柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

田甜，郭自國(guó)，周天明，高進(jìn)，趙靜，余靜，曾軍，唐澈，王偉，吳君哲，陳華斌，楊艷

（湖北省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（武漢），湖北武漢 430070）

柑橘屬（CitrusL.）是蕓香科（RutagraveolensL.）的一屬，常稱柑橘，性喜溫暖濕潤(rùn)氣候，屬于分布在熱帶、亞熱帶地區(qū)的常綠果樹，其中以甜橙、柚、橘、柑、枸櫞、檸檬和金柑為主要栽培品種。自2007 年以來(lái)，我國(guó)柑橘種植面積和產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，2020 年我國(guó)柑橘種植面積達(dá)到269.69 萬(wàn)hm2，2021 年我國(guó)柑橘產(chǎn)量達(dá)到5 595.61 萬(wàn)t，市場(chǎng)需求量達(dá)到了5 596.96 萬(wàn)t。目前柑橘已成為我國(guó)產(chǎn)量最高和消費(fèi)量最大的水果。

我國(guó)柑橘種植具有明顯的區(qū)域性特征，其中湖北省是我國(guó)柑橘主產(chǎn)省份之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，2021 年柑橘種植面積達(dá)到23.95 萬(wàn)hm2，柑橘產(chǎn)量達(dá)到532.38 萬(wàn)t，至今湖北省已有超過(guò)4 000 家柑橘相關(guān)企業(yè)。湖北省柑橘種植集中，分布呈現(xiàn)“兩江一區(qū)”格局，即長(zhǎng)江中游柑橘帶、清江流域帶和丹江庫(kù)區(qū)，其中宜昌市有著得天獨(dú)厚的地理氣候環(huán)境和土壤條件，適宜種植柑橘，也是全國(guó)最大的寬皮柑橘生產(chǎn)基地。宜昌現(xiàn)已擁有“宜昌蜜桔”、“秭歸臍橙”、“清江椪柑”這三大柑橘類水果的地理標(biāo)志產(chǎn)品，而且多次榮獲國(guó)家、行業(yè)以及湖北省授予的各項(xiàng)褒獎(jiǎng)，生產(chǎn)的柑橘遠(yuǎn)銷海內(nèi)外。柑橘產(chǎn)業(yè)為湖北省農(nóng)村發(fā)展帶來(lái)了重大的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)著湖北省的鄉(xiāng)村振興。

我國(guó)深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“三品一標(biāo)”，旨在發(fā)展一批具有地域特色、風(fēng)味獨(dú)特、產(chǎn)品特性鮮明以及有影響力的農(nóng)產(chǎn)品品牌，推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并實(shí)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的全程追溯管理，這對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民收入的提高，消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的追求也越來(lái)越高，但在柑橘的生產(chǎn)銷售整個(gè)鏈條上，出現(xiàn)了不少引人注目的質(zhì)量問(wèn)題。由于柑橘現(xiàn)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏重于生產(chǎn)技術(shù)方面的引導(dǎo)，缺乏全程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在柑橘銷售過(guò)程中，很多沒有進(jìn)行有效的質(zhì)量分級(jí)處理，包裝中的果品質(zhì)量參差不齊，甚至有不法商販以次充好；另外，一些柑橘品種（如：耙耙柑、丑橘等）因其獨(dú)特的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而深受大眾喜愛，地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品（如：贛南臍橙、秭歸臍橙等）也因其獨(dú)特的地理和氣候等條件而形成該產(chǎn)品特有的品質(zhì)特性，但有柑橘生產(chǎn)企業(yè)或農(nóng)戶在思想上沒有形成地理標(biāo)志和品牌意識(shí)[3]，對(duì)“三品一標(biāo)”農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展不夠重視，導(dǎo)致混淆柑橘品種、混淆產(chǎn)地以及不規(guī)范使用產(chǎn)品地理標(biāo)志等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，甚至有些不法商販為謀取利益，魚目混珠，造假柑橘品種和產(chǎn)地。這些都最終損害了消費(fèi)者權(quán)益，影響了柑橘產(chǎn)品品牌形象，破壞了市場(chǎng)環(huán)境。所以研究柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源技術(shù)并將成熟的技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的監(jiān)管工作中很有現(xiàn)實(shí)意義。

目前已有的報(bào)道尚缺乏對(duì)柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源技術(shù)研究進(jìn)展的系統(tǒng)性梳理和總結(jié)。本文分別對(duì)穩(wěn)定同位素和多元素分析、代謝組學(xué)分析、風(fēng)味物質(zhì)分析、光譜分析及核酸擴(kuò)增檢測(cè)等技術(shù)在柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源研究中的應(yīng)用進(jìn)行了梳理和綜述，并總結(jié)了各類檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了目前有關(guān)湖北省臍橙的產(chǎn)地和品質(zhì)等級(jí)鑒別研究存在的不足，同時(shí)對(duì)今后的研究方向作出了展望。以期完善秭歸臍橙的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，為湖北省臍橙的產(chǎn)地溯源和質(zhì)量監(jiān)管提供一定的技術(shù)支撐，進(jìn)而維護(hù)消費(fèi)者和果農(nóng)的權(quán)益，實(shí)現(xiàn)湖北省臍橙產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源技術(shù)研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已在農(nóng)產(chǎn)品真實(shí)性溯源方面開展了諸多研究，包括產(chǎn)地溯源、品種品質(zhì)鑒別、年份鑒別、真?zhèn)舞b別、摻假、種植方式和養(yǎng)殖方式的溯源等領(lǐng)域。目前農(nóng)產(chǎn)品真實(shí)性溯源技術(shù)主要包括標(biāo)簽二維碼技術(shù)、核酸鑒別技術(shù)、儀器分析與化學(xué)計(jì)量學(xué)相結(jié)合建立判別模型的技術(shù)等，其中儀器分析技術(shù)主要包括基于農(nóng)產(chǎn)品多元素含量（電感耦合等離子體發(fā)射光譜（Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer，ICP-AES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）等）、穩(wěn)定同位素比值（穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀（Stable Isotope Ratio Mass Spectrometer，IR-MS）等））、代謝組學(xué)分析（超高效液相色譜-四極桿串聯(lián)飛行時(shí)間質(zhì)譜（Ultra High Performance Liquid Chromatography-Quadrupole Tandem Time of Flight Mass Spectrometry，UPLC-QTOF-MS）等）、風(fēng)味特征（氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（Gas Chromatography Mass Spectrometry，GC-MS）、電子鼻等）以及近紅外光譜（傅立葉變換近紅外光譜儀（Fourier Transform Near Infrared Spectrometer，F(xiàn)T-NIR）等）等技術(shù)，采用的化學(xué)計(jì)量學(xué)分析主要包括主成分分析（Principal Component Analysis，PCA ）、層次聚類分析（Hierarchical Cluster Analysis，HCA）、偏最小二乘-判別分析（Partial Least Squares-Discriminant Analysis，PLS-DA）、正交偏最小二乘-判別分析（Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis，OPLS-DA）、線性判別分析（Linear Discriminant Analysis，LDA）、決策樹預(yù)測(cè)分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)分析（Back Propagation-Artificial Neural Network，BP-ANN）、支持向量機(jī)（Support Vector Machine，SVM）以及K 最近鄰法（k-Nearest Neighbor，kNN）等多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)。

1.1 穩(wěn)定同位素和多元素分析應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的研究現(xiàn)狀

農(nóng)產(chǎn)品中礦質(zhì)元素、稀土元素含量以及穩(wěn)定同位素比值因其種植的地理環(huán)境、氣候、土壤、品種以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等因素的差異而形成具有產(chǎn)地特性、品種特性和質(zhì)量等級(jí)特性的指紋信息，是用來(lái)指示農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地、品種和品質(zhì)的重要指標(biāo)，其中，農(nóng)產(chǎn)品中穩(wěn)定同位素由于分餾效應(yīng)，使得同位素比值對(duì)其產(chǎn)地環(huán)境有重要的指示作用。Katerinopoulou 等[4]學(xué)者經(jīng)統(tǒng)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)資料，得出IR-MS、ICP-MS 以及二者相結(jié)合的技術(shù)被廣泛用于各種農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源。

1.1.1 國(guó)內(nèi)研究

在國(guó)內(nèi)研究中，穩(wěn)定同位素和多元素分析技術(shù)應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品的真實(shí)性溯源相關(guān)報(bào)道較少。張智印等[5]探討了基于稀土元素指紋對(duì)寧都不同基巖區(qū)臍橙判別的可行性，結(jié)果表明，通過(guò)Fisher 線性判別分析（Fisher Linear Discriminant Analysis，F(xiàn)LDA）建立的模型，其交叉驗(yàn)證的整體判別正確率為82.4%，模型可靠，進(jìn)一步分析得出對(duì)判別模型貢獻(xiàn)較大的稀土元素為釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鉺Er。潘少香等[6]通過(guò)ICP-MS 測(cè)定了春見蜜柑、不知火、茂谷柑這3個(gè)不同品種不同產(chǎn)地的27 個(gè)柑橘樣品中Na、K、Mg、Mn、Ca、Fe、Zn、Cu 共8 種礦質(zhì)元素含量，采用PCA和HCA，結(jié)果表明，K、Mg、Zn、Cu、Mn、Fe 是不同品種柑橘的特征元素，品種帶來(lái)的元素含量差異顯著大于由產(chǎn)地環(huán)境引起的差異。張妍[7]開展了橙汁特征性理化品質(zhì)分析與鑒偽方法研究，基于各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)和礦質(zhì)元素Cu、Fe、Mg、Mn、Zn 對(duì)不同類型的橙汁（濃縮復(fù)原果汁和鮮榨果汁）進(jìn)行線性判別分析，回代檢驗(yàn)表明判別正確率為100%。Xu 等[8]基于金屬元素的同位素指紋分析技術(shù)對(duì)賓川縣柑橘進(jìn)行了產(chǎn)地溯源研究，該研究通過(guò)ICP-MS 測(cè)定了柑橘果肉中Ni、Cu、Zn、Sr、Mo、Ag、Ba、Pb 這8 種元素的穩(wěn)定同位素豐度，采用PCA、LDA 和PLS 對(duì)來(lái)自云南賓川、廣西南寧、浙江衢州、湖北秭歸以及四川蒲江這5 個(gè)產(chǎn)地的67 個(gè)柑橘樣品進(jìn)行判別分析，結(jié)果表明，回代檢驗(yàn)判別正確率為97.0%，交叉驗(yàn)證正確率為92.5%。

1.1.2 國(guó)外研究

國(guó)外的研究中基于穩(wěn)定同位素和多元素技術(shù)對(duì)柑橘屬產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)性溯源的研究已有很多報(bào)道，如表1 所示。Simpkins 等[9]表明澳大利亞與巴西的鮮橙果皮提取物以及橙汁中多種元素含量差異顯著，而且在澳大利亞不同種植地區(qū)的橙汁中Rb、K、P、Co、Ni、B 等元素含量差異顯著，推測(cè)可能與種植土壤中的元素含量有關(guān)，也可能與砧木的類型有關(guān)。Romero等[10]表明柑橘果實(shí)中微量元素對(duì)柑橘產(chǎn)地具有指示作用，且工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的柑橘果實(shí)中微量元素Zn、Ni、Cu、Pb、As 含量較高。Bontempo 等[11]表明，不同柑橘品種對(duì)穩(wěn)定同位素比值的影響不大，而收獲年份和產(chǎn)地對(duì)穩(wěn)定同位素比值有一定的影響，說(shuō)明穩(wěn)定同位素比值對(duì)柑橘收獲年份和產(chǎn)地有一定指示作用，而對(duì)柑橘品種的指示作用較弱；Bontempo 等[11]同時(shí)證明了柑橘汁中添加水后果汁中植物水的δ18O 和果肉中δ18O 明顯減小，添加C4 植物糖后果肉中δ13C 和總糖中δ13C 明顯增大，證實(shí)了生物元素同位素比值在鑒定濃縮復(fù)原果汁或摻假果汁中的重要應(yīng)用。Yunianta等[12]揭示了2H、18O 以及乙醇中2H 穩(wěn)定同位素比在橙汁或葡萄酒濃縮過(guò)程中發(fā)生的分餾效應(yīng)，探究了額外添加的水或蔗糖對(duì)C、H、O 穩(wěn)定同位素比率的影響，以此鑒別摻假橙汁和摻假葡萄酒。

Laursen 等[13]總結(jié)了多元素和穩(wěn)定同位素技術(shù)在有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品鑒定中的應(yīng)用，表明由于有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品和傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的種植在施肥實(shí)踐中的差異直接影響了農(nóng)產(chǎn)品中的元素和同位素組成，因此多元素或穩(wěn)定同位素分析可用于有機(jī)認(rèn)證，而且這2 項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用所建立的模型更可靠。Rapisarda 等[14]表明，不同種類肥料處理對(duì)柑橘果實(shí)品質(zhì)和含氮化合物影響均不顯著，對(duì)于生物元素的穩(wěn)定同位素，在動(dòng)物源肥料或蔬菜堆肥條件下生長(zhǎng)的柑橘果實(shí)中的δ15N 值顯著高于化肥處理，而δ13C、δ2H、δ34S 和δ18O 值在不同處理下差異均不顯著，該研究證明了果實(shí)中δ15N 值對(duì)柑橘有機(jī)栽培和常規(guī)栽培的指示作用。Camin 等[15]研究表明在去除柑橘產(chǎn)地、品種和生產(chǎn)年份等變異因素時(shí)，結(jié)合同位素和品質(zhì)指標(biāo)，利用多元統(tǒng)計(jì)分析建立最優(yōu)判別模型，可以用來(lái)鑒別有機(jī)柑橘和常規(guī)柑橘。

Van 等[16]表明氣相色譜-燃燒-同位素比值質(zhì)譜法（Gas Chromatography-Combustion Isotope Ratio Mass Spectrometry，GC-C-IRMS）能夠檢測(cè)食品中香氣化合物、糖、氨基酸和二氧化碳等穩(wěn)定同位素比值，被廣泛用于鑒定合成和天然成分、原料造假、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品和傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品、地理標(biāo)志產(chǎn)品等研究。Schipilliti 等通過(guò)頂空固相微萃?。℉eadspace Solid Phase Microextraction，HS-SPME）結(jié)合GC-C-IRMS 分別對(duì)柑橘精油[17-20]和柑橘利口酒[21]的摻假進(jìn)行了鑒別，結(jié)果表明柑橘精油或柑橘利口酒揮發(fā)物中的δ13C 值可成功鑒別真?zhèn)魏蛽郊?，而且在利口酒、飲料和糖果等橙味食品中，橙味?lái)源的真實(shí)性可以根據(jù)揮發(fā)物特別是醛類的δ13C 值進(jìn)行評(píng)估[17]。Guyon 等[22]對(duì)不同地理來(lái)源的35 個(gè)檸檬和酸橙樣品進(jìn)行了分析，得出檸檬酸、葡萄糖和果糖的δ13C 值分別為25.40‰、23.83‰和25.67‰，再對(duì)市場(chǎng)上購(gòu)買的30 個(gè)果汁（24 個(gè)“純果汁”和6 個(gè)“濃縮果汁”）樣品進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)有10個(gè)樣品δ13C 值超出了范圍，推測(cè)添加了“C4”型有機(jī)酸或糖。

1.1.3 小結(jié)

綜上所述，對(duì)于穩(wěn)定同位素和多元素技術(shù)在柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已有的研究主要是基于礦質(zhì)元素、稀土元素和金屬元素的同位素等技術(shù)并結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)柑橘產(chǎn)地、品種以及果汁類型（鮮榨果汁和濃縮復(fù)原果汁）進(jìn)行溯源，結(jié)果均較為理想，但相關(guān)研究甚少，分析技術(shù)上也缺乏對(duì)C、H、O、N、S 等生物組成元素的穩(wěn)定同位素比值進(jìn)行分析探討，溯源領(lǐng)域上在柑橘屬產(chǎn)品品質(zhì)鑒別、種植方式鑒別和摻假等領(lǐng)域的研究尚為空白，今后可在這些方面開展研究，探討穩(wěn)定同位素和多元素分析應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品各類溯源領(lǐng)域中的可行性。而國(guó)外已有大量相關(guān)研究，應(yīng)用的分析技術(shù)包括礦質(zhì)元素分析、生物元素的穩(wěn)定同位素比值分析以及代謝產(chǎn)物中的碳元素穩(wěn)定同位素比值分析等技術(shù)，溯源領(lǐng)域包括柑橘產(chǎn)地溯源、果汁摻假、有機(jī)產(chǎn)品鑒定以及合成和天然成分鑒定等，結(jié)果均表明可行。對(duì)于礦質(zhì)元素分析，靈敏度高且結(jié)果穩(wěn)定可靠，但測(cè)定過(guò)程中前處理復(fù)雜，而且礦質(zhì)元素含量受諸多因素影響[24]；對(duì)于穩(wěn)定同位素分析，前處理簡(jiǎn)單，所需樣品量極少，但對(duì)小區(qū)域范圍內(nèi)的產(chǎn)地鑒別可能不理想[24]，而且儀器昂貴，測(cè)定成本較高。

1.2 代謝組學(xué)分析技術(shù)應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的研究現(xiàn)狀

農(nóng)產(chǎn)品中小分子代謝產(chǎn)物也會(huì)因產(chǎn)地環(huán)境、品種以及品質(zhì)等級(jí)的不同而存在著差異性，代謝組學(xué)技術(shù)是一種非靶點(diǎn)的對(duì)小分子代謝物進(jìn)行高通量的代謝分析方法，主要是尋找不同的產(chǎn)地環(huán)境、不同的品種或品質(zhì)等級(jí)的樣品中有顯著差異的代謝化合物，并鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而探明所研究對(duì)象的代謝途徑。其中農(nóng)產(chǎn)品的風(fēng)味特征也會(huì)因產(chǎn)地、品種或品質(zhì)不同而有差異，所以通過(guò)分析農(nóng)產(chǎn)品的香氣成分等風(fēng)味物質(zhì)來(lái)進(jìn)行真實(shí)性溯源也是一種常見的鑒別方法。

1.2.1 國(guó)內(nèi)研究

在國(guó)內(nèi)研究中，基于代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)柑橘屬產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)性溯源的研究已有相關(guān)報(bào)道，尤其是對(duì)基于柑橘屬產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行溯源的研究有很多，如表2所示。祝愛艷[25]基于代謝組學(xué)技術(shù)構(gòu)建了贛南臍橙產(chǎn)地溯源模型，結(jié)果表明，通過(guò)GC-MS 分析臍橙果肉的揮發(fā)性成分或者通過(guò)LC-TOF/MS 分析臍橙果肉的水溶性成分，再結(jié)合OPLS-DA 建立的判別模型均可以成功區(qū)分贛南臍橙和非贛南臍橙。Li 等[26]利用UPLC-QTOF-MS 對(duì)我國(guó)不同產(chǎn)地臍橙進(jìn)行了鑒別，結(jié)果表明，結(jié)合有監(jiān)督的OPLS-DA 建立的模型對(duì)贛南臍橙和非贛南臍橙有較好的區(qū)分，要優(yōu)于無(wú)監(jiān)督的PCA 模型，而且發(fā)現(xiàn)非贛南地區(qū)的臍橙果肉中有機(jī)酸含量明顯高于贛南地區(qū)，推斷土壤和氣候的綜合影響可能是決定贛南地區(qū)臍橙風(fēng)味的主導(dǎo)因素，這為贛南臍橙的鑒別提供了理論依據(jù)；同時(shí)Li 等[26]闡明了目前研究存在樣本分布局限性等不足，需從不同年份收集更多樣品來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。何晨曦[27]首次利用核磁共振技術(shù)結(jié)合模式識(shí)別方法對(duì)中國(guó)湖南、湖北、四川和廣西這4 個(gè)產(chǎn)地的甜橙進(jìn)行了有效區(qū)分。

在基于風(fēng)味物質(zhì)研究中，張妍[7]通過(guò)橙汁中香氣成分來(lái)鑒別濃縮復(fù)原果汁和非濃縮果汁，共鑒定了127 種芳香化合物，采用FLDA 建模，回代檢驗(yàn)的判別正確率為100%。劉韜等[28]通過(guò)頂空固相微萃取氣相色譜質(zhì)譜（Headspace Solid Phase Microextraction Gas Chromatography Mass Spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技術(shù)探究了紐荷爾臍橙果汁及其果酒的香氣成分，結(jié)果表明果汁中香氣成分主要為D-檸檬烯（33.74%）和巴倫西亞橘烯（25.12%），果酒中香氣成分主要為4-萜烯醇（13.45%）、芳樟醇（8.54%）、苯乙醇（8.45%）以及高級(jí)脂肪酸乙酯；通過(guò)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)測(cè)定了果汁和果酒中苦味物質(zhì)含量，其中果汁中主要苦味物質(zhì)為橙皮苷、檸檬苦素、橙皮素和諾米林，果酒中主要苦味物質(zhì)為橙皮苷、檸檬苦素、橙皮素。劉振[29]探討了不同砧木對(duì)砂糖橘果肉香氣的影響，結(jié)果表明，不同砧木的砂糖橘果肉香氣成分有顯著差異，粗檸檬砧砂糖橘果肉在香氣品質(zhì)上明顯優(yōu)于其他砧木品種，可見柑橘屬果肉中香氣成分可用于鑒別柑橘屬品種。王登亮等[30]表明椪柑的總香氣含量在大棚栽培下的增長(zhǎng)速率比露天栽培更快，所以柑橘屬果實(shí)的香氣成分對(duì)鑒別柑橘的栽培模式有一定指示作用。周琦等[31]表明不同品種溫州蜜柑果汁的特征香氣成分為別羅勒烯、2-已烯醛、L-香芹酮、十二醛、紫蘇醛、香茅醇和百里酚。高歌等[32]通過(guò)固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜-嗅聞儀（Gas Chromatography-Mass Spectrometry-Olfactory Instrument，GC-MS-O）聯(lián)用技術(shù)對(duì)我國(guó)不同產(chǎn)地和不同品種的柚子香氣成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明，結(jié)合PLS-DA 方法建模實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同品種柚子的鑒別，其中青草味、薄荷味、花香味和松香味可作為區(qū)分不同品種柚子的主要特征風(fēng)味。周琦等對(duì)[33]橙汁與寬皮橘汁的關(guān)鍵香氣進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，對(duì)傘花烴、巴倫西亞橘烯和γ-松油烯決定了甜橙汁的主體風(fēng)味，α-蒎烯、癸醛和β-蒎烯決定了寬皮橘汁的主體風(fēng)味。羅振玲等[34]采用頂空固相微萃取-氣相色譜-四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定了紅美人柑橘果皮中的香氣成分，結(jié)果表明紅美人柑橘果皮中主要含有D-檸檬烯、β-月桂烯、癸醛、芳樟醇、α-蒎烯、香茅醛、壬醛、4-松油醇、γ-松油烯這9 種香氣成分。馬冬等[35]利用GC-MS 鑒定了6 類柑橘水果果皮精油中的香氣成分，表明果皮精油中香氣成分相對(duì)含量較高的化合物為D-檸檬烯、芳樟醇和癸醛。Liu 等[36]基于果皮和葉片的揮發(fā)性成分探究了莽山野柑的植物學(xué)分類，結(jié)果表明，共檢測(cè)到145 個(gè)已鑒定和15 個(gè)未鑒定的揮發(fā)性化合物，通過(guò)HCA 表明，柑橘屬、枳屬和金橘屬這3個(gè)屬幾乎完全分開，對(duì)于柑橘屬，HCA 表明枸櫞區(qū)、柚區(qū)和寬皮柑橘區(qū)分別為3 個(gè)亞組，而且莽山野柑含有與柚子相似的揮發(fā)性化合物，證明基于果皮和葉片揮發(fā)性成分對(duì)柑橘屬產(chǎn)品進(jìn)行品種鑒別的技術(shù)可行，尤其是對(duì)于雜柑品種。

1.2.2 國(guó)外研究

在國(guó)外研究中，基于代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)柑橘屬產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)性溯源也有相關(guān)報(bào)道。Jandri? 和Cannavan[40]基于UPLC-QTOF/MS 分析技術(shù)開展了對(duì)柑橘果實(shí)或果汁進(jìn)行真實(shí)性鑒別的研究，通過(guò)非靶標(biāo)代謝組學(xué)分析結(jié)合PCA、OPLS-DA 對(duì)不同種類柑橘屬水果、不同產(chǎn)地的柑橘以及鮮榨或濃縮復(fù)原橙汁進(jìn)行了判別，回代檢驗(yàn)表明對(duì)不同種類柑橘屬水果以及不同產(chǎn)地的柑橘判別正確率均為100%，對(duì)鮮榨或濃縮復(fù)原橙汁的判別正確率為70%，最后該研究小組通過(guò)自制1%～5%的摻假果汁作為驗(yàn)證樣本集對(duì)分類模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明摻假果汁與正品明顯被區(qū)分，證明該方法對(duì)柑橘類果實(shí)和果汁的真實(shí)性鑒別可行。Salazar等[41]利用核磁共振指紋圖譜結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析PCA、PLS-DA 成功區(qū)分了阿根廷2 個(gè)主要產(chǎn)區(qū)柑橘的原產(chǎn)地，而且得出檸檬酸和乙醇是對(duì)產(chǎn)地溯源貢獻(xiàn)較大的關(guān)鍵組分。

Delort 等[42]通過(guò)GC-MS 對(duì)3 個(gè)柑橘品種的果皮揮發(fā)物進(jìn)行了探究，并首次從柑橘屬中提取了6 個(gè)化合物，一些揮發(fā)性化合物對(duì)某個(gè)品種具有特異性，可以作為該品種的標(biāo)志物，所以柑橘屬果皮揮發(fā)物的分析也可應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源。Boelens和Jimenez[43]采用氣相色譜火焰離子化檢測(cè)器（Gas Chromatography Flame Ionization Detector，GC-FID）和GC-MS 測(cè)定了意大利和西班牙4 個(gè)柑橘屬品種（檸檬、甜橙、酸橙、柑橘）果皮精油中的揮發(fā)性成分，分析表明，兩國(guó)甜橙精油的主要揮發(fā)性成分含量無(wú)顯著差異，而對(duì)于其他3 個(gè)品種，與意大利相比，西班牙精油中含有更多的檸檬烯、倍半萜類化合物以及一些苯系衍生物，推測(cè)因?yàn)閮蓢?guó)氣候差異導(dǎo)致（意大利為沿海氣候，而西班牙為類沙漠氣候）。

1.2.3 小結(jié)

綜上所述，對(duì)于代謝組學(xué)技術(shù)在柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已有的研究中有基于LC-MS/MS、LC-TOF/MS 或核磁共振技術(shù)分析柑橘果肉中水溶性或醇溶性的小分子代謝產(chǎn)物，以此建立產(chǎn)地溯源模型，國(guó)外研究中有基于LC-TOF/MS 或核磁共振技術(shù)對(duì)柑橘品種、產(chǎn)地、鮮榨果汁以及果汁摻假等進(jìn)行判別的研究，但國(guó)內(nèi)和國(guó)外相關(guān)研究均較少，這些分析技術(shù)可以獲取大量的代謝物信息，進(jìn)而挖掘用于判別的標(biāo)志物，但數(shù)據(jù)量龐大，而且依賴于已有的化合物數(shù)據(jù)庫(kù)，可能由于數(shù)據(jù)庫(kù)不完整而導(dǎo)致遺漏一些重要標(biāo)志物信息，非靶向代謝組學(xué)分析易出現(xiàn)分析結(jié)果不穩(wěn)定等，氫核磁共振技術(shù)還存在分析成本高且易受食品基質(zhì)影響等劣勢(shì)[24,44]。國(guó)內(nèi)外基于風(fēng)味物質(zhì)對(duì)柑橘屬產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)性溯源的研究有很多，主要通過(guò)GC-MS 或電子鼻技術(shù)分析柑橘果汁、果肉、果皮或果皮精油中的揮發(fā)物，進(jìn)而對(duì)柑橘濃縮復(fù)原果汁、栽培模式、品種或產(chǎn)地進(jìn)行判別，該分析技術(shù)前處理簡(jiǎn)單，但柑橘揮發(fā)性成分的影響因素較復(fù)雜[45]，研究過(guò)程難以控制唯一變量，易出現(xiàn)建立的溯源模型不穩(wěn)定等。

1.3 光譜及核酸擴(kuò)增檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的研究現(xiàn)狀

因不同地域來(lái)源、不同品種或品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品其組織中化合物存在差異，所以其光譜特征也不同，近年來(lái)光譜技術(shù)由于具有準(zhǔn)確、快速、易操作等特點(diǎn)，其與多元統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合被廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的真實(shí)性追溯[24,46]。

核酸擴(kuò)增檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品的種屬真實(shí)性鑒別中應(yīng)用較廣泛，尤其是在動(dòng)物源食品和中藥材的真實(shí)性溯源中應(yīng)用較多。

1.3.1 光譜技術(shù)

國(guó)內(nèi)外關(guān)于光譜技術(shù)在柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的研究較多，例如，廖秋紅[47]采用近紅外光譜法對(duì)紐荷爾臍橙進(jìn)行產(chǎn)地溯源研究，其中通過(guò)PCA 方法對(duì)近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以果實(shí)特征信息豐富的果汁反射光譜作為信息源，分別建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)以及遺傳算法-支持向量機(jī)等3 種產(chǎn)地識(shí)別模型，結(jié)果表明，紐荷爾臍橙的近紅外光譜信息可有效應(yīng)用于產(chǎn)地快速識(shí)別，并以遺傳算法-支持向量機(jī)模型作為最優(yōu)產(chǎn)地識(shí)別模型，其中以果汁反射光譜為最佳識(shí)別信息，但對(duì)于非破壞性無(wú)損產(chǎn)地識(shí)別則以果實(shí)腰部反射光譜的識(shí)別精度最高。蘇學(xué)素等[48]采集了江西、重慶和湖南3 個(gè)產(chǎn)地臍橙樣品，在基于近紅外光譜全波段范圍內(nèi)建立了臍橙產(chǎn)地的偏最小二乘判別模型，對(duì)模型進(jìn)行回代檢驗(yàn)和交叉驗(yàn)證的預(yù)測(cè)正確率均達(dá)到了100%。饒剛福等[49]基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜對(duì)臍橙產(chǎn)地進(jìn)行快速鑒別，結(jié)果表明，通過(guò)主成分分析結(jié)合多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Principal Component Analysis-Multilayer Perceptron，PCA-MLP）法建立產(chǎn)地識(shí)別模型，對(duì)贛州4 區(qū)縣小地域范圍臍橙產(chǎn)地鑒別的訓(xùn)練集預(yù)測(cè)正確率為100%，驗(yàn)證集預(yù)測(cè)正確率為96.2%。余懷鑫[50]通過(guò)可見-近紅外光譜技術(shù)結(jié)合PLS-DA 建立模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柑橘品質(zhì)快速無(wú)損檢測(cè)的目的。張欣欣等[51]采用近紅外光譜儀獲得了120 個(gè)來(lái)自云南、湖南、廣西武鳴、廣西來(lái)賓的沃柑樣品漫反射光譜數(shù)據(jù)，通過(guò)PCA 和FLDA 建模，表明可對(duì)柑橘產(chǎn)地進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別。Fabroni 等[23]為對(duì)意大利西西里島種植的2 種柑橘屬地理標(biāo)志產(chǎn)品（血橙和檸檬）進(jìn)行產(chǎn)地鑒別，同時(shí)采集了果汁的近紅外光譜數(shù)據(jù)，結(jié)合PCA、LDA等多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)成功建立判別模型。Suphamitmongkol 等[52]基于近紅外光譜特征來(lái)區(qū)分3個(gè)泰國(guó)橙品種，結(jié)果表明結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析，最終實(shí)現(xiàn)95%的判別正確率。Ruggiero 等[53]通過(guò)近紅外光譜數(shù)據(jù)與主成分分析相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)檸檬品種和產(chǎn)地的鑒別。Shawky 等[54]將近紅外光譜技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同種類柑橘果皮的鑒別，而且表明橙皮苷和香葉木甙是特征化合物。

1.3.2 核酸擴(kuò)增技術(shù)

國(guó)內(nèi)外關(guān)于核酸擴(kuò)增技術(shù)在柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的研究相對(duì)較少。汪鵬[37]表明DNA 條形碼技術(shù)可以對(duì)茶枝柑、溫州蜜柑和福橘來(lái)源的陳皮進(jìn)行區(qū)分，但不能準(zhǔn)確鑒別茶枝柑與大紅袍來(lái)源的陳皮。Le 等[55]提出了以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與變性梯度凝膠電泳相結(jié)合的方法（PCR-DGGE 方法）作為一種新的溯源工具，可為每個(gè)品種柑橘類水果提供唯一的條形碼，使柑橘類水果的真實(shí)性溯源成為可能。

1.3.3 小結(jié)

綜上所述，對(duì)于光譜技術(shù)在柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已有的研究主要是基于果實(shí)或果汁的近紅外光譜信息并結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)柑橘產(chǎn)地或品種進(jìn)行判別，近紅外光譜技術(shù)快速、簡(jiǎn)便，但靈敏度較低，對(duì)微量痕量物質(zhì)不敏感，可能丟失一些關(guān)鍵組分信息，而且建模所需樣本量較大[24]，另外，目前基于果汁的近紅外光譜數(shù)據(jù)所建立的溯源模型要比基于果實(shí)的非破壞性無(wú)損檢測(cè)更準(zhǔn)確可靠，所以基于果實(shí)的無(wú)損近紅外光譜分析建立更精準(zhǔn)的溯源模型還需進(jìn)一步探討。對(duì)于核酸擴(kuò)增技術(shù)，DNA 條形碼技術(shù)操作便捷、易于建庫(kù)，DNA 序列穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高[24,56]，但國(guó)內(nèi)外已有的研究鮮少，用于定量檢測(cè)更是少見，今后可在這方面展開研究。

2 存在的問(wèn)題及展望

應(yīng)用于柑橘屬產(chǎn)品真實(shí)性溯源的各類檢測(cè)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)見表1?？梢娙魏我环N溯源技術(shù)都有局限性，未來(lái)趨勢(shì)是考慮將多種溯源技術(shù)融合進(jìn)行分析，并加大樣本量，尋求更準(zhǔn)確的溯源模型[57]。王世成等[58]、王柏輝等[44]、張麗君等[45]均表明發(fā)掘多技術(shù)融合的方法比單一的技術(shù)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品真實(shí)性溯源更精準(zhǔn)。孟曉帥等[59]表明利用恒溫核酸擴(kuò)增技術(shù)進(jìn)行定性定量分析，且建立低成本和高通量的多重檢測(cè)方法是核酸技術(shù)應(yīng)用于鑒別食品摻假的發(fā)展趨勢(shì)。

目前，對(duì)柑橘屬產(chǎn)品產(chǎn)地溯源的研究主要集中在贛南臍橙的產(chǎn)地溯源，收集的非贛南產(chǎn)地的臍橙樣品由于覆蓋產(chǎn)地范圍窄，代表性欠佳，建立模型所采用的分析技術(shù)均比較單一，缺乏多項(xiàng)技術(shù)融合等系統(tǒng)性探究和分析，建立的產(chǎn)地判別模型也僅局限于判別贛南和非贛南臍橙，目前對(duì)秭歸臍橙的產(chǎn)地溯源或品質(zhì)等級(jí)鑒別的研究尚未見報(bào)道，對(duì)湖北省臍橙產(chǎn)區(qū)小地域范圍內(nèi)臍橙的產(chǎn)地鑒別研究更是完全處于空白。今后在樣品采集上，可在湖北省內(nèi)覆蓋更多區(qū)域相近的臍橙產(chǎn)地，并且擴(kuò)大樣本量，通過(guò)將多項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)獲得的指紋信息進(jìn)行融合，再結(jié)合多種多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，探求臍橙產(chǎn)地溯源以及秭歸臍橙品質(zhì)等級(jí)鑒別的最優(yōu)預(yù)測(cè)模型，同時(shí)探究對(duì)臍橙產(chǎn)地溯源或質(zhì)量等級(jí)鑒別起關(guān)鍵作用的特征組分或標(biāo)志物，以期完善秭歸臍橙的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，確保秭歸臍橙產(chǎn)業(yè)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的真實(shí)性，維護(hù)消費(fèi)者和果農(nóng)的權(quán)益，這對(duì)秭歸臍橙品質(zhì)的鑒定、品牌的保持以及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和銷售有一定的實(shí)用價(jià)值，為湖北省臍橙的產(chǎn)地溯源和質(zhì)量監(jiān)管提供一定的技術(shù)支撐。