青梅不同產(chǎn)地土壤礦質(zhì)元素差異分析

汪薇　曾曉房　白衛(wèi)東　王順旺

摘要[目的]分析不同產(chǎn)地土壤礦質(zhì)元素差異，為青梅產(chǎn)地溯源篩選礦質(zhì)元素指標(biāo)。[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(zhì)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(chǎn)地的土壤元素進(jìn)行相關(guān)性分析。[結(jié)果]鈉、鈣、鐵、鋅和硒可以作為陸河地區(qū)的指標(biāo)元素，而鎂元素、銅元素可對紫金和陸河地區(qū)土壤進(jìn)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(qū)分出來；而重金屬鉛元素則可作為從化2的指標(biāo)元素。[結(jié)論]土壤礦質(zhì)元素的差異可以有效區(qū)別從化、陸河和紫金3個不同地域青梅土壤。

關(guān)鍵詞青梅；土壤；礦質(zhì)元素；產(chǎn)地溯源

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

基金項目廣州市科技攻關(guān)項目（廣式?jīng)龉a(chǎn)地溯源技術(shù)研究與示范， 項目編號： 2012J5100055）； 廣東省科技廳省部產(chǎn)學(xué)研項目（粵北山區(qū)涼果安全生產(chǎn)及綠色加工關(guān)鍵技術(shù)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(nóng)產(chǎn)品加工及食品添加劑方面的研究。

收稿日期20140626食品產(chǎn)地溯源和確證是食品安全監(jiān)管的重要內(nèi)容，也是地域或特色食品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)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(guān)注。各國紛紛出臺政策保護(hù)地區(qū)名牌和特色產(chǎn)品[1-3]。但是，在實際生產(chǎn)和流通中，常出現(xiàn)以假亂真、以次充好、以一般食品冒充名優(yōu)特產(chǎn)品、欺騙消費者的現(xiàn)象，因此特別需要使用科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行監(jiān)測和檢查，從而保護(hù)生產(chǎn)者和消費者的利益。食品產(chǎn)地溯源和確證技術(shù)是近年來各國學(xué)者研究和發(fā)展的一項新技術(shù)。它能夠為地理標(biāo)志產(chǎn)品、地區(qū)名優(yōu)特產(chǎn)品的追溯和甄別提供技術(shù)支撐。目前，該技術(shù)的研究思路和方法已初步形成，技術(shù)體系也在逐步建立[4-5]。常用技術(shù)手段包括礦物元素指紋分析[6-7]、穩(wěn)定性同位素指紋分析[1，8]、近紅外光譜指紋分析[9-10]、有機(jī)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(chǎn)地溯源的有效技術(shù)手段。

受地質(zhì)、水和土壤環(huán)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(dǎo)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(chǎn)品中礦物元素的特征，便可判定產(chǎn)地來源。目前，礦物元素指紋分析技術(shù)已被應(yīng)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(chǎn)品中。研究表明，該技術(shù)在產(chǎn)品地域判別中效果較好，正確判別率甚至能達(dá)到100%。廣式?jīng)龉菑V東省食品行業(yè)中極具代表性的產(chǎn)業(yè)，全省曾有3 000多家上規(guī)模的涼果生產(chǎn)加工企業(yè)，年產(chǎn)值在200億元左右[21-22]，為廣東省水果種植和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。青梅是廣式?jīng)龉匾脑蟍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(zhì)譜儀）測定青梅產(chǎn)地土壤的礦質(zhì)元素含量，篩選在地域之間有顯著差異的礦物元素指標(biāo)，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(jìn)行篩選和降維處理，確定出對產(chǎn)地溯源有效的指標(biāo)，以期為以青梅為原料的廣式?jīng)龉a(chǎn)地溯源以及保護(hù)廣東特色產(chǎn)品、加強(qiáng)涼果安全監(jiān)管提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

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(xué)有限公司，優(yōu)級純；H2O2購自天津大茂化學(xué)試劑廠，分析純；ICPMS內(nèi)標(biāo)液按照國家標(biāo)準(zhǔn)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(xiāng)市綠聲通用設(shè)備制造有限公司；高速中藥粉碎機(jī)（102型）購自瑞寶市永歷制藥機(jī)械有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG9140A型）購自廣東環(huán)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(zhì)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(yù)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(biāo)簽，帶回實驗室進(jìn)行下一步處理。

1.2.1.2土壤取樣。由于混合樣品的數(shù)量大，該試驗采取四分法進(jìn)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(yù)處理。預(yù)處理流程如下：樣品→風(fēng)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(fēng)干：將土壤樣品弄碎，平鋪在干凈的紙上，攤成薄層，放于室內(nèi)陰涼通風(fēng)處風(fēng)干，經(jīng)常翻動，加速干燥；②挑揀：剔除土壤以外的進(jìn)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(fēng)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(jī)粉碎，粉碎機(jī)開動3次，每次10 s；⑤二次過篩：經(jīng)過粉碎機(jī)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(zhì)元素檢測。分別精密稱取預(yù)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(yù)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(huán)境溫度24 ℃，濕度53%；儀器參數(shù)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(fù)測定3次，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析，標(biāo)準(zhǔn)樣品采用Agilent公司的環(huán)境標(biāo)樣。用內(nèi)標(biāo)法保證儀器的穩(wěn)定性，Li、Se、Rh、In、Tb、Lu、Re、Ge是所選擇的內(nèi)標(biāo)。當(dāng)內(nèi)標(biāo)元素的RSD（3次重復(fù)測定）>5%時，重新測定樣品。

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

1.2.3 數(shù)據(jù)處理方法。 使用SPSS軟件的Descriptive Statistics分析中的Explore過程對樣品進(jìn)行探索性分析，采取Twotailed雙尾檢驗對變量進(jìn)行檢驗，用DPS軟件的Duncan新復(fù)極差法對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性分析，用SPSS軟件的Correlate相關(guān)分析方法中的Bivariate過程對各個元素之間進(jìn)行相關(guān)性分析。