食品中礦物元素指紋圖譜技術(shù)的應(yīng)用分析

曾林芳

一、多元礦物元素指紋圖譜簡述

指紋圖譜是一種綜合的、可以量化的鑒定技術(shù)，反映的信息是綜合的，但又具有一定的模糊性，因此指紋圖譜分析的特點(diǎn)是進(jìn)行準(zhǔn)確辨認(rèn)，而不進(jìn)行精密計(jì)算。

中藥指紋圖譜的研究是最早也是最成熟的。它是先對中藥材樣品進(jìn)行前處理，利用質(zhì)譜技術(shù)、光譜技術(shù)、分離技術(shù)等對預(yù)處理的樣品進(jìn)行圖像、圖形、光譜的圖譜和數(shù)據(jù)的測定，繼而建立中藥指紋圖譜。建立中藥指紋圖譜的方法如圖1所示。

而柑桔的礦物元素指紋圖譜的建立過程如下：第一，對柑桔中礦物元素的含量采用ICP-MS進(jìn)行準(zhǔn)確測定。第二，采用多元統(tǒng)計(jì)軟件（如SPSS）對所測的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析、判別分析、聚類分析、因子分析、多元方差分析、典型相關(guān)分析、對應(yīng)分析等。第三，建立一個可靠的模型。第四，對所建立的模型進(jìn)行驗(yàn)證，判斷是否可靠。每個品種的柑桔及不同產(chǎn)地的柑桔都有它們特定的礦物元素種類和含量，因?yàn)楦探壑械牡V物元素大多來源于土壤，柑桔中礦物元素的種類、數(shù)目和含量即為柑桔的“指紋”，通過這種指紋就能對柑桔產(chǎn)地進(jìn)行有效鑒別。建立柑桔礦物元素指紋圖譜的方法如圖2所示。

二、多元礦物元素指紋圖譜研究現(xiàn)狀

多元礦物元素指紋圖譜作為產(chǎn)地溯源的一種技術(shù)，應(yīng)用范圍較廣。比如葡萄酒方面，可以利用多元素指紋圖譜技術(shù)判別葡萄酒的年份，也可利用多元素指紋圖譜技術(shù)判別葡萄酒產(chǎn)地。如Baxter等分析了112個葡萄酒樣品中的多種礦物元素，對所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)礦物元素指紋圖譜技術(shù)在辨別產(chǎn)地方面非常有效果。Coetzee等檢測了40個葡萄酒樣品里面的40種礦物元素，經(jīng)過逐步判別又分析篩選出6個特征元素，利用這6個特征元素建立的判別函數(shù)能有效地區(qū)分葡萄酒樣品。

另外，Kaoru等收集了來自日本三個地區(qū)和日本國外共計(jì)309個洋蔥樣品，利用AAS檢測了樣品中Na、P、Mg、Mn、Cu、Zn、Sr、Ba、Co、Ni、Rb、Mo、Cd、Cs共計(jì)14種元素，對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行線性判別分析，正確率達(dá)到92%。趙海燕等利用ICP-MS測定了來自中國的四個小麥主產(chǎn)區(qū)共計(jì)240個樣品中的15種元素，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性判別分析，得出礦物元素指紋圖譜技術(shù)可以用于小麥樣品的產(chǎn)地溯源。在中藥材方面，張奇風(fēng)等對江西樟樹制藥廠生產(chǎn)的27個批次大活絡(luò)丸用AAS檢測了Cu、Ca、Fe、K、Mg、Sr、Mn、Zn、Na、Ni、V和Cr共計(jì)12種元素，嘗試用向量相似法和成分?jǐn)?shù)據(jù)分析法對不同種類的中藥進(jìn)行鑒別，結(jié)果表明，兩種方法具有較強(qiáng)的預(yù)測能力。