基于微量元素指紋圖譜對(duì)黑水鳳尾雞進(jìn)行產(chǎn)地溯源的研究

白婷　蔡浩洋　鄧銀華等

摘要：黑水鳳尾雞是國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品，而白羽肉雞是目前市售最多的品種。該研究以市售白羽肉雞和黑水鳳尾雞的雞胸肉和雞腿肉為研究對(duì)象，從營(yíng)養(yǎng)成分氨基酸和礦物質(zhì)元素兩方面探討二者之間的差異。結(jié)果表明：黑水鳳尾雞與市售白羽肉雞均檢測(cè)到17種氨基酸和15種礦物質(zhì)元素。在氨基酸檢測(cè)中，黑水鳳尾雞的雞腿肉中絲氨酸和精氨酸含量均顯著高于市售白羽肉雞（p<0.05）；黑水鳳尾雞的雞胸肉中谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量均顯著高于市售白羽肉雞（p<0.05）。同時(shí)，在礦物質(zhì)元素檢測(cè)中，通過對(duì)15種礦物質(zhì)元素進(jìn)行主成分分析、聚類分析和判別分析可知，其中Mn、Mo和cs 3個(gè)元素可將這兩個(gè)品種100%區(qū)分開來，從而有效地進(jìn)行產(chǎn)地溯源。

關(guān)鍵詞：黑水鳳尾雞；白羽肉雞；礦物質(zhì)元素；氨基酸

中圖分類號(hào)：TS207.3；S831.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-5124（2018）09-0057-06

0引言

中國(guó)是世界第二大肉雞生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，當(dāng)前的肉雞產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是中國(guó)畜牧業(yè)的重要組成部分。藏雞是我國(guó)以原始飼養(yǎng)狀態(tài)保存下來的珍貴品種，藏雞產(chǎn)品（肉和蛋）的食用特性優(yōu)秀，具有極大的開發(fā)利用價(jià)值。四川省阿壩州黑水縣鳳尾雞是藏雞的一種，其品種較純，生產(chǎn)性能較好，是培育具有我國(guó)高原特色的生態(tài)型優(yōu)良種禽品種和現(xiàn)代節(jié)糧小型地方雞種的優(yōu)良基因資源。目前市場(chǎng)上雞肉品種繁多，大量產(chǎn)品不分等級(jí)，缺乏品牌，質(zhì)量檔次和附加值低，難以管理。對(duì)黑水鳳尾雞產(chǎn)地溯源技術(shù)的建立可以有效保護(hù)它的知名度，從而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并滿足消費(fèi)者了解產(chǎn)地真實(shí)性等需求；但是目前還沒有一個(gè)準(zhǔn)確有效的標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)鳳尾雞進(jìn)行品種和公開產(chǎn)地的快速溯源。對(duì)雞產(chǎn)地溯源技術(shù)的建立旨在探尋表征不同地域來源產(chǎn)品的特異性指標(biāo)。目前，已有的對(duì)雞品種的分類主要有兩種方法：一是根據(jù)遺傳標(biāo)記（genetic markers）進(jìn)行微觀分類；二是根據(jù)產(chǎn)區(qū)分布、形態(tài)、體尺及生態(tài)特征進(jìn)行宏觀分類。當(dāng)前遺傳標(biāo)記主要分四大類：即形態(tài)標(biāo)記（morphological markers）、細(xì)胞標(biāo)記（cytological markers）、生化標(biāo)記（biochemical markers）和分子標(biāo)記（molecular markers），該方法主要從基因水平進(jìn)行分類溯源，其檢測(cè)周期很長(zhǎng)，不符合快速溯源的需求。宏觀分類的方法主要根據(jù)物種生態(tài)及表觀差異進(jìn)行，易帶入主觀性誤判，不適用于市場(chǎng)上屠宰分割后的雞肉品種鑒定。本文主要是通過雞肉中的礦物元素進(jìn)行品種溯源，礦物元素是農(nóng)產(chǎn)品的基本組成成分，且其自身不能合成，須從環(huán)境中攝取，因此不同地域產(chǎn)品有其各自的礦物元素指紋特征。產(chǎn)品的貯藏時(shí)間和貯藏條件對(duì)其礦物元素含量影響較小，并且檢測(cè)分析成本較其他產(chǎn)地溯源技術(shù)（急定性同位素、有機(jī)成分分析）更低，產(chǎn)地判溯源判別效果好、可靠性高，是一種有效的產(chǎn)地溯源指標(biāo)。

近年來，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用礦物元素分析技術(shù)在產(chǎn)地溯源方面已經(jīng)取得了較好的成果，如在白茶、葡萄酒、蛤蚌、大米、蕓豆、金沙窖酒和綿羊肉溯源中的應(yīng)用。礦物質(zhì)元素溯源已運(yùn)用于植物和其他禽類中的溯源，但雞肉一直缺乏系統(tǒng)的參數(shù)，如可代表地域真實(shí)值的礦物質(zhì)元素含量數(shù)據(jù)，同時(shí)也缺乏對(duì)礦物質(zhì)元素特征的整體分析以及礦物質(zhì)元素譜的地區(qū)和物種差異分析。本研究通過等離子體發(fā)射光譜儀和氨基酸全自動(dòng)儀檢測(cè)黑水鳳尾雞和目前市售最常見品種——白羽肉雞的礦物質(zhì)元素和氨基酸含量，并對(duì)礦物質(zhì)元素進(jìn)行了主成分分析，進(jìn)而評(píng)價(jià)鳳尾雞品質(zhì)、找尋有效的礦物元素溯源指標(biāo)，對(duì)鳳尾雞產(chǎn)地來源判別分析進(jìn)行可行性研究。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

鳳尾雞樣品來自四川省阿壩州黑水縣，在屠宰后迅速取腿部和胸部肌肉樣品于-20℃凍存?zhèn)溆?；?duì)照樣品白羽肉雞購(gòu)于沃爾瑪超市，同樣取腿部和胸部肌肉樣品于-20℃凍存?zhèn)溆?，上述兩個(gè)品種均取3個(gè)樣品。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

英國(guó)相諾全自動(dòng)氨基酸分析儀；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)賽默飛ICAPQ）；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（德國(guó)斯派克ICP-ARCOS）。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品前處理

將鳳尾雞樣品和白羽肉雞樣品解凍，勻漿機(jī)粉碎。每個(gè)品種分別取3只雞的胸肉和腿肉作為樣品，每次測(cè)定均重復(fù)3次。

1.3.2雞肉氨基酸含量測(cè)定

雞肉中氨基酸含量采用國(guó)標(biāo)GB/T5009.124—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。稱取樣品100～150 mg，加6 mol/L HCl，抽真空封管，在110℃烘箱水解24h，過濾后超純水定容至50 mL，取0.5 mL蒸干，用1.0 mL pH2.2的檸檬酸鈉緩沖液溶解，經(jīng)離心后采用英國(guó)相諾（Biochrom）全自動(dòng)氨基酸分析儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3雞肉礦物質(zhì)元素含量測(cè)定

雞肉中礦物質(zhì)鐵（Fe）、鋅（Zn）、銅（Cu）、錳（Mn）、硒（Se）的測(cè)定：參照各元素相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法；鉻（Cr）、銣（Rb）、鍶（Sr）、錫（Sn）、鉬（Mo）、銫（Cs）、鋇（Ba）、鈷（Co）、銀（Ag）和銻（sb）的測(cè)定：參照GB 5009.268—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定》。

用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析，以GBWl0018（GSB-9）雞肉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)樣品，用內(nèi)標(biāo)元素Cr、Cu、Fe、Zn、Rb、Mn、Sr、Sn、Mo、Cs、Se、Ba、Co、Ag和Sb保證儀器的穩(wěn)定性，當(dāng)內(nèi)標(biāo)元素的RSD>5%，重新測(cè)定樣品。測(cè)試過程中每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。

1.3.4數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與討論

2.1氨基酸含量分析

2.1.1鳳尾雞肌肉氨基酸組成

鳳尾雞的各種氨基酸相對(duì)含量存在一定的差異。由表1可知，鳳尾雞含量最高的氨基酸都是谷氨酸，其次為賴氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、甘氨酸、纈氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸；脯氨酸和組氨酸的含量均較低；蛋氨酸和胱氨酸的含量最低。從檢測(cè)結(jié)果可以看出，鳳尾雞肌肉的氨基酸組成與白羽肉雞的肌肉氨基酸組成基本一致。說明雞肉的氨基酸組成具有一定的規(guī)律性和相對(duì)穩(wěn)定性。

2.1.2鳳尾雞的不同部位肌肉氨基酸含量差別

由表l可知，在雞腿中，鳳尾雞中絲氨酸和精氨酸含量顯著高于白羽肉雞（p<0.05）。在雞胸肉中，鳳尾雞中丙氨酸、谷氨酸和甘氨酸含量顯著高于白羽肉雞（p<0.05）。在不同部位肌肉中，黑水鳳尾雞氨基酸含量高于白羽肉雞，且谷氨酸是主要的鮮味氨基酸，其含量的高低會(huì)直接影響肉質(zhì)的鮮味程度，說明黑水鳳尾雞的雞胸肉滋味比白羽肉雞更高。

2.2礦物質(zhì)元素分析

2.2.1鳳尾雞中元素含量差異及組成特征

分別對(duì)黑水縣的鳳尾雞和購(gòu)自沃爾瑪超市的白羽肉雞的15種元素含量進(jìn)行多重比較分析，在檢測(cè)元素含量時(shí)，選用生物成分分析一雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)，以確保數(shù)據(jù)的可靠性，檢測(cè)結(jié)果表明鳳尾雞和白羽肉雞中的Mn、Sr、Mo、Cs和Ag存在顯著性差異（見表2），其中鳳尾雞中的Mn、Sr和Ag顯著高于白羽肉雞，而鳳尾雞中的Mo和Cs顯著低于白羽肉雞。初步推斷上述5種有顯著性差異的元素，有潛力應(yīng)用于鳳尾雞的溯源。

2.2.2鳳尾雞中微量元素含量的主成分分析

對(duì)鳳尾雞和白羽肉雞中存在顯著性差異的Mn、Sr、Mo、Cs、Ag 5種元素進(jìn)行主成分分析，分析結(jié)果如圖1所示。鳳尾雞的雞腿和雞胸樣品主要是與第2主成分相關(guān)，而白羽肉雞的雞腿和雞胸樣品主要是與第1主成分相關(guān)，以上結(jié)果表明可根據(jù)上述5種元素將鳳尾雞與白羽肉雞區(qū)分開。

從表3中可以看出，總方差71.451%的貢獻(xiàn)率來自主成分1、2，第1主成分主要綜合了雞肉中Cs、Mo元素信息，第2主成分主要綜合Mn元素信息。白羽肉雞中Cs、Mo元素含量較高，所以其第1主成分得分最高，鳳尾雞中Mn元素含量最高，所以其第2主成分得分最高。說明樣品的品種差異與元素含量差異相對(duì)應(yīng)，因此主成分分析可以通過綜合的方式把樣品中多種元素的信息直觀表達(dá)出來。

2.2.3鳳尾雞中元素含量的聚類分析

使用系統(tǒng)聚類法，對(duì)前期檢測(cè)結(jié)果中具有顯著性差異的5種元素進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖2所示。當(dāng)聚類標(biāo)準(zhǔn)（距離）不同時(shí)，聚類結(jié)果不同。從聚類距離為600處切斷樹狀圖，樣品被分為兩大類：第l類為鳳尾雞，其中包括5個(gè)鳳尾雞樣品（S-1、S-2、S-4、S-5和S-6）；第2類為白羽肉雞，包括6個(gè)白羽肉雞樣品和1個(gè)鳳尾雞樣品（S-3、C-1、C-2、C-3、C-4、C-5和C-6），，其中S-3歸類錯(cuò)誤。雖然聚類過程中有1個(gè)樣品出現(xiàn)歸類錯(cuò)誤，但其他樣品產(chǎn)地的區(qū)分取得了很好的效果，說明采用上述5種元素進(jìn)行分類具有一定的可行性。

2.2.4鳳尾雞中元素含量的判別分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證各元素含量指標(biāo)對(duì)雞肉品種的判別效果，從前期檢測(cè)結(jié)果中具有顯著性差異的5種元素選出對(duì)品種判別有效的變量，建立判別模型，并驗(yàn)證模型的有效性。驗(yàn)證測(cè)試中以測(cè)試集（2/3樣本）建立判別模型，外推驗(yàn)證集（1/3樣本）結(jié)合交叉驗(yàn)證法驗(yàn)證模型的有效性。其中模型1～4分別表示鳳尾雞雞腿樣品、鳳尾雞雞胸樣品、白羽肉雞雞腿樣品和白羽肉雞雞胸樣品；判別模型如下所示：

模型1（A）=-86.261+0.199Mn+0.370Ag-0.552Cs

模型2（B）=-15.283+0.059Mn+0.367Cs+0.088Ag

模型3（C）=-20.251+0.017Mn+0.995Cs-0.005Ag

模型4（D）=-36.722-0.018Mn+1.589Cs-0.062Ag

從表4可看出，此模型對(duì)測(cè)試集雞肉品種的整體正確判別率為100%，鳳尾雞雞腿、雞胸，白羽雞雞腿、雞胸品種的正確判別率都是100%。該模型的交叉驗(yàn)證結(jié)果顯示，鳳尾雞與白羽肉雞的雞腿和雞胸樣品均判屬正確，品種判別具有價(jià)值，判別分析結(jié)果驗(yàn)證了Mn、Cs和Ag對(duì)鳳尾雞樣品具有有效的鑒別力。

3結(jié)束語

本研究以黑水鳳尾雞和市售白羽肉雞的雞胸肉和雞腿肉為研究對(duì)象，從營(yíng)養(yǎng)成分氨基酸和礦物質(zhì)元素兩方面探討了它們之間的差異。結(jié)果表明，在氨基酸檢測(cè)中，黑水鳳尾雞和市售白羽肉雞均檢測(cè)出谷氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、甘氨酸、纈氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、組氨酸、蛋氨酸、胱氨酸17種氨基酸。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，黑水鳳尾雞的總氨基酸和必需氨基酸含量均略高于市售主要品種白羽肉雞，但無顯著性差異。在雞腿中，鳳尾雞中鮮味.氨基酸谷氨酸含量（4.34 g/100 g）顯著高于白羽肉雞（4.00 g/100 g），表明鳳尾雞的腿肉滋味更鮮美，綜上，黑水鳳尾雞的品質(zhì)優(yōu)于市售白羽肉雞。

另一方面，在礦物質(zhì)元素檢測(cè)中，黑水鳳尾雞和市售白羽肉雞均檢測(cè)出鉻（Cr）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、銣（Rb）、錳（Mn）、鍶（Sr）、錫（Sn）、鉬（Mo）、銫（Cs）、硒（Se）、鋇（Ba）、鈷（Co）、銀（Ag）、銻（Sb）15種微量元素。經(jīng)單因素方差分析，黑水鳳尾雞與市售白羽肉雞有顯著性差異的5種元素是Mn、Sr、Mo、Cs和Ag，經(jīng)主成分分析、聚類分析以及判別分析表明Mn、Cs和Ag可作為有效指標(biāo)對(duì)鳳尾雞進(jìn)行品種鑒別，通過這3種元素對(duì)雞種的整體判別的正確率為100%。因此，本研究中建立的元素指紋分析結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)學(xué)判別分析，是一種可用于黑水鳳尾雞品種溯源有效的方法。