论文部分内容阅读
食品溯源是未来食品安全领域重点研究方向之一，溯源技术是食品溯源的核心内容。微量元素和多稳定同位素比值被认为能够提供更加准确、可靠的溯源信息而在食品溯源研究中得到了广泛应用。本文应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）建立了蜂蜜中44种微量元素的测定方法，并对分析方法中可能引入测量不确定度的重复性、称量、回收率、定容、样品稀释、标准溶液配制和标准曲线拟合等因素进行了详细计算和评定。应用稳定同位素质谱（IRMS）建立了蜂蜜中碳、氮、氢和硫四种稳定同位素比值测定方法，以碳稳定同位素比值的测定为例，对测定方法的测量不确定度进行了评定。同时，应用ICP-MS测定了锶（Sr）和铅（Pb）两种元素的同位素比值。基于上述测定方法，分析了黑龙江、北京、河北、山东、陕西和广东等不同产地的椴树蜜、荆条蜜、洋槐蜜、油菜蜜和荔枝蜜共253个蜂蜜样品中44种微量元素含量，碳、氮、氢、硫稳定同位素比值以及锶和铅同位素比值，并结合主成分分析（PCA）、偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）和反向传输人工神经网络（BP-ANN）等化学计量学方法，系统研究了不同植物来源和地理来源蜂蜜样品中元素和稳定同位素比值的差异，针对不同变量分别建立了蜂蜜植物来源和地理来源溯源模型，并用建立的模型对市售蜂蜜样品的来源进行了预测，具体包括：以微量元素为变量，BP-ANN方法建立的蜂蜜植物来源或地理来源溯源模型的准确率均优于PLS-DA方法。在植物来源溯源中，BP-ANN方法的模型训练、交叉检验和预测的总体分类准确率均大于98%。在不同地理来源溯源中，BP-ANN方法针对不同地理来源洋槐蜜、荆条蜜和所有蜂蜜的总体分类准确率分别为90%，95%和96%。以稳定同位素比值为变量，PLS-DA方法建立的植物来源溯源模型的准确率优于BP-ANN方法，模型训练、交叉检验和预测的总体分类准确率范围为76.2%-83.4%。而在地理来源溯源研究中，BP-ANN方法建立的模型的准确率则优于PLS-DA方法。在不同地理来源洋槐蜜溯源模型中，总体分类准确率范围为68.4%-93.5%；在不同地理来源荆条蜜溯源模型中，总体分类准确率范围为90.8%-98.5%；在不同地理来源所有蜂蜜溯源模型中，只有河北和黑龙江蜂蜜分类的准确率较高，其它产地蜂蜜分类准确率均较低。将Sr和Pb同位素比值用于蜂蜜产地溯源研究，在不同地理来源洋槐蜜溯源研究中，河北洋槐蜜中84Sr/86Sr和84Sr/88Sr值同其它地区洋槐蜜之间均存在显著差异；在不同地理来源荆条蜜溯源研究中，Sr和Pb同位素比值不能将本文研究的不同产地荆条蜜区分开；应用BP-ANN模型对84Sr/86Sr和84Sr/88Sr值在不同地理来源所有蜂蜜分类情况进行研究，河北和黑龙江蜂蜜分类的准确率较高。针对蜂蜜溯源研究中来源可靠的样品收集存在一定困难这一问题，本文首次以油菜花、油菜杆代替油菜蜜进行微量元素检测及蜂蜜植物来源和地理来源的溯源研究。探讨了油菜蜜及其蜜源植物油菜花和油菜杆中微量元素含量之间的关系，并首次分别以油菜花、油菜杆中微量元素代替油菜蜜建立了蜂蜜溯源模型，研究结果表明，该模型总体分类准确率均在93%以上。