中冷卻待檢。

1.2.2 土壤礦質元素檢測。分別精密稱取預處理后的土壤樣品0.150 0 g于聚四氟乙烯管中，主控管約0.200 0 g，加6 ml硝酸、1 ml過氧化氫，主控管多加試劑0.5 ml，每個樣品做3個平行，放置過夜，預消解。隔天將樣品管移入微波消解儀中，消解完成自動冷卻至室溫，消解后得到澄清、透明的溶液，用去離子水洗出樣品，定容到25 ml，搖勻靜置，取3 ml上清液待測。同時，制備空白。 微波消解儀條件為：溫度20～25 ℃，濕度45%～75%。微波消解程序見表1。

ICPMS的工作條件為：環境溫度24 ℃，濕度53%；儀器參數為： RF功率1.35 kW，采樣深度8 mm， 溶液提升量20 r/min，輔助氣流量0.70 L/min， 載氣流量0.85 L/min，掃描方式跳峰， 測量點/峰3，霧化器同心。

在試驗過程中，每個樣品重復測定3次，采用外標法進行定量分析，標準樣品采用Agilent公司的環境標樣。用內標法保證儀器的穩定性，Li、Se、Rh、In、Tb、Lu、Re、Ge是所選擇的內標。當內標元素的RSD（3次重復測定）>5%時，重新測定樣品。

樣品含量（mg/kg）=[（測定值*稀釋倍數-空白值）*定容體積*分取倍數]/稱樣量

1.2.3 數據處理方法。 使用SPSS軟件的Descriptive Statistics分析中的Explore過程對樣品進行探索性分析，采取Twotailed雙尾檢驗對變量進行檢驗，用DPS軟件的Duncan新復極差法對數據進行差異性分析，用SPSS軟件的Correlate相關分析方法中的Bivariate過程對各個元素之間進行相關性分析。