基于標(biāo)志物的食品溯源技術(shù)研究進展

趙璐瑤， 段曉亮， 張 東， 劉建壘， 洪 宇， 劉 輝， 孫 輝

(國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院 糧食品質(zhì)與營養(yǎng)研究所，北京 100037)

隨著食品安全問題日趨嚴(yán)峻，食品的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，保護地區(qū)名牌和特色產(chǎn)品。歐盟對地域名優(yōu)特產(chǎn)品的認證有3種標(biāo)簽，即原產(chǎn)地保護產(chǎn)品(PDO)、地區(qū)名牌保護產(chǎn)品(PGI)和傳統(tǒng)特色保護產(chǎn)品(TSG)[1]。中國一直在推行無公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品、有機農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志食品(稱作“三品一標(biāo)”)[2]，以保護名優(yōu)特食品。目前，食品的可追溯性和原產(chǎn)地認證已成為消費者和行業(yè)關(guān)注的焦點。

由于我國食品市場準(zhǔn)入制度和溯源體系的不完善，使得原產(chǎn)地保護產(chǎn)品和名優(yōu)特食品以假亂真、以次充好的現(xiàn)象嚴(yán)重。為保護地方特色食品，消除國際貿(mào)易壁壘，在國內(nèi)發(fā)展全面和準(zhǔn)確的食品溯源技術(shù)意義十分重大[3]?；跇?biāo)志物的研究目前在食品、醫(yī)藥、環(huán)境及畜牧等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在食品、環(huán)境和畜牧領(lǐng)域，標(biāo)志物研究可以指示危害物的暴露[4, 5]，明確危害物的危害機制；在醫(yī)藥領(lǐng)域，可以通過標(biāo)志物研究指示疾病的發(fā)生和機理[6, 7]。近年來，基于特征標(biāo)志物的研究也逐漸應(yīng)用于食品溯源領(lǐng)域，并取得了一定進展。

研究證明，食品中化學(xué)成分與食品的地理和品種來源有關(guān)[8]。食品溯源主要是分析和表征不同來源食品中的特異性標(biāo)志物的技術(shù)，目前主要采用光譜、核磁共振、質(zhì)譜、和分子生物學(xué)等技術(shù)，通過分析食品的有機組成、揮發(fā)性成分、同位素含量與比率、DNA圖譜、蛋白質(zhì)含量、多酚等特征標(biāo)志物[9]，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)研究，建立能區(qū)分食品來源的特征指紋圖譜，從而對不同種類食品進行溯源[10]。

本文綜述了近年來常用基于特征標(biāo)志物的食品溯源技術(shù)在不同種類食品中的應(yīng)用研究進展，分析了各溯源技術(shù)的優(yōu)勢和不足，并展望了今后食品溯源技術(shù)研究的發(fā)展趨勢。

1 基于標(biāo)志物的食品溯源技術(shù)

1.1 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法可充分發(fā)揮色譜的高效分離性能和質(zhì)譜的高靈敏度優(yōu)勢，通過色譜的時間分離和質(zhì)譜的空間分離的有機結(jié)合從而實現(xiàn)對食品中特征標(biāo)志物的分析和檢測，進而實現(xiàn)對不同食品的產(chǎn)地溯源[11]?；谏V-質(zhì)譜聯(lián)用法的適用性，常見的特征標(biāo)志物包括黃酮類、多酚類、氨基酸、揮發(fā)物、脂質(zhì)等小分子等，通過對不同地理來源食品中不同物質(zhì)的含量進行測定，進而發(fā)現(xiàn)可以實現(xiàn)溯源分析的特征標(biāo)志物是常見的研究思路。

1.1.1 高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS/MS)

HPLC-MS/MS是以高效液相色譜為分離手段，以質(zhì)譜為鑒定工具的一種分離分析技術(shù)[12]。因其適用范圍廣、靈敏度高、定性定量能力強等諸多優(yōu)點，在食品溯源分析領(lǐng)域中被廣泛使用，尤其適用于食品中特征小分子化合物的分析和檢測，如多酚類和黃酮類物質(zhì)等。但是由于目前食品中一些特征化合物的商用標(biāo)品不夠全面，導(dǎo)致在對一些特征標(biāo)志物的定性和定量方面缺乏依據(jù)。同時，該技術(shù)不適用對一些生物大分子標(biāo)志物如蛋白質(zhì)、淀粉等進行檢測，因此對大宗糧食的研究和應(yīng)用較少。

蜂蜜中富含豐富的黃酮類和多酚類物質(zhì)，且在不同花粉來源的蜂蜜中成分和含量差異較大。Jasna等[13]利用高效液相色譜(DAD檢測器)-質(zhì)譜(ESI源)法對7種不同類型的蜂蜜中的黃酮類物質(zhì)如楊梅酮、木犀草素、槲皮素、柚苷配基、芹菜素、莰菲醇、松屬素、柯因和高良姜素等進行了測定，線性判別分析法(LDA)顯示這些黃酮類物質(zhì)的含量可以對85%的樣品進行正確溯源，可作為溯源標(biāo)志物。Zhou等[14]基于HPLC-MS/MS進行了本地純正蜂蜜和油菜蜂蜜進行了溯源分析。以山奈酚、桑色素和阿魏酸為標(biāo)志物，對本地純正蜂蜜和油菜蜂蜜進行了鑒別。應(yīng)用主成分分析(PCA)、和偏最小二乘判別分析(PLS-DA)可以對兩種蜂蜜進行正確分類。

可可中含有較多的多酚物質(zhì)，多酚也是巧克力的主要成分。Cambrai等[15]基于丙酮-水提取劑用液-液萃取的方法，結(jié)合HPLC-MS/MS對12個國家和地區(qū)47個不同品種的巧克力樣品進行了分析，結(jié)果表明，多酚類標(biāo)志物可以根據(jù)地理來源對巧克力樣品進行正確分類。

可見，基于HPLC-MS/MS分析不同食品中多酚類和黃酮類物質(zhì)物質(zhì)種類和含量的差異可以實現(xiàn)食品溯源，但在判別準(zhǔn)確度上仍需要提升。因此尋找高靈敏度的特征標(biāo)志物是該類方法發(fā)展的方向。

1.1.2 氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS/MS)

近年來，氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)不斷發(fā)展，檢測靈敏度不斷提高，尤其是在頂空進樣和二維氣相等技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用[16]，該技術(shù)逐漸在分析揮發(fā)性成分，從而達到溯源目的的研究方面優(yōu)勢日益顯著。GC-MS/MS適用于一些易揮發(fā)小分子特征標(biāo)志物的檢測和分析，對于一般非極性標(biāo)志物，在測定時需要衍生。因此該技術(shù)的適用范圍不如HPLC-MS/MS廣。

一些食品如水果和食用油等通常都具有自身獨特的香氣，因此GC-MS/MS技術(shù)在對這些食品的溯源分析上具有獨特的優(yōu)勢。Giannetti等[17]基于HS/SPME-GC/MS檢測了意大利東北部蘋果共42個品種中118種揮發(fā)物，結(jié)果顯示其中25種揮發(fā)物可以用于蘋果品種鑒別的特征標(biāo)志物。Cajka等[18]建立了一種基于頂空固相微萃取(HS-SPME)的氣相色譜-離子阱質(zhì)譜聯(lián)(GC-ITMS)快速分析橄欖油中揮發(fā)物標(biāo)志物的方法，并建立了對不同地區(qū)橄欖油溯源的模型。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN-MLP)對分類模型進行了改進，獲得了較高的識別能力(90.1%)和預(yù)測能力(81.1%)。

氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)主要對食品中一些特征揮發(fā)物進行檢測來實現(xiàn)對食品的溯源分析，因此只適用于一部分食品的溯源分析。同時，高靈敏度揮發(fā)性標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)和鑒別也是其未來的方向。

1.1.3 液相色譜-飛行時間質(zhì)譜(HPLC-qTOF/MS)

隨著高分辨質(zhì)譜的不斷發(fā)展及各種小分子譜庫的不斷完善，HPLC-qTOF/MS逐漸應(yīng)用于食品基質(zhì)中小分子的分析和檢測[19]，尤其適用于未知成分及復(fù)雜成分的食品的溯源分析，對于篩選食品中的特征標(biāo)志物，具有較好的發(fā)展前景。該技術(shù)尤其擅長分析食品中的未知組分，通過非靶向的檢測方式進行差異分析，因此通量更高。同時，高分辨質(zhì)譜具有較高的靈敏度，有利于發(fā)現(xiàn)一些未知高靈敏的特征溯源標(biāo)志物。

Vaclavik等[20]研究探討了基于(HPLC-qTOF/MS)的代謝組學(xué)技術(shù)在紅酒產(chǎn)地溯源分析中的應(yīng)用前景。選取了三種不同地理來源的赤霞珠、梅洛和黑比諾共51種葡萄酒，PCA和PLS-DA結(jié)果顯示，判別模型能夠?qū)?6%的樣品正確分類。Guo等[21]對成熟蜂蜜和未成熟蜂蜜中20種主要多酚類成分進行了靶向代謝組學(xué)分析，結(jié)果表明，多酚類物質(zhì)可以作為區(qū)分成熟蜂蜜和未成熟蜂蜜的標(biāo)志物。同時，細胞結(jié)果顯示兩種蜂蜜均能減輕H2O2對細胞的損傷，但未成熟蜂蜜對抗氧化基因表達的誘導(dǎo)作用較弱，因此成熟蜂蜜的質(zhì)量更好。

Alc等[22]采用HPLC-qTOF-MS對15個特級初榨橄欖油樣品中的極性脂質(zhì)和游離脂肪酸進行了同時表征，共鑒定出24種極性脂質(zhì)，包括19種磷脂、5種亞砜、以及27種游離脂肪酸，其中包括幾種微量的奇鏈和極長鏈脂肪酸，基于PLS-DA建立了區(qū)分不同地域橄欖油的判別模型，表明脂質(zhì)也可以作為鑒別橄欖油地理來源的標(biāo)志物。隨后分析了橄欖油在貯藏過程中脂質(zhì)的變化，結(jié)果表明磷脂水解、甘油酯的水解和氧化是導(dǎo)致橄欖油品質(zhì)劣變的主因。

目前，HPLC-qTOF/MS技術(shù)還是受限于小分子數(shù)據(jù)庫的完善度，相信隨著數(shù)據(jù)庫的不斷發(fā)展和進步，HPLC-qTOF/MS技術(shù)在食品溯源分析中的應(yīng)用越來越多，未來也會有更多靈敏度高、特異性強的特征標(biāo)志物被鑒定出來用于食品溯源分析中。

1.1.4 實時直接分析質(zhì)譜(DART-MS)

DART-MS[23]無需或只需極少的樣品前處理的程序，即可快速、高通量地分析獲得樣品的代謝物輪廓信息，如黃酮類和酚類物質(zhì)等標(biāo)志物的分析與測定。相比于基于ESI的敞開式離子化技術(shù)，DART-MS對中低極性標(biāo)志物具有很強的檢測能力，檢測靈敏度更高。另外，DART-MS分析一個樣品的時間約為30s，相比傳統(tǒng)質(zhì)譜分析技術(shù)，可以大大縮短分析時間，但在準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性上會比傳統(tǒng)質(zhì)譜分析技術(shù)稍差。目前，該技術(shù)在糧油溯源領(lǐng)域的應(yīng)用較少。Novotna等[24]采用DART-MS對40個番茄和24個辣椒樣品進行了分析，結(jié)果顯示正離子模式的結(jié)果比負離子模式能更好地區(qū)分有機樣品和常規(guī)樣品。LDA對番茄和辣椒樣本的識別率分別為97.5%和100%。Chernetsova等[25]采用DART-MS對蜂膠中黃酮類化合物和其它酚類化合物進行了實時分析，LDA結(jié)果顯示黃酮類物質(zhì)和酚類物質(zhì)可以作為特征標(biāo)志物對不同地域來源的蜂膠進行區(qū)分和溯源?？傊珼ART-MS由于檢測速度快而頗具前景。同時，與HPLC-qTOF/MS技術(shù)類似，建立全面(多樣本)的數(shù)據(jù)庫有助于進一步提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，提升在食品溯源分析中的應(yīng)用潛力。

1.1.5 基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時間質(zhì)譜(MALDI-qTOF/MS)

在MALDI-TOF/MS分析中，激光通過照射樣品與基質(zhì)形成的共結(jié)晶薄膜，使得基質(zhì)從激光中吸收能量并傳遞給生物分子，在電離過程中將質(zhì)子轉(zhuǎn)移到生物分子或從生物分子得到質(zhì)子，而使生物分子電離[26]。MALDI作為一種軟電離技術(shù)，適用于混合物中生物大分子標(biāo)志物的測定，目前在分析蛋白質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。Wang等[27]采用MALDI-qTOF/MS對蜂蜜中的蛋白質(zhì)進行了指紋圖譜分析和條形碼的研制，建立了分析蜂蜜的地理來源的鑒定方法，表明基于蛋白質(zhì)的標(biāo)志物也可以實現(xiàn)溯源分析。目前MALDI-qTOF/MS應(yīng)用于食品溯源分析中的研究不多。但是蛋白質(zhì)是食品中三大營養(yǎng)素之一，相信隨著MALDI-qTOF/MS儀器和技術(shù)的不斷普及，MALDI-qTOF/MS在食品溯源領(lǐng)域?qū)⒂懈嗟膽?yīng)用。

1.2 元素分析技術(shù)

目前，基于元素的溯源分析技術(shù)主要依賴于IR-MS和ICP-MS兩類儀器，通過對不同地源食品中的元素特征進行分析，通過建模軟件明確可以實現(xiàn)溯源分析的特征標(biāo)志物。常見的標(biāo)志物有穩(wěn)定同位素如δ2H、δ13C、δ15N等，以及無機元素Fe、Co、Ni、Se、Rh、Eu、Pr等。

1.2.1 穩(wěn)定同位素質(zhì)譜(IR-MS)

IR-MS技術(shù)根據(jù)食品中不同元素同位素豐度的差異可以將不同來源的食品進行區(qū)分。食品原料中同位素組成受氣候、地形、土壤及生物代謝類型等因素的影響而發(fā)生自然分餾效應(yīng)，從而使不同來源食品原料中的同位素自然豐度存在差異。因此，相比前面提到的質(zhì)譜技術(shù)，食品原料內(nèi)同位素豐度的差異可以反應(yīng)食品地源性特征，作為標(biāo)志物能為食品地理來源提供更為有用的信息。

目前，IR-MS技術(shù)在食品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如大米、食用油、蜂蜜、動物性食品、果汁等食品的溯源領(lǐng)域。Kropf等[28]利用全反射X射線熒光光譜和IR-MS法分別對洋槐蜂蜜、檸檬蜂蜜、栗子蜂蜜中的主要成分和穩(wěn)定碳、氮同位素比率進行了測定。分析結(jié)果表明，洋槐蜂蜜可以通過脯氨酸、游離酸含量以及蜂蜜中蛋白質(zhì)的δ13C值等特征標(biāo)志物與其他種類蜂蜜相區(qū)別。由于花粉的地域性和植物源性，IR-MS在蜂蜜溯源分析檢測方面具有一定的優(yōu)勢。另外，IR-MS在蜂蜜的真實性驗證方面應(yīng)用也較為廣泛，如鑒別無蛋白蜂蜜的真實性、利用穩(wěn)定碳同位素比率鑒別摻雜碳-4糖漿蜂蜜等。

Camin等[29]建立了基于多元素(H，C，N，S)穩(wěn)定同位素比值對歐洲地區(qū)的羊肉溯源的分析方法。結(jié)果顯示，不同地區(qū)羊肉樣品的多元素同位素比值存在顯著差異。Rummel等[30]建立了基于穩(wěn)定同位素(δ2H、δ13C、δ15N)等標(biāo)志物，確定橙汁的地理來源的方法。對來自北美、南美、非洲和歐洲等地區(qū)的共150個正宗橙汁樣品進行了分析，成功地進行了橙汁原料柑橘產(chǎn)區(qū)的判別。

在IR-MS分析中，食品中的平均氫同位素比值與生產(chǎn)區(qū)降水和地下水的平均氫同位素比值顯著相關(guān)。碳氮同位素比值受飼養(yǎng)方式和氣候的影響。硫同位素比值受產(chǎn)地地理位置和地表地質(zhì)條件的影響?；谕凰乇戎禈?biāo)志物的溯源分析，可以準(zhǔn)確地反應(yīng)食品的地理特征。由于同位素比值標(biāo)志物的測定依賴大型儀器IR-MS，且其普及度沒有質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)高，因此限制了該溯源技術(shù)的發(fā)展。

1.2.2 等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜法(ICP-MS)

ICP-MS能夠在痕量和超痕量水平上[31]，對食品中的金屬或非金屬元素進行定量檢測。由于各食品原料產(chǎn)地的環(huán)境，如地質(zhì)、氣候和栽培方式等的不同，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法能夠獲得食品獨特的元素標(biāo)志物，從而達到對食品溯源的目的。該技術(shù)與IR-MS類似，都是通過反映食品原料的地理來源特征，來達到溯源的目的。但是在對地理來源特別接近的食品進行分析時，則難以達到預(yù)期效果。

ICP-MS具有檢測限低，分析速度快和多元素同時分析等優(yōu)點，被越來越多的研究者應(yīng)用到食品溯源分析中。Batista等[32]利用ICP-MS對巴西不同的蜂蜜進行了多元素(42種)分析，并利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)結(jié)合所建立的化學(xué)元素數(shù)據(jù)庫對蜂蜜樣品進行了分類。此外，還利用多層感知器(MLP)，支持向量機(SVM)和隨機森林算法(RF)建立了蜂蜜中多元素指紋圖譜，結(jié)果表明多元素含量特征可作為標(biāo)志物進行巴西蜂蜜的植物源和地源性溯源分析，以及用于蜂蜜的質(zhì)量控制。

大米是世界上近一半人口的主食，研究大米溯源技術(shù)非常重要，以防止大米標(biāo)簽錯誤、摻假、以次充好等問題。Pracha等[33]建立了基于高分辨電感耦合等離子體質(zhì)譜(HR-ICP-MS)方法對泰國大米溯源的方法。主成分分析(PCA)和判別分析(DA)等多元數(shù)據(jù)分析方法顯示泰國茉莉花大米可通過多元素標(biāo)志物與國外稻谷樣品進行區(qū)分。此外，DA顯示該模型可以根據(jù)大米產(chǎn)地(北部、東北部或中部)區(qū)分泰國大米。

Gonzálvez等[34]通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜法 (ICP-OES) 對西班牙大米樣品進行微量元素測定，以實現(xiàn)溯源分析。來自包括瓦倫西亞、塔拉戈納、穆爾西亞、埃斯特雷馬杜拉、日本、巴西和印度等共107個樣品用于建模，線性判別分析 (LDA) 結(jié)果顯示樣品中32種元素(Al、As、Ba、Bi、Cd、Ca、Cr、Co、Cu、Fe、Pb、Li、Mg、Mn、Mo、Ni、K、Se、Na、Sr、Tl、Ti、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Ho、Er 和 Yb)的含量可作為標(biāo)志物區(qū)分不同地域的大米，正確判別率為91.30%。Lange等[35]對巴西9個城市共17個生產(chǎn)地的土壤、稻谷和稻殼中的常量和微量元素進行了測定。結(jié)果顯示，籽粒中砷的種類、以及稻殼中元素可作為標(biāo)志物有效判定巴西稻谷的地理來源。

此外，Lqa等[36]研究了化肥和農(nóng)藥的施用對水稻中某些礦物質(zhì)元素的含量的影響，以排除這些礦物元素對大米溯源模型的準(zhǔn)確性的影響。首先進行了不同施肥和農(nóng)藥用量的田間實驗，采用ICP-MS進行元素測定。結(jié)果顯示，受肥料影響顯著的元素有Fe、Co、Ni、Se、Rh、Eu、Pr、Tl和Pt。受農(nóng)藥影響顯著的元素是Al、Co和Ni。排除上述元素后，F(xiàn)isher判別法結(jié)果顯示剩下的元素可作為標(biāo)志物且對大米溯源判別的準(zhǔn)確性為98.9%。

總之，ICP-MS依賴于食品中的元素組成和含量對食品進行溯源分析，由于基于元素的溯源標(biāo)志物依賴于食品的生長環(huán)境，因此在食品產(chǎn)地溯源中應(yīng)用較廣，且準(zhǔn)確度較高。但是依賴元素的標(biāo)志物技術(shù)對地源接近的食品判別準(zhǔn)確度不高，需結(jié)合其他技術(shù)聯(lián)合使用。

1.3 DNA指紋圖譜技術(shù)

DNA指紋圖譜技術(shù)是建立在DNA分子標(biāo)記的基礎(chǔ)上，以生物個體間核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標(biāo)記(分子標(biāo)記)[37]。該技術(shù)可直接在DNA水平上檢測生物個體間的差異，是生物個體在DNA水平上遺傳變異的直接反映?，F(xiàn)代分子生物學(xué)將分子標(biāo)記( Molecular marker) 定義為：染色體上特定的、可辨別的物理區(qū)域，其遺傳能夠被監(jiān)測。DNA 指紋技術(shù)可應(yīng)用于動、植以及微生物源性產(chǎn)品的真?zhèn)舞b定、摻假鑒定以及名特優(yōu)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源鑒定。其中RFLP (restriction fragment length polymorphism)、SSR ( Simple sequence repeat )、ISSR(inter-simple sequence repeat) 以及SNP(Single nucleotide polymorphism) 等DNA指紋技術(shù)已成為目前食品真?zhèn)舞b定、產(chǎn)地溯源的主流分子生物學(xué)技術(shù)。食品中的特征SSR和SNP等均是實現(xiàn)產(chǎn)地溯源的有效標(biāo)志物?；贒NA的溯源技術(shù)依賴于食品原料的標(biāo)記進行溯源分析，準(zhǔn)確度更高，但是適用范圍不廣。比如一些食品在加工過程中，其DNA會被破壞，如烘焙、輻照等均可以對DNA造成傷害。

SNP是指同一位點的不同等位基因之間個別核苷酸的差異，這種差異包括單個堿基的缺失或插入。采用SNP可以實現(xiàn)對個體的區(qū)分，被公認為最有應(yīng)用前景的遺傳標(biāo)記[38]。Dimauro等[39]采用單核苷酸多態(tài)性芯片對意大利荷斯坦牛、布朗牛和西門塔爾牛三個牛品種的公牛進行了基因分型和鑒別。判別結(jié)果顯示，340個SNP位點能在染色體水平上對三個品種的牛進行正確鑒定。最終選擇了一組包含48個SNPs的方法用于開發(fā)新的快檢程序。

SSR也稱為微衛(wèi)星DNA (Microsatellite DNA)，是一類由幾個核苷酸(一般為1～6個)為重復(fù)單位組成的長達幾十個核苷酸的串聯(lián)重復(fù)序列。每個SSR兩側(cè)的序列一般是相對保守的單拷貝序列，用于設(shè)計引物[40]。由于SSR重復(fù)數(shù)目變化很大，所以SSR標(biāo)記能揭示比RFLP更高的多態(tài)性，此即SSR標(biāo)記的原理。Vietina等[41]對歐洲21個單品種橄欖油進行了9個核型和2個短型SSR分析。結(jié)果顯示，利用本文所研究的SSR標(biāo)記作為標(biāo)志物，可以對橄欖油進行溯源分析。除此以外，Silletti等[42]基于微管蛋白多態(tài)性(TBP)的DNA指紋圖譜開發(fā)了一種新的檢測方法TBP-light，TBP作為特征標(biāo)志物已被用于不同小麥鑒定、小麥和其他谷物的鑒定中。

對于植物油而言，由于經(jīng)過壓榨、脫酸等步驟，所以油中很難提取到高純度的DNA，限制了基于DNA的植物油溯源技術(shù)的發(fā)展。Su等[43]建立了一種簡便、靈敏、高效的基于DNA的植物油種鑒定和可追溯性的檢測工具。提出了一種基于非二氧化硅基雙極性納米復(fù)合材料的DNA提取方法，該納米顆粒包括親水性聚甲基丙烯酸甲酯核，其具有豐富的毛細血管、修飾有DNA親和力的分子的親水性泡以及涂層疏水聚苯乙烯層。納米顆粒溶于油，從水相中吸附DNA，DNA回收率高。因此，從完全精制植物油大豆、花生、菜籽和棉籽油中提取的DNA純度很高，可通過實時熒光定量PCR，以葉綠體基因ribulose-1,5-二磷酸(rbcL)為靶點進行擴增，通過對兩種或三種油料的混合植物油的種類和配比的測定，可以確定植物油來源種類及其配比。

DNA指紋圖譜技術(shù)依賴于食品原料中基因內(nèi)部序列的差異對食品進行溯源，因此準(zhǔn)確度更高。同時，如以SNP為特征標(biāo)志物的溯源分析可以達到個體水平的鑒定，因此在食品溯源領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。另外，隨著DNA提取方法和PCR方法的不斷發(fā)展，基于SSR、SNP等標(biāo)志物的溯源技術(shù)將有很大的發(fā)展空間。

1.4 多技術(shù)聯(lián)合分析

有的食品基質(zhì)較復(fù)雜，基于單一的溯源技術(shù)確定的特征標(biāo)志物難以實現(xiàn)對食品的產(chǎn)地或品種進行準(zhǔn)確判別，往往聯(lián)合三種及以上技術(shù)進行食品中成分和元素等特征標(biāo)志物的分析，達到對食品準(zhǔn)確溯源的目的。多技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用，尤其適用于對復(fù)雜食品，或者地源很近的食品溯源分析，通過聯(lián)合不同水平和種類的特征標(biāo)志物，可以提高溯源的準(zhǔn)確度。

基于元素和無機化合物的溯源分析可以對食品的地理來源進行較好的判別，目前已有很多關(guān)于大米溯源技術(shù)的研究。Zhi等[44]采用IR-MS和ICP-MS分析了我國不同產(chǎn)區(qū)的粳米與東南亞(泰國和馬來西亞)地區(qū)的粳米的7個穩(wěn)定同位素比值(δ13C、δ15N、δ18O、207/206Pb和208/207Pb)和25個元素濃度(Na、Ca、Fe、Zn、Rb、Ag、Cd等)，建立了PCA和LDA模型。經(jīng)交叉驗證，結(jié)果顯示這些標(biāo)志物對我國不同產(chǎn)地稻谷樣品的“盲樣”檢驗準(zhǔn)確率均高于90.0%，東南亞進口稻谷樣品的“盲樣”檢驗準(zhǔn)確率均高于85.0%。Wang等[45]以中國6個水稻生產(chǎn)省(黑龍江、吉林、江蘇、浙江、湖南和貴州)和亞洲4個水稻生產(chǎn)國(泰國、馬來西亞、菲律賓和巴基斯坦)的水稻樣品為研究對象，分析了不同海拔、不同緯度、不同耕作方式栽培的不同品種水稻的穩(wěn)定同位素特征，對不同地理特征的樣品進行了基于δ13C、δ15N、δ18O、207/206Pb和208/207Pb等特征標(biāo)志物的PCA和DA模型建立。

Bontempo等[46]利用IR-MS、ICP-MS和離子色譜法(IC)測了西紅柿中13C/12C、15N/14N、18O/16O、D/H、34S/32S等5種同位素比率及礦物元素Li、Be、B等46種礦物元素和硝酸鹽、氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽等4種化合物的含量，并利用線性判別分析對Gd、La、δ34S、δ15N等17種成分進行了判別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些標(biāo)志物對意大利三個區(qū)域皮埃蒙特、艾米利亞-羅馬涅和阿普利亞的西紅柿的交叉驗證正確率在95%以上。

結(jié)合食品成分分析和DNA指紋圖譜技術(shù)，有利于聯(lián)合食品原料中品種的差異信息，對食品進行正確溯源和判別。Haiyan等[47]研究了小麥來源、基因型及其相互作用，為根據(jù)小麥籽粒指紋圖譜的地理溯源提供參考，表明小麥基因型也可以作為標(biāo)志物來指示小麥來源。Locatelli等[48]測定了意大利榛子中的脂肪酸譜、多酚含量和DNA指紋圖譜、抗氧化性和蛋白質(zhì)形態(tài)。包含化學(xué)和基因組數(shù)據(jù)集的主成分分析(PCA)結(jié)果顯示以上這些標(biāo)志物可以區(qū)分不同地方的同一品種的榛子。同時，基因組數(shù)據(jù)證實RAPD能夠區(qū)分相同地域不同品種的榛子。

色譜-質(zhì)譜技術(shù)與元素分析技術(shù)相結(jié)合的方式進行食品溯源分析具有較好的適用性和應(yīng)用前景。Marisol等[49]采用HPLC-MS/MS、ICP-MS和原子吸收光譜(AAS)對羅馬尼亞兩個不同產(chǎn)區(qū)的22種葡萄酒進行了分析，PCA結(jié)果顯示，酚類化合物中(+)-兒茶素、(-)-表兒茶素、對香豆酸、阿魏酸和白藜蘆醇以及無機元素Ba、Be、Cr、Cs、Li、Mg、Na、Ni、Sr、U和Zn是區(qū)分不同品種葡萄酒有效的標(biāo)志物。Daniela等[50]研究了意大利和亞洲枸杞的不同，結(jié)合ICP-MS、HPLC-MS/MS、IR-MS三種分析方法，確定了5種穩(wěn)定同位素比值、57礦物元素和14類胡蘿卜素可作為特征標(biāo)志物區(qū)分兩地枸杞。Xie等[51]研采用營養(yǎng)(氨基酸)和地理參數(shù)(穩(wěn)定同位素、元素分析)追蹤來自內(nèi)蒙古五個城市共11個地區(qū)的牛奶來源。結(jié)果表明，營養(yǎng)(氨基酸)與地理圖形參數(shù)(穩(wěn)定同位素、元素)相結(jié)合是最佳的溯源標(biāo)志物。

關(guān)于食品產(chǎn)地溯源的研究很少集中在城市，或者縣域甚至更小區(qū)域，但小區(qū)域食品可追溯性是研究的趨勢和難點。因為，當(dāng)可追溯性區(qū)域非常接近時，需要找到新的參數(shù)來增強小范圍區(qū)域可追溯性的準(zhǔn)確性。因此，色譜-質(zhì)譜技術(shù)與元素分析技術(shù)相結(jié)合的方式為提高溯源準(zhǔn)確度，以及研究小區(qū)域食品溯源提供了新的思路。

2 總結(jié)與展望

食品溯源技術(shù)是基于能夠表征食品品種和地域特征的化學(xué)、生物分析方法和多元數(shù)理統(tǒng)計方法建立的一套甄別食品來源的技術(shù)體系。不同溯源技術(shù)的檢測指標(biāo)和基本原理不同，但關(guān)鍵是探尋和表征不同來源食品的特異性標(biāo)志物。食品種類繁多、生長區(qū)域廣闊，而且地理指紋信息還受季節(jié)、年際等因素的影響，因此，需要不斷探索研究與食品地域和品種密切相關(guān)，且相對穩(wěn)定的溯源指標(biāo)體系，建立穩(wěn)定、有效、實用的判別模型。此外，食品產(chǎn)地溯源技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，判別模型和數(shù)據(jù)庫的信息化、網(wǎng)絡(luò)化能提高其應(yīng)用效率，擴大其應(yīng)用范圍，是今后重要的研究方向。