陳 璐，谷曉紅，張丙春，趙平娟，范麗霞

(山東省農業(yè)科學院農業(yè)質量標準與檢測技術研究所，山東省食品質量與安全檢測技術重點實驗室，山東濟南250100)

食品的產地溯源系統(tǒng)是將食品從種植到銷售等過程的各種相關信息進行記錄，能通過食品識別號對該產品進行査詢認證，追溯其在各環(huán)節(jié)中的信息的技術。近年來，世界各國都對食品產地溯源技術給予了高度的重視，開展了大量的研究工作。歐盟在其指令178/2002《通用食品法》中明確要求食品必須可追溯［1］(59-61);加拿大建立了國家農業(yè)和食品可追溯體系(National Agriculture and Food Traceability System，NAFTS)。食品安全追溯主要有2個方式，第一是采用自動識別和數據采集技術，從種植到銷售進行信息記錄，也就是從產地、食品原料的供應、加工、運輸、最后到銷售的跟蹤;另一種方式是應用溯源技術、從下往上進行追溯，即消費者在銷售點購買食品后發(fā)現存在安全問題，可以通過技術手段判別食品產地，向上逐層進行追溯，確定問題來源，穩(wěn)定同位素分析技術、礦物元素指紋分析技術等溯源技術即是這種方式。我國也在逐步推進食品安全溯源體系的建立，但目前為止，國內關于食品產地溯源的研究更多的應用在了地理標志產品的保護上，而對食品產地溯源應用在食品質量安全追溯的研究并不多。筆者主要綜述了國內外常用的食品產地溯源技術在不同種類食品中的應用研究進展，以期推動我國食品產地溯源技術的發(fā)展，為實現食品質量安全追溯及保護地理標志產品和特色食品提供一定的參考。

1 自動識別和數據采集技術(AIDC)

1.1 條形碼技術(barcode) 條形碼是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達一組信息的圖形標識符，分為一維條形碼和二維條形碼［2］。條形碼技術不僅可以反映食品的產地，還可查詢食品安全信息，包括運輸、儲藏信息。二維碼技術由于成本較低，是目前國內應用最廣泛的自動識別和數據采集技術，在國內條形碼技術在水果［3-4］、畜禽［5-6］、蔬菜［7］等食品上有廣泛應用。

1.2 射頻識別技術(RFID)RFID是一種非接觸式的自動識別技術。它可以存儲大量的信息，通過射頻信號同時對多個目標對象進行自動識別，且識別工作無須人工干預，并可工作于各種惡劣的環(huán)境下［8］。與條形碼技術相比，RFID技術可以儲存更多信息、識別響應速度快、更加自動化，因此RFID技術的發(fā)展前景更加廣闊［9］。

我國臺灣政府已委任一家非盈利研究機構開展推出應用RFID技術的食品追溯系統(tǒng)試點，以增加購買食品的無形價值，并提高食品安全。并將應用案例研究應用到臺灣的連鎖便利店［10］。Feng使用RFID技術與PDA和條形碼打印機整合評估牛/牛肉可追溯系統(tǒng)，大大提高了食品追溯系統(tǒng)的自動化和效率，便于牛肉企業(yè)的管理［11］，但是RFID的高成本限制了RFID技術的發(fā)展，普遍認為重復回收利用RFID標簽會降低系統(tǒng)運行的成本［8，11］。

2 穩(wěn)定同位素分析技術(IRMS)

不同地區(qū)來源的動植物體內同位素組成受氣候、土壤、地形、水源及動植物代謝類型等因素的影響發(fā)生分餾效應而存在差異，穩(wěn)定同位素反映了生物外部環(huán)境狀況，且不因化學添加劑的改變而改變［12］。因此，用不同穩(wěn)定同位素的豐度值的不同鑒定食品的產地來源的方法是可行的。在食品的產地溯源中，δ13C、δ15N、δ18O、δ34S、δ87Sr是常用的穩(wěn)定同位素指標，被應用在肉類、水果、乳制品等多個食品類別的產地識別中，表1列舉了部分相關文獻中的成功應用。

3 礦物元素指紋分析技術

不同地區(qū)的環(huán)境因其土壤類型、污染、灌溉用水、大氣等因素，礦物元素含量有很大不同，食品中的元素含量與當地環(huán)境因素密切相關，不同地區(qū)的食品中元素組成特征不同，因此用礦物元素來進行食品的產地溯源是可行的。食品中礦質元素分析技術是通過借助元素分析儀(EA)、原子吸收光譜儀(AAS)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)和電感耦合等離子質譜(ICP-MS)等一起來實現的。隨著ICPMS的普及，由于ICP-MS操作方便，可以同時測定多種元素且檢測限低，成為礦物元素指紋分析技術的主要手段。在數據處理上，方差分析、多重比較分析、聚類分析和主成分分析等分析方法是礦質元素指紋分析技術的常用方法。表2列舉了部分近期相關文獻中礦物元素指紋分析技術的應用實例。

表1 穩(wěn)定同位素分析技術進行不同食品類別的產地溯源實例

表2 礦物元素指紋分析技術進行不同食品類別的產地溯源實例

4 有機成分指紋分析技術

有機成分指紋分析包括食品中的蛋白質、脂肪酸、香氣成分、糖、酸等組成的差異，通過這些有機成分的差異可判斷產地來源［1］(59-61)。有機成分指紋分析用到的技術主要是檢測食品揮發(fā)性特征成分組成及其含量的氣相色譜技術和食品中特征成分的組成及含量的液相色譜技術。Zunin等利用GC-MS對來自希臘、西班牙、突尼斯、意大利的橄欖油中8種萜類化合物進行了分析，發(fā)現根據α-古巴烯和α-衣蘭油烯的含量可以準確區(qū)分開意大利橄欖油和非意大利橄欖油。Alonso-Salces等運用反相高效液相色譜技術測定了咖啡豆中的酚醛酸和甲基黃嘌呤，發(fā)現酚酸和肉桂酸可以作為判別喀麥隆、越南、印度尼西亞咖啡豆產地的特征成分［27］。

5 近紅外光譜技術

近紅外光譜技術是一種快速、高效地識別食品產地的技術，近紅外光譜技術的樣品一般不需要前處理，可以直接測定，進行無損分析。近紅外光譜的產生主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷，記錄的主要是含氫基團振動的倍頻和合頻吸收，涵蓋了大多數類型有機化合物的組成和分子結構信息。不同產地來源的農產品，因其生長環(huán)境、氣候、土壤、水質等的不同，導致食品中蛋白質、脂肪、糖分、水分等主成分的組成和含量存在較大差異，而這些成分的差異可反映在近紅外光譜上，從而統(tǒng)計分析出來。近紅外光譜技術進行產地溯源的光譜預處理方法通常有一階導數、平滑等，進一步使用建模和聚類分析方法等［28-33］。近期近紅外光譜技術在產地溯源的應用實例見表3。

6 分子生物學技術

生長于不同環(huán)境的農產品的微生物數量、種類和特性存在很大差異，變性梯度凝膠電泳技術(PCR-DGGE)和限制性酶切片段長度多態(tài)性技術(PCR-RFLP)可以對微生物菌群多樣性進行分析，從而判斷農產品產地。

Sheikha等采集了哥倫比亞、埃及、烏干達和馬達加斯加4個地區(qū)的酸漿果，并運用PCR-DGGE技術分析了酸漿果的酵母菌DNA，檢測發(fā)現不同地區(qū)酸漿果的酵母菌群有顯著性差異，可用于酸漿果的原產地辨別［34］。Arcuri等采集巴西米納斯吉拉斯州不同地區(qū)的米納斯奶酪攜帶的微生物群落，運用PCR-DGGE對其16SrDNA V3區(qū)進行檢測，結果顯示，不同地區(qū)的米納斯奶酪的微生物群落不同，有些特殊的微生物是某一地區(qū)的奶酪的特有微生物，可用于產地區(qū)分［35］。Gauthier等采用PCR-RFLP技術對歐洲不同國家的玉米樣品中23個RFLP位點與地理位置的相關性進行研究，實現產地溯源［36］。單核苷酸多態(tài)性(SNP)是第3代的分子標記，是指同一位點的不同等位基因之間個別核苷酸的差異，這種差異包括單個堿基的缺失或插入［37］。Bazakos等通過5個SNP標記對希臘不同地區(qū)橄欖進行區(qū)分［38］。

表3 近紅外光譜技術進行不同食品類別的產地溯源實例

7 多種技術聯用

隨著食品產地溯源技術的發(fā)展，多種技術聯用也在不斷發(fā)展。由于化學成分含量的差異可反映產品種類、生長環(huán)境等產地信息，因而穩(wěn)定同位素分析技術、礦物元素分析技術、有機成分指紋分析技術相結合的分析方法得到了很多的應用，可以提高食品產地溯源判別的準確性。Zhao等使用穩(wěn)定同位素分析和多元素分析研究結合，使得牛肉在我國的地理來源可以很好地分辨出來［39］。蜂蜜［40］、葡萄酒［41］也有使用分析技術聯用的方法實現產地溯源。

8 結語

近年來，人民生活水平的日益提高使得人民對食品安全、食品品質有了更高的要求。很多國家對產地溯源的研究在于建立健全的食品安全追溯體系，我國在這一方面也做出了很大的努力，同時我國有很多特色食品，對地理標志產品的保護也是推動我國食品產地溯源技術發(fā)展的重要推力。產地溯源的方法很多，發(fā)展適合不同食品特征的溯源方法、發(fā)展多技術聯用的溯源方法、提高溯源的準確性是今后產地溯源技術的重點發(fā)展方向。

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