基于矿物元素指纹技术的‘富士’苹果产地溯源

【目的】探讨‘富士’苹果果皮矿物元素含量的地域特征及产地溯源的可行性,结合多元统计分析,筛选出有效的判别指标,建立‘富士’苹果产地溯源模型,实现‘富士’苹果产地识别。【方法】以我国两大主产区（渤海湾产区和黄土高原产区）的124份‘富士’苹果为研究对象,采用电感耦合等离子质谱技术（ICP-MS）测定果皮中常量元素钠（Na）、镁（Mg）、钾（K）、钙（Ca）,微量元素钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、钼（Mo）、镉（Cd）、锑（Sb）、钡（Ba）、铅（Pb）、铀（U）,稀土元素钇（Y）、镧（La）、铯（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）,共31种矿物元素的含量,并结合独立样本T检验、主成分分析、线性判别分析、正交偏最小二乘判别分析进行‘富士’苹果的产地溯源。【结果】渤海湾产区和黄土高原产区的果皮样品中矿物元素Mg、Ca、Na、Fe、Mn、Cu、Ba、Ni、Nd、Pb、V、Ce、Pr、La、Dy、U、Ho和Co含量差异显著（P<0.05）。主成分分析结果表明,提取的12个主成分累计方差贡献率为81%,可对两大产区的样品进行初步聚类。利用线性判别分析,筛选出10种矿物元素（Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Gd、Tb、Dy、U）作为判别两大产区‘富士’苹果地域来源较好的指标,所建立的判别模型,对原始整体判别率为92%,交叉验证判别率为89.5%。通过正交偏最小二乘判别分析,确定Co、Ba、Ho、Dy、Pr这5种矿物元素在样品分类中起关键作用,模型的产地鉴别准确率可达98%,实现了两个产区‘富士’苹果的产地溯源。【结论】‘富士’苹果果皮可作为一种有效的溯源部位。稀土元素Dy、Ho、Pr、Gd、Tb的含量可作为‘富士’苹果产地溯源的重要指标。本研究结果可为‘富士’苹果产地溯源提供理论依据和技术支撑。