浦江葡萄同位素與礦物元素特征及地理標(biāo)志保護(hù)模型構(gòu)建

申 雪 袁玉偉 聶 晶 李春霖 邵圣枝 佘俊艷 武 運(yùn),* 張永志,*

(1 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)研究所， 浙江 杭州 310021；3 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品信息溯源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310021)

浦江縣位于浙江省金華市北部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，全年氣候溫和，光照充足，獨(dú)特的盆地氣候適合葡萄的生長(zhǎng)[1-2]。近年來(lái)，隨著浦江葡萄產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，種植面積已達(dá)4 467公頃，成為浦江農(nóng)業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，也是農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)之一。2013年浦江縣被授予“中國(guó)巨峰葡萄之鄉(xiāng)”稱號(hào)，當(dāng)?shù)卣矊ⅰ捌纸咸选弊?cè)為農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志產(chǎn)品[3-4]。隨著長(zhǎng)江三角洲地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品物流網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建[5]，浦江葡萄也受到各地消費(fèi)者的青睞。農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)與種植環(huán)境息息相關(guān)，為保護(hù)浦江葡萄的健康發(fā)展，建立一種“浦江葡萄”的產(chǎn)地溯源與鑒別方法十分必要。

穩(wěn)定同位素的組成與環(huán)境因子(溫度、濕度、降水量)、地理環(huán)境(經(jīng)度、緯度、海拔)等密切相關(guān)，而礦物質(zhì)元素含量可以反映土壤類型，因此將穩(wěn)定同位素與礦物質(zhì)元素相結(jié)合可以更有效地反映農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地信息。目前，該技術(shù)已在葡萄酒[6-9]、谷物[10-13]、肉制品[14-15]、茶葉[16-17]等產(chǎn)品追蹤溯源地的應(yīng)用中取得良好成效。如，Wang等[18]發(fā)現(xiàn)將穩(wěn)定同位素與礦物元素相結(jié)合以及適當(dāng)使用化學(xué)計(jì)量法可將不同農(nóng)場(chǎng)中的香蕉進(jìn)行有效區(qū)分；陳歷水等[19]發(fā)現(xiàn)黑加侖果實(shí)中碳和氮穩(wěn)定同位素是產(chǎn)地溯源的有效指標(biāo)；李安等[20]利用穩(wěn)定同位素比值與稀土元素含量結(jié)合可對(duì)不同產(chǎn)地的大桃進(jìn)行有效判別。大量研究表明，穩(wěn)定同位素與礦物元素相結(jié)合可對(duì)不同國(guó)家或不同省份地理尺度較大的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行有效的產(chǎn)地溯源[21-22]，而小尺度地理范圍(同一區(qū)域)的判別方法有待考證[23]。因此，對(duì)小尺度葡萄中穩(wěn)定同位素和礦物元素的差異進(jìn)行分析，可為進(jìn)一步完善產(chǎn)地溯源提供理論基礎(chǔ)。

為研究浦江與長(zhǎng)江三角洲其他產(chǎn)地葡萄中穩(wěn)定同位素與礦物質(zhì)元素含量分布特征，本試驗(yàn)采用穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜(elemental analyzer-stable isotope ratio mass spectrometry，EA-IRMS)和電感耦合等離子體質(zhì)譜(inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS)測(cè)定了浦江、安徽合肥、上海市嘉定區(qū)與浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)的葡萄樣品，分析相關(guān)同位素和礦物元素含量與產(chǎn)地特征及影響因素，建立長(zhǎng)江三角洲區(qū)域小尺度下的浦江葡萄產(chǎn)地溯源模型，以期為尺度更小的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地判別和地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本試驗(yàn)共采集119份巨峰葡萄樣品，分別來(lái)自上海市、安徽省合肥市、浙江省金華市浦江縣與其他縣市(慈溪市、溫嶺市)。每個(gè)產(chǎn)地選取2～3個(gè)葡萄園，在葡萄園中采取對(duì)角線取樣，每個(gè)采樣點(diǎn)采集2～3 kg。樣品產(chǎn)地信息如表1所示。

表1 葡萄樣品數(shù)量及原產(chǎn)地Table 1 The amounts of grape samples and their origin

穩(wěn)定同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)IAEA-CH-6(蔗糖，δ13CV-PDB=-10.45‰)、IAEA-N-2(硫酸銨，δ15Nair=20.30‰)，均購(gòu)自?shī)W地利國(guó)際原子能機(jī)構(gòu); B2155(δ13CV-PDB=-26.98‰,δ15Nair=5.94‰)、USGS64(δ13CV-PDB=-40.81‰)、USGS40(δ15Nair=9.52‰)、USGS55(δ2HV-SMOW=-28.20‰，δ18OV-SMOW=19.12‰)、USGS56(δ2HV-SMOW=-44.00‰，δ18OV-SMOW=27.23‰)購(gòu)自英國(guó)Elemental Microanalysis公司。礦物元素測(cè)定所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(銠和錸)均購(gòu)自北京國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。

1.2 主要儀器與設(shè)備

XP6型天平，瑞士Mettler-Toledo公司； Vario PYRO cube 型元素分析儀，德國(guó)Elementar公司；Isoprime100型穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜儀，英國(guó)Isoprime公司；X-seriesⅡ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó) Thermo Fisher 公司；Mars 5型微波消解儀，美國(guó)CEM公司；HR2864 粉碎機(jī)，中國(guó)飛利浦；SCIENTZ-18N冷凍干燥機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司；BHW-09A24S趕酸儀，上海博通訊化學(xué)試劑有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品預(yù)處理 樣品采集后，去除果梗，并用潔凈的干紗布擦去果皮表面的灰塵和土壤后進(jìn)行勻漿，勻漿后將樣本平均分為2份，裝入50 mL離心管，每份25 mL。其中一份樣品置于-80℃條件下冷凍干燥4～5 d，取出后用液氮研磨成粉末裝入樣品袋，用于EA-IRMS檢測(cè)；另一份樣品直接用于ICP-MS檢測(cè)。

1.3.2 穩(wěn)定同位素比值測(cè)定 C和N同位素：稱取約6～7 mg待測(cè)樣品，放入錫箔杯(5 mm×9 mm)中包好，按編號(hào)將包好的樣品放入元素分析儀的固體樣品自動(dòng)進(jìn)樣盤中。樣品中C、N元素通過高溫燃燒后經(jīng)氧化銅還原成CO2和N2，再進(jìn)入穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)條件：元素分析儀燃燒爐和氧化爐的溫度分別為1 150和850℃，載氣為氦氣，流量為250 mL·min-1。 在分析過程中以IAEA-CH-6(蔗糖，δ13CV-PDB=-10.45‰)、IAEA-N-2(硫酸銨，δ15Nair=20.30‰)、B2155(δ13CV-PDB=-26.98‰,δ15Nair=5.94‰)、USGS64(δ13CV-PDB=-40.81‰)、USGS40(δ15Nair=9.52‰)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行三點(diǎn)校正。

H和O同位素：稱取約0.5 mg待測(cè)樣品，放入銀舟(8 mm×5 mm)中包樣，包好的樣品按編號(hào)放入元素分析儀自動(dòng)固體進(jìn)樣盤中，樣品中的H、O元素在經(jīng)高溫裂解后分別轉(zhuǎn)化為 H2和CO，進(jìn)入穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)條件：元素分析儀裂解爐溫度為1 450℃，氦氣流量為150 mL·min-1。在分析過程中以USGS55(δ2HV-SMOW=-28.20‰，δ18OV-SMOW=19.12‰)、USGS56(δ2HV-SMOW=-44.00‰，δ18OV-SMOW=27.23‰)作為標(biāo)樣進(jìn)行兩點(diǎn)校正。

參照下列公式計(jì)算穩(wěn)定性同位素比率值：

式中，R樣品為所測(cè)樣品中重同位素與輕同位素的豐度比，即13C/12C、15N/14N、18O/16O、2H/1H；R標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)樣品中重同位素與輕同位素的豐度比，其中，δ13C以維也納美洲擬箭石(V-PDB)為基準(zhǔn), δ15N以大氣中氮?dú)鉃榛鶞?zhǔn), δ2H和δ18O以維也納標(biāo)準(zhǔn)平均海洋水(V-SMOW)為基準(zhǔn)。

1.3.3 礦物質(zhì)元素含量及同位素比率測(cè)定 葡萄中礦物元素含量參照GB 5009.268-2016[24]測(cè)定。準(zhǔn)確稱取勻漿后的樣品0.5 g放置于微波消解罐內(nèi)，加入6.0 mL 65%的HNO3加蓋，浸泡過夜。然后加入2 mL 30%的H2O2溶液，室溫下放置20～25 min，擰上蓋子，放入微波消解儀中進(jìn)行消解，程序如表2所示。待消解完成后取出，冷卻至室溫，然后將消解內(nèi)罐放置于趕酸儀中進(jìn)行趕酸，至消解儀體積約0.5 mL，將趕酸后的消解液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用去離子水定容，待測(cè)。多元素含量測(cè)定時(shí)用銠和錸作為內(nèi)標(biāo)溶液(25.00 μg·L-1)，監(jiān)控并校正儀器漂移，方法的回收率控制在90%～110%之間，采用碰撞池技術(shù)(CCT)模式進(jìn)行測(cè)定，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀具體參數(shù)見表3。

表2 微波消解參數(shù)Table 2 Optimal procedure of microwave digestion

表3 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀工作參數(shù)Table 3 Optimal procedure of Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy

1.4 數(shù)據(jù)處理及模型建立

采用單因素方差分析和最小偏二乘判別分析(partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA)對(duì)葡萄原產(chǎn)地進(jìn)行判別。數(shù)據(jù)分析前先利用Excel 2019將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行min-max標(biāo)準(zhǔn)化，然后采用SPSS 18.0 (美國(guó)IBM公司)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one way-ANOVA)。

將4個(gè)產(chǎn)地的119份葡萄樣品按數(shù)量比2∶1隨機(jī)分為訓(xùn)練集(79個(gè))和測(cè)試集(40個(gè))，并保證訓(xùn)練集和測(cè)試集中不同產(chǎn)地的樣品數(shù)量比保持一致。將所有樣品的4個(gè)穩(wěn)定同位素比值(δ)與22個(gè)礦物質(zhì)元素含量或同位素比率，共26個(gè)變量作為輸入變量，利(soft independent modelinGClass analogy)SIMCA-p13.0軟件(Umetrics，德國(guó) Sartorius 公司)建立PLS-DA產(chǎn)地判別模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 浦江與其他產(chǎn)地葡萄穩(wěn)定同位素比率特征

由表4可知，不同產(chǎn)地的葡萄穩(wěn)定同位素的分布呈現(xiàn)出一定的地域差異。4個(gè)不同產(chǎn)地葡萄的δ13C在-26.6‰～-25.6‰之間，符合C3植物中δ13C值的測(cè)量范圍[25]。浦江除與安徽產(chǎn)地葡萄的δ13C具有顯著差異外(P<0.05)，與其他產(chǎn)地葡萄的δ13C均無(wú)顯著差異。植物中δ15N值與產(chǎn)地的土壤狀況、施氮肥方式和種類相關(guān)，4個(gè)不同產(chǎn)地葡萄的δ15N在2.7‰～6.7‰范圍內(nèi)，其中浦江葡萄δ15N均值為4.2‰，略高于浙江其他(慈溪、溫嶺)產(chǎn)地，略低于安徽產(chǎn)地，并顯著低于上海產(chǎn)地(P<0.05)，說(shuō)明浦江葡萄中的δ13C值與δ15N值與上海和安徽葡萄有分離趨勢(shì)。葡萄的水源主要來(lái)自大氣降水與地下水，4個(gè)不同產(chǎn)地葡萄的δ2H在-38.9‰～-30.2‰范圍內(nèi)，浦江葡萄δ2H均值為-35.0‰，除與上海和安徽產(chǎn)地葡萄無(wú)顯著性差異外，與浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)葡萄呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)，說(shuō)明浦江葡萄δ2H值與浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)葡萄有明顯分離趨勢(shì)。4個(gè)不同產(chǎn)地δ18O值范圍在24.5‰～26.9‰之間，浦江葡萄δ18O均值為24.5‰，與上海和浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)葡萄中δ18O值變化不大，與安徽葡萄呈顯著性差異(P<0.05)，說(shuō)明浦江葡萄中δ18O值與安徽葡萄δ18O值有分離的趨勢(shì)。

表4 不同產(chǎn)地葡萄樣品的穩(wěn)定同位素比率Table 4 The stable isotope ratios of grape samples from different origins

2.2 浦江與其他產(chǎn)地葡萄礦物元素特征

參照WS/T 476-2015營(yíng)養(yǎng)名詞術(shù)語(yǔ)[26]將葡萄中礦物元素分為常量元素(Al、Fe、Na、P、Ca、Mg、K)與微量元素(Mn、Cu、Zn、Rb、Sr、Ba、Ga、Mo、Cd、Co、Cs、Ni、V)。此外，2個(gè)Pb同位素比(206Pb/207Pb、208Pb/206Pb)在各地的均值為0.99～1.01。由表5可知，浦江產(chǎn)地葡萄的常量礦物元素中P、Ca、Mg、K含量顯著高于其他產(chǎn)地，平均范圍為95～2 830 mg·kg-1；而Al元素含量略低于安徽產(chǎn)地的葡萄，均值為0.90 mg·kg-1，與上海葡萄具有顯著差異，Na元素含量均值為11.14 mg·kg-1，顯著低于浙江其他產(chǎn)區(qū)的葡萄。浦江產(chǎn)地葡萄的微量礦物元素中Mn、Rb、Ba、Ga、Co、Cs元素含量均低于2.25 mg·kg-1，Cd、Ni顯著高于其他產(chǎn)地，而Mo元素略高于安徽產(chǎn)地葡萄，含量均值為0.018 mg·kg-1，與上海葡萄呈顯著差異，V元素含量均值為0.001 6 mg·kg-1，與上海和安徽葡萄呈顯著性差異。葡萄中的206Pb/207Pb、208Pb/206Pb主要與種植土壤的元素有關(guān)，浦江產(chǎn)地葡萄中206Pb/207Pb、208Pb/206Pb均顯著低于安徽產(chǎn)地。綜上，浦江產(chǎn)地葡萄中的大多數(shù)礦物質(zhì)元素與其他產(chǎn)地葡萄具有顯著性差異，但有Al、Na、Mo、V、Sr、Cd、Ni、Cu、Zn、Rb、Fe、Ga、Co、Cs、Ca 15個(gè)元素與一兩個(gè)產(chǎn)地不存在顯著差異，可能是因?yàn)椴杉坏赜虻臉悠穪?lái)源范圍較廣，致使樣品離散度較大。

2.3 產(chǎn)地判別模型建立及預(yù)測(cè)

由表6可知，通過PLS-DA建立的產(chǎn)地判別模型訓(xùn)練集整體判別準(zhǔn)確率達(dá)到82.9%，其中浦江葡萄判別效果最佳準(zhǔn)確率為97.5%，僅有1個(gè)樣品誤判為浙江其他產(chǎn)地，浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)葡萄判別準(zhǔn)確率為95.0%，有1個(gè)樣品誤判為浦江，安徽葡萄判別準(zhǔn)確率為88.9%，有1個(gè)樣品誤判為浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)，上海葡萄的誤判率較高，其中有2個(gè)樣品誤判為浦江，有1個(gè)樣品誤判為浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)，還有2個(gè)樣品誤判為安徽。

將測(cè)試集的40個(gè)樣品作為外部驗(yàn)證的準(zhǔn)確率為75.0%，其中浦江葡萄的判別準(zhǔn)確率達(dá)到100%。浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)葡萄僅有1個(gè)樣品誤判為浦江，判別正確率為90%；上海葡萄判別準(zhǔn)確率為60%，有2個(gè)樣品被誤判為其他產(chǎn)地，其中有1個(gè)樣品被誤判為浦江，有1個(gè)樣品被誤判為浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)；安徽葡萄的誤判率較高，有3個(gè)樣品被誤判為其他產(chǎn)地，其中有1個(gè)誤判為浦江，有2個(gè)誤判為浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)。綜上所述，此模型可對(duì)浦江葡萄進(jìn)行有效的產(chǎn)地判別。

PLS-DA模型的訓(xùn)練集和測(cè)試集樣品得分圖如圖1-A所示，訓(xùn)練集中R2X(cum)為 0.423,R2Y(cum)為0.368；訓(xùn)練集樣品的分類效果明顯優(yōu)于測(cè)試集，均表現(xiàn)為浦江產(chǎn)地葡萄和浙江其他產(chǎn)地葡萄分布較集中，上海和安徽葡萄樣品分布較為分散并有部分交叉現(xiàn)象。由圖1-A可知，浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)的葡萄樣品均分布在第三象限，上海和安徽葡萄樣品均分布在第二象限，浦江葡萄樣品均分布在第一、第四象限，且第一潛變量的絕對(duì)值大于其他產(chǎn)區(qū)，能夠更好地將浦江葡萄與其他產(chǎn)地葡萄進(jìn)行有效識(shí)別。

表5 不同產(chǎn)地葡萄樣品礦物元素含量或同位素比值Table 5 Mineral elemenTContent or isotope ratio of grape samples from different origin

表6 PLS-DA模型判別分析結(jié)果Table 6 Discriminant analysis results model of PLS-DA

由圖1-B可知，在第一潛變量中，Ga元素的絕對(duì)值最大，Cu元素的絕對(duì)值最小，均分布在第一象限；上海與安徽產(chǎn)地葡萄樣品均分布在第二象限，其中V元素和Al元素距離上海和安徽較近，與浦江和浙江其他產(chǎn)地(慈溪、溫嶺)距離較遠(yuǎn)；浦江產(chǎn)地葡萄樣品均分布在第四象限，其中K元素距離浦江較近，與其他產(chǎn)地距離較遠(yuǎn)；在第二潛變量中，4個(gè)穩(wěn)定同位素相對(duì)于礦物元素而言絕對(duì)值更大，對(duì)于樣品在第二潛變量的區(qū)分作用也更為明顯。其中，δ13C與δ15N相隔距離較近，而δ2H與δ18O在第二潛變量呈負(fù)相關(guān)，δ2H與浦江，浙江其他產(chǎn)地(慈溪縣、溫嶺市)、上海、安徽均距離較遠(yuǎn)，因此，δ2H對(duì)此判別模型的貢獻(xiàn)率大。

注：A:訓(xùn)練集、測(cè)試集得分圖；B: 訓(xùn)練集載荷圖。Note: A：Score plot of training set and test set. B：Load diagram of training set.圖1 PLS-DA分析圖Fig.1 Analysis diagram of PLS-DA

3 討論

本研究結(jié)果表明，浦江產(chǎn)地葡萄中的δ13C、δ2H和δ18O與安徽產(chǎn)地葡萄呈顯著差異，上海產(chǎn)地葡萄與其他產(chǎn)地葡萄呈現(xiàn)顯著性差異；葡萄屬于典型的C3植物，植物中的δ13C值除與光合循環(huán)類型有關(guān)外，還與植物的種屬、生長(zhǎng)環(huán)境(如溫度)、所處的緯度及部位有關(guān)[27-29]。研究表明，不同產(chǎn)地葡萄中的δ13C值受全年降水量與溫度影響，高濕高溫地區(qū)種植的葡萄中δ13C值遠(yuǎn)高于干燥、寒冷地區(qū)[30]。本研究發(fā)現(xiàn)浦江葡萄與安徽葡萄呈顯著性差異，可能與緯度、溫度、降水量等因素有關(guān)。植物的δ15N值不僅與氣候環(huán)境因子(土壤水分、pH值、土壤氮營(yíng)養(yǎng)狀況和土壤δ15N值)相關(guān)，還與該地區(qū)農(nóng)業(yè)肥有關(guān)[31]。Yuan等[32]通過盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加不同施肥處理對(duì)油菜或土壤中δ15N值均有影響，此外，分別使用雞糞和化肥處理過的油菜中δ15N值存在顯著性差異(P<0.05)，且在同樣的施肥量下油菜與土壤中的δ15N值差異不顯著。說(shuō)明肥料種類對(duì)δ15N值的影響大于肥料用量。本研究中雖然各產(chǎn)地葡萄中δ15N差異未達(dá)到顯著水平，但均低于7‰，由于人工合成化學(xué)肥料的δ15N相對(duì)比較貧化，因此本試驗(yàn)樣品中所使用的肥料為化肥的可能性較大。δ2H、δ18O不僅是水的組成元素，還是參與自然界各種化學(xué)反應(yīng)和地質(zhì)作用的重要物質(zhì)成分[33]。對(duì)于葡萄來(lái)說(shuō)，灌溉水可能與當(dāng)?shù)氐慕邓泻艽蟛煌琜34]。Camin等[35]強(qiáng)調(diào)δ18O與氣候和地理位置的關(guān)系最強(qiáng)，主導(dǎo)變量為緯度，呈負(fù)相關(guān)；降水量和溫度的δ18O和δ2H均呈正相關(guān)。本研究結(jié)果表明，浦江葡萄中δ2H、δ18O與安徽葡萄呈顯著性差異(P<0.05)，這可能是由于浦江比安徽地區(qū)的緯度低、降水量相對(duì)較多和溫度較高等因素有關(guān)。葡萄中含有豐富的礦物質(zhì)元素，這些礦物質(zhì)元素主要從種植土壤中獲得，葡萄對(duì)土壤中礦物質(zhì)元素的吸收還會(huì)隨著品種而變化。本研究發(fā)現(xiàn)，浦江葡萄中P、Ca、Mg、K礦物元素含量顯著高于其他產(chǎn)地。柴有忠等[36]通過對(duì)浦江縣種植葡萄的土壤進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)浦江縣各葡萄園中的土壤酸化嚴(yán)重。然而，弱酸性土壤中重金屬元素的生物有效性高于弱堿性土壤[37]。

本研究通過測(cè)量4個(gè)穩(wěn)定同位素比值和22種礦物元素含量以及同位素比共計(jì)26個(gè)變量，再結(jié)合PLS-DA建立了4個(gè)產(chǎn)地葡萄的判別模型。其中浦江葡萄的準(zhǔn)確率為100%，總體判別準(zhǔn)確率達(dá)到75%。由此可見，該方法和模型可對(duì)浦江葡萄地理標(biāo)志產(chǎn)品進(jìn)行有效判別，且為保護(hù)尺度范圍較小的地理標(biāo)志產(chǎn)品提供了參考。同時(shí)，為更好對(duì)小尺度的果品進(jìn)行準(zhǔn)確的區(qū)分，建議結(jié)合不同的種植方式、季節(jié)或測(cè)量方法，如電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(inductively coupied plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)、核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等進(jìn)行特征分析，構(gòu)建出更加穩(wěn)定和有效的產(chǎn)地判別模型。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，浦江葡萄與其他產(chǎn)地葡萄中δ15N值差異較小，δ2H和δ18O值表現(xiàn)出明顯的緯度效應(yīng)，且葡萄中δ13C值與安徽葡萄呈顯著差異；浦江葡萄中P、Ca、Mg、K、Mn等礦物元素含量顯著高于其他產(chǎn)地，利用PLS-DA判別模型對(duì)浦江葡萄與其他產(chǎn)地葡萄進(jìn)行判別分析，所建立的判別模型對(duì)浦江葡萄的判別準(zhǔn)確率為100%，總體判別率達(dá)到75%。因此，利用穩(wěn)定同位素比值和礦物質(zhì)元素含量的檢測(cè)并結(jié)合PLS-DA法可以對(duì)浦江葡萄進(jìn)行有效地產(chǎn)地判別，并且判別率較高，是產(chǎn)地溯源的有效方法。