指紋圖譜技術(shù)在庫爾勒香梨原產(chǎn)地鑒定中的應用與展望

庫爾勒香梨原產(chǎn)自新疆巴音郭楞蒙古自治州庫爾勒及周邊地區(qū)，早在1400年前，就有栽培的記載，是新疆著名、優(yōu)良、特色果品。其果實肉質(zhì)細膩、味甜多汁、香味濃郁、營養(yǎng)豐富，具有潤肺、涼心、消炎、止咳以及解毒等作用，維醫(yī)、蒙醫(yī)常把它作為食療佳品[1]。庫爾勒香梨是我國國家地理標志保護特色林果之一，也是主要的出口梨品種，受到國內(nèi)外客商及廣大消費者的青睞[2]。

作為新疆特色經(jīng)濟果林，庫爾勒香梨是庫爾勒及其周邊地區(qū)的特色林果支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展狀況直接影響到庫爾勒周圍地區(qū)農(nóng)牧民的經(jīng)濟收入。

庫爾勒香梨是一種地域性極強的名牌優(yōu)勢特殊香梨，1996年和2004年先后注冊和獲得了“國家級庫爾勒香梨原產(chǎn)地證明商標”和“庫爾勒香梨地理標志產(chǎn)品”保護。不同產(chǎn)地來源的庫爾勒香梨在化學成分、品質(zhì)等方面可能存在較大差異。國內(nèi)有部分學者以庫爾勒香梨的揮發(fā)性成分、礦物、金屬元素、有機成分，以及紅外光譜、同位素等方面為切入點，開展以指紋圖譜技術(shù)進行庫爾勒香梨產(chǎn)地驗證的研究。庫爾勒香梨指紋圖譜技術(shù)的建立，不僅可以用于庫爾勒香梨產(chǎn)地鑒別和確證，還可用于有害物檢測和營養(yǎng)成分分析與評價，對林果產(chǎn)品建立健全可追溯系統(tǒng)，消費者權(quán)益保護，促進新疆庫爾勒香梨走向國際市場具有重要的意義。

1 庫爾勒香梨面臨的問題

目前庫爾勒香梨市場存在偽品時有發(fā)生，不同產(chǎn)地的香梨冒充庫爾勒香梨和缺乏香梨產(chǎn)地商標意識等問題，因此亟待找到一種高效可行的方法對庫爾勒香梨的原產(chǎn)地進行鑒定。

2 有機成分指紋圖譜分析與建立

有機成分指紋圖譜分析主要是針對產(chǎn)品中的有機營養(yǎng)物質(zhì)和揮發(fā)性成分進行檢測，以建立指紋圖譜進行溯源的技術(shù)。鹿保鑫等[3]以有機成分輔助礦物元素建立大豆指紋圖譜，并進行產(chǎn)地溯源，產(chǎn)地判別率達到95%以上。指紋特征產(chǎn)地溯源評價指標主要包括產(chǎn)品自身的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、碳水化合物以及香氣成分等，根據(jù)組分的差異和比例間的變化來判斷產(chǎn)地和品種來源。

但是，有機成分會受栽培地理氣候環(huán)境和儲存保管方式等因素影響。宿勝男等[4]研究了不同貯藏條件下香梨蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分的變化與其耐貯性的關系，發(fā)現(xiàn)常溫、冷藏和氣調(diào)貯藏條件下蠟質(zhì)、烷烴、醛、醇、酯和脂肪酸等含量均有變化。杜林笑等[5]研究發(fā)現(xiàn)1-MCP處理有助于延長貯藏期間果實的品質(zhì)。

目前，有機成分指紋圖譜已被廣泛用于白酒[6]、橄欖油[7]、茶[8]等產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源中。在庫爾勒香梨溯源方面，CHEN等[9]探討了8種國產(chǎn)梨品種的營養(yǎng)成分特征，結(jié)果表明庫爾勒香梨的可溶性固形物、總糖、維生素C含量均高于二宮白梨、鴨梨、五九香梨、京白梨、南果梨、湖南沙梨和碭山梨、。

劉園等[10]采用MTBE-GC-MS法在庫爾勒香梨中共檢測到15種揮發(fā)性物質(zhì)，采用HS-SPME-GCMS法共檢測到98種化合物。以上研究結(jié)果均說明庫爾勒香梨具有區(qū)別于其他梨種的營養(yǎng)成分和揮發(fā)性成分，可通過多種檢測手段建立有機成分的指紋圖譜，并作為庫爾勒香梨原產(chǎn)地鑒定的指標之一。

3 礦物元素和微量元素指紋圖譜分析與建立

香梨的種植環(huán)境、土壤、灌溉用水等條件決定了香梨中礦物元素和微量元素的組成和含量。因此，通過檢測不同產(chǎn)地的香梨中礦物元素和微量元素的變化和差異情況，建立指紋圖譜，可實現(xiàn)對庫爾勒香梨原產(chǎn)地的溯源。但是，單一元素易受到香梨種植和儲存過程中的人為影響，因此需要進行多個元素的綜合分析。

目前，礦物元素和微量元素指紋圖譜分析技術(shù)已在谷物[11]、酒類、茶葉[12]以及羊肉[13]等中得到了廣泛的應用，并取得了一定的效果。

在庫爾勒香梨應用方面，位杰等[14]對6個庫爾勒香梨品種果實的鈣、氮、磷、鎂等礦質(zhì)元素進行分析，發(fā)現(xiàn)梨果實中各種礦質(zhì)元素對品質(zhì)指標的影響存在一定的差異。閆娜娜等[15]研究了不同地區(qū)香梨元素情況，發(fā)現(xiàn)地理標識區(qū)所產(chǎn)的庫爾勒香梨中Na、K、Ca和P等9種元素含量顯著高于非地理標識區(qū)，庫爾勒產(chǎn)區(qū)土壤中K、Ca、Ce、La、Zn和Cd等元素含量顯著高于酒泉產(chǎn)區(qū)和阿克蘇產(chǎn)區(qū)。

以上研究結(jié)果均說明庫爾勒香梨礦物元素和微量元素與其他產(chǎn)區(qū)的香梨之間存在顯著差異，采用多元素綜合分析，結(jié)合土壤元素遷移率，可作為原產(chǎn)地鑒定的指標之一。

4 同位素指紋圖譜分析技術(shù)及應用現(xiàn)狀

穩(wěn)定同位素技術(shù)可用于林果作物的溯源，其原理主要是生物體內(nèi)穩(wěn)定同位素差異。生物體內(nèi)的同位素自然豐度受其在氣候、地形、土壤等自然條件和自身代謝的影響。這種差異攜帶環(huán)境特征信息，作為一種“同位素特異性指紋”，可以反映生物體所處的環(huán)境條件，從而實現(xiàn)不同地域來源區(qū)分[16]。在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源中，常用的穩(wěn)定同位素有碳、氮、氫、氧、硫和鍶等。穩(wěn)定性同位素指紋圖譜無法人為修改，因此被認為是目前最有效的一種產(chǎn)地判別的技術(shù)手段。

目前，同位素指紋圖譜分析技術(shù)已被廣泛應用于谷物[11]、酒類、茶葉[12]以及羊肉[13]等中，并取得了一定的效果。

在庫爾勒香梨原產(chǎn)地鑒定方面，趙多勇等[17]驗證了碳、氮、氫和氧穩(wěn)定同位素鑒別庫爾勒香梨產(chǎn)地應用，新疆產(chǎn)區(qū)的66份庫爾勒香梨判別準確率為95.45%；甘肅產(chǎn)區(qū)的20份香梨樣品判別準確率為60%；陜西產(chǎn)區(qū)的23份紅香酥梨樣品判別準確率為95.65%。碳、氮、氫和氧4種可有效鑒別新疆庫爾勒香梨和陜西紅香酥梨，但在新疆庫爾勒香梨與甘肅香梨鑒別方面，誤判率較高，如果能結(jié)合其他鑒別技術(shù)，則有可能出現(xiàn)較好的鑒別效果。

5 指紋圖譜技術(shù)在庫爾勒香梨原產(chǎn)地鑒定中應用的展望

目前對于指紋圖譜技術(shù)應用于庫爾勒香梨原產(chǎn)地鑒定已有一定基礎，但需形成系統(tǒng)、高效、便捷的評價標準和技術(shù)方法，仍需進行大量工作。需要進一步分析礦物、金屬元素指紋圖譜、同位素指紋分析以及有機成分指紋圖譜等的優(yōu)勢和劣勢，選擇最具代表性的指標，開發(fā)出成本低廉、靈敏度高、檢測速度快、簡單易行以及能夠不斷更新的原產(chǎn)地鑒定技術(shù)，規(guī)范庫爾勒香梨市場，填補庫爾勒原產(chǎn)地鑒定市場空缺，預防以假亂真市場現(xiàn)象，提高“庫爾勒香梨”區(qū)域品牌市場地，為庫爾勒原產(chǎn)地香梨品牌保駕護航。

6 結(jié)語

指紋圖譜技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品的原產(chǎn)地鑒定的意義已被證實是十分有必要的，并且是十分可行的。針對庫爾勒香梨的原產(chǎn)地保護工作，將多種指紋圖譜結(jié)合起來，建立標準化、可靠化、快速化、便捷化是基于指紋圖譜的庫爾勒香梨原產(chǎn)地鑒定技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。