指紋圖譜技術在庫爾勒香梨原產地鑒定中的應用與展望

庫爾勒香梨原產自新疆巴音郭楞蒙古自治州庫爾勒及周邊地區，早在1400年前，就有栽培的記載，是新疆著名、優良、特色果品。其果實肉質細膩、味甜多汁、香味濃郁、營養豐富，具有潤肺、涼心、消炎、止咳以及解毒等作用，維醫、蒙醫常把它作為食療佳品[1]。庫爾勒香梨是我國國家地理標志保護特色林果之一，也是主要的出口梨品種，受到國內外客商及廣大消費者的青睞[2]。

作為新疆特色經濟果林，庫爾勒香梨是庫爾勒及其周邊地區的特色林果支柱產業，其發展狀況直接影響到庫爾勒周圍地區農牧民的經濟收入。

庫爾勒香梨是一種地域性極強的名牌優勢特殊香梨，1996年和2004年先后注冊和獲得了“國家級庫爾勒香梨原產地證明商標”和“庫爾勒香梨地理標志產品”保護。不同產地來源的庫爾勒香梨在化學成分、品質等方面可能存在較大差異。國內有部分學者以庫爾勒香梨的揮發性成分、礦物、金屬元素、有機成分，以及紅外光譜、同位素等方面為切入點，開展以指紋圖譜技術進行庫爾勒香梨產地驗證的研究。庫爾勒香梨指紋圖譜技術的建立，不僅可以用于庫爾勒香梨產地鑒別和確證，還可用于有害物檢測和營養成分分析與評價，對林果產品建立健全可追溯系統，消費者權益保護，促進新疆庫爾勒香梨走向國際市場具有重要的意義。

1 庫爾勒香梨面臨的問題

目前庫爾勒香梨市場存在偽品時有發生，不同產地的香梨冒充庫爾勒香梨和缺乏香梨產地商標意識等問題，因此亟待找到一種高效可行的方法對庫爾勒香梨的原產地進行鑒定。

2 有機成分指紋圖譜分析與建立

有機成分指紋圖譜分析主要是針對產品中的有機營養物質和揮發性成分進行檢測，以建立指紋圖譜進行溯源的技術。鹿保鑫等[3]以有機成分輔助礦物元素建立大豆指紋圖譜，并進行產地溯源，產地判別率達到95%以上。指紋特征產地溯源評價指標主要包括產品自身的蛋白質、氨基酸、脂肪酸、碳水化合物以及香氣成分等，根據組分的差異和比例間的變化來判斷產地和品種來源。

但是，有機成分會受栽培地理氣候環境和儲存保管方式等因素影響。宿勝男等[4]研究了不同貯藏條件下香梨蠟質結構和成分的變化與其耐貯性的關系，發現常溫、冷藏和氣調貯藏條件下蠟質、烷烴、醛、醇、酯和脂肪酸等含量均有變化。杜林笑等[5]研究發現1-MCP處理有助于延長貯藏期間果實的品質。

目前，有機成分指紋圖譜已被廣泛用于白酒[6]、橄欖油[7]、茶[8]等產品的產地溯源中。在庫爾勒香梨溯源方面，CHEN等[9]探討了8種國產梨品種的營養成分特征，結果表明庫爾勒香梨的可溶性固形物、總糖、維生素C含量均高于二宮白梨、鴨梨、五九香梨、京白梨、南果梨、湖南沙梨和碭山梨、。

劉園等[10]采用MTBE-GC-MS法在庫爾勒香梨中共檢測到15種揮發性物質，采用HS-SPME-GCMS法共檢測到98種化合物。以上研究結果均說明庫爾勒香梨具有區別于其他梨種的營養成分和揮發性成分，可通過多種檢測手段建立有機成分的指紋圖譜，并作為庫爾勒香梨原產地鑒定的指標之一。

3 礦物元素和微量元素指紋圖譜分析與建立

香梨的種植環境、土壤、灌溉用水等條件決定了香梨中礦物元素和微量元素的組成和含量。因此，通過檢測不同產地的香梨中礦物元素和微量元素的變化和差異情況，建立指紋圖譜，可實現對庫爾勒香梨原產地的溯源。但是，單一元素易受到香梨種植和儲存過程中的人為影響，因此需要進行多個元素的綜合分析。

目前，礦物元素和微量元素指紋圖譜分析技術已在谷物[11]、酒類、茶葉[12]以及羊肉[13]等中得到了廣泛的應用，并取得了一定的效果。

在庫爾勒香梨應用方面，位杰等[14]對6個庫爾勒香梨品種果實的鈣、氮、磷、鎂等礦質元素進行分析，發現梨果實中各種礦質元素對品質指標的影響存在一定的差異。閆娜娜等[15]研究了不同地區香梨元素情況，發現地理標識區所產的庫爾勒香梨中Na、K、Ca和P等9種元素含量顯著高于非地理標識區，庫爾勒產區土壤中K、Ca、Ce、La、Zn和Cd等元素含量顯著高于酒泉產區和阿克蘇產區。

以上研究結果均說明庫爾勒香梨礦物元素和微量元素與其他產區的香梨之間存在顯著差異，采用多元素綜合分析，結合土壤元素遷移率，可作為原產地鑒定的指標之一。

4 同位素指紋圖譜分析技術及應用現狀

穩定同位素技術可用于林果作物的溯源，其原理主要是生物體內穩定同位素差異。生物體內的同位素自然豐度受其在氣候、地形、土壤等自然條件和自身代謝的影響。這種差異攜帶環境特征信息，作為一種“同位素特異性指紋”，可以反映生物體所處的環境條件，從而實現不同地域來源區分[16]。在農產品產地溯源中，常用的穩定同位素有碳、氮、氫、氧、硫和鍶等。穩定性同位素指紋圖譜無法人為修改，因此被認為是目前最有效的一種產地判別的技術手段。

目前，同位素指紋圖譜分析技術已被廣泛應用于谷物[11]、酒類、茶葉[12]以及羊肉[13]等中，并取得了一定的效果。

在庫爾勒香梨原產地鑒定方面，趙多勇等[17]驗證了碳、氮、氫和氧穩定同位素鑒別庫爾勒香梨產地應用，新疆產區的66份庫爾勒香梨判別準確率為95.45%；甘肅產區的20份香梨樣品判別準確率為60%；陜西產區的23份紅香酥梨樣品判別準確率為95.65%。碳、氮、氫和氧4種可有效鑒別新疆庫爾勒香梨和陜西紅香酥梨，但在新疆庫爾勒香梨與甘肅香梨鑒別方面，誤判率較高，如果能結合其他鑒別技術，則有可能出現較好的鑒別效果。

5 指紋圖譜技術在庫爾勒香梨原產地鑒定中應用的展望

目前對于指紋圖譜技術應用于庫爾勒香梨原產地鑒定已有一定基礎，但需形成系統、高效、便捷的評價標準和技術方法，仍需進行大量工作。需要進一步分析礦物、金屬元素指紋圖譜、同位素指紋分析以及有機成分指紋圖譜等的優勢和劣勢，選擇最具代表性的指標，開發出成本低廉、靈敏度高、檢測速度快、簡單易行以及能夠不斷更新的原產地鑒定技術，規范庫爾勒香梨市場，填補庫爾勒原產地鑒定市場空缺，預防以假亂真市場現象，提高“庫爾勒香梨”區域品牌市場地，為庫爾勒原產地香梨品牌保駕護航。

6 結語

指紋圖譜技術在農產品的原產地鑒定的意義已被證實是十分有必要的，并且是十分可行的。針對庫爾勒香梨的原產地保護工作，將多種指紋圖譜結合起來，建立標準化、可靠化、快速化、便捷化是基于指紋圖譜的庫爾勒香梨原產地鑒定技術未來的重要發展方向。