吳 浩，周秀雯,2，陳海泉，靳保輝，顏 治，趙 旭，謝麗琪，趙 燕，林光輝

（1.深圳海關(guān)食品檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，廣東 深圳 518054；2.中國(guó)計(jì)量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310018；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，北京 100081；4.清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院，廣東 深圳 518055；5.清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系，北京 100013）

“三文魚(yú)”是一種商業(yè)名稱(chēng)，包括鱒魚(yú)（三文鱒、金鱒）和鮭魚(yú)（大西洋鮭，太平洋鮭，北極白點(diǎn)鮭和銀鮭）等[1]。我國(guó)進(jìn)口的“三文魚(yú)”主要是指大西洋鮭魚(yú)（Salmo salar）[2]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)民對(duì)進(jìn)口水產(chǎn)品的消費(fèi)量逐年提高，三文魚(yú)市場(chǎng)需求量也隨之日益增加，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)大西洋鮭魚(yú)的消費(fèi)量將會(huì)達(dá)到24萬(wàn) t[3]。市場(chǎng)上大西洋鮭魚(yú)由于主要以切片的形式出售，因此無(wú)法獲取準(zhǔn)確的來(lái)源信息。因此，開(kāi)發(fā)進(jìn)口水產(chǎn)品產(chǎn)地識(shí)別技術(shù)，開(kāi)展污染水產(chǎn)品的溯源研究，對(duì)提高進(jìn)口口岸的水產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控能力以及回應(yīng)輿論關(guān)注都具有重要意義。

穩(wěn)定同位素技術(shù)是目前食品真實(shí)性和產(chǎn)地判別研究的主要技術(shù)之一[4]。穩(wěn)定同位素具有指示、整合以及示蹤的能力，可實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型食品的原產(chǎn)地識(shí)別，具有廣闊的應(yīng)用前景[5]。目前的穩(wěn)定同位素技術(shù)在三文魚(yú)產(chǎn)品領(lǐng)域主要集中在對(duì)其生活史溯源、有機(jī)和非有機(jī)產(chǎn)品的鑒別等[6]。Doucett等[7]于1996年采用碳、氮穩(wěn)定同位素發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖的三文魚(yú)幼年時(shí)期85%左右的食物來(lái)源于外來(lái)環(huán)境，成年后三文魚(yú)的營(yíng)養(yǎng)等級(jí)比幼年時(shí)高了2.5 個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。Johnson等[8]的研究比較了不同品種三文魚(yú)的食物來(lái)源，從而判斷三文魚(yú)棲息地的食物結(jié)構(gòu)。Turchini等[9]也報(bào)道了采用氧穩(wěn)定同位素可以判斷三文魚(yú)的養(yǎng)殖水域。另外，Molkentin等[10]報(bào)道用同位素區(qū)分野生和養(yǎng)殖三文魚(yú)。以上研究結(jié)果都表明，穩(wěn)定同位素技術(shù)可對(duì)三文魚(yú)食物來(lái)源、水源地和生產(chǎn)方式進(jìn)行有效識(shí)別。

我國(guó)對(duì)大西洋鮭魚(yú)的產(chǎn)地真實(shí)性目前沒(méi)有明確的鑒別標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)三文魚(yú)產(chǎn)地的研究最早采用電子標(biāo)簽溯源。歐盟2002年頒布了關(guān)于魚(yú)類(lèi)溯源的法規(guī)“Regulation 178/2002”[11]，該法規(guī)定義了“從農(nóng)田到餐桌”的溯源體系。電子標(biāo)簽作為一種有效的溯源方法已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)[12]，隨著擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的結(jié)合，極大地促進(jìn)了水產(chǎn)品的電子溯源技術(shù)的發(fā)展[13]。然而，該技術(shù)由于成本高，且不能有效提高生產(chǎn)商的利益，導(dǎo)致生產(chǎn)商沒(méi)有使用此技術(shù)的積極性[14]。也有通過(guò)對(duì)魚(yú)鱗形態(tài)分析以識(shí)別魚(yú)類(lèi)產(chǎn)地的報(bào)道，但該方法不是主流的研究方法，且難以標(biāo)準(zhǔn)化[15]。最新的研究報(bào)道了基于物聯(lián)網(wǎng)的三文魚(yú)真實(shí)性的判別系統(tǒng)[5]，但該技術(shù)也存在費(fèi)用高、需要多方協(xié)調(diào)以及面臨標(biāo)簽造假的隱患[14]。因此，進(jìn)口大西洋鮭魚(yú)的產(chǎn)地識(shí)別仍然缺乏有效的鑒別技術(shù)手段以捍衛(wèi)我國(guó)進(jìn)口水產(chǎn)品的貿(mào)易秩序。綜上，針對(duì)終端產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源技術(shù)可有效提高監(jiān)管效率，降低企業(yè)的管理成本，也更容易推廣。本研究比較來(lái)自世界6 個(gè)主要產(chǎn)地的三文魚(yú)產(chǎn)品中穩(wěn)定同位素化學(xué)指紋特征，以期為構(gòu)建快速、可靠的三文魚(yú)進(jìn)口產(chǎn)品的產(chǎn)地追蹤技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

USGS 43、USGS 54、USGS 56穩(wěn)定同位素固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，元素含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)磺胺嘧啶 美國(guó)Thermo Fisher公司；IAEA-CO8液體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 維也納國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)；磷酸（優(yōu)級(jí)純） 德國(guó)默克公司；大西洋鮭魚(yú)實(shí)驗(yàn)樣品15～20 條，法羅群島、挪威、加拿大、澳大利亞以及智利共5 個(gè)進(jìn)口產(chǎn)地，每個(gè)產(chǎn)地采購(gòu)3～4 條，且每條魚(yú)均來(lái)自不同漁場(chǎng)；虹鱒（Oncorhynchus mykiss）2 條中國(guó)青海龍羊峽水庫(kù)；大西洋鮭魚(yú)驗(yàn)證樣品（原產(chǎn)地為智利3 份（每份500 g）、挪威2 份（每份200 g）、加拿大1 份（每份200 g）） 深圳市海鮮超市。詳細(xì)樣品信息見(jiàn)表1。

表1 本研究采集到進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)三文魚(yú)實(shí)驗(yàn)樣品的詳細(xì)信息Table 1 Detailed information about imported and domestic salmon collected in this study

1.2 儀器與設(shè)備

HT 2000元素分析儀、Delta V Advantage穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜儀、銀杯、錫杯 美國(guó)Thermo Fisher公司；XS3DU百萬(wàn)分之一電子天平 瑞士梅特勒-托利多公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

所有三文魚(yú)樣品整魚(yú)取背脊、肌肉、鱗片、脊椎骨以及表皮組織作為研究對(duì)象。分別取肌肉、表皮約20 g勻漿后放入50 mL離心管，加入30 mL正己烷，充分振蕩后去脂，60 ℃烘干后研磨，過(guò)80 目篩。鱗片用去離子水清洗后烘干、研磨；脊椎骨剔除肌肉，取背脊處5 節(jié)，放入50 mL離心管加入20 mL正己烷去除油脂，60 ℃烘干后研磨，過(guò)80 目篩。

1.3.2 穩(wěn)定同位素比值分析方法

樣品的碳、氮、硫穩(wěn)定同位素比值和含量采用耦合元素分析儀與穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜儀分析。用百萬(wàn)分之一電子天平準(zhǔn)稱(chēng)取約2 mg樣品用錫杯包裹備測(cè)。元素分析儀條件為：燃燒爐溫度1 020 ℃，通氧時(shí)間3 s，流速250 mL/min，氦氣流速50 mL/min。在元素分析儀中，樣品的碳、氮、硫元素被分別氧化成CO2、N2以及SO2。色譜柱溫70 ℃，待CO2和N2出峰后，將溫度升至240 ℃加快SO2的出峰速度。同位素標(biāo)準(zhǔn)品采用USGS 43（δ13CV-PDB=-21.28‰、δ15NAir=+8.44‰、δ34SV-CDT=+10.46‰）作為質(zhì)控用于碳、氮、硫穩(wěn)定同位素分析。采用磺胺嘧啶（C=41.81%、N=16.25%、S=18.62%）作為碳氮硫含量的質(zhì)控樣品，每8 個(gè)樣品插入1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于漂移校正。碳、氮、硫的穩(wěn)定同位素比值測(cè)試精度分別為0.1‰、0.2‰、0.4‰。

氫、氧同位素采用穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜儀分析。稱(chēng)取約0.3 mg樣品用銀杯包裹后放入樣品盤(pán)，然后將樣品盤(pán)整體放入干燥器中干燥24 h，以降低空氣中水分的影響。高溫裂解分析方法的條件：燃燒爐溫度1 400 ℃，色譜柱溫80 ℃，氦氣流速110 mL/min，進(jìn)樣器吹掃流速200 mL/min。樣品的氫氧元素經(jīng)過(guò)裂解管高溫裂解后在碳環(huán)境中生成H2和CO，并通過(guò)He流送入質(zhì)譜分析氫、氧的穩(wěn)定同位素比值。穩(wěn)定同位素標(biāo)準(zhǔn)品采用USGS 43（δ2HV-SMOW=-50.3‰、δ18OV-SMOW=+14.11‰）、USGS 54（δ2HV-SMOW=-150.4‰、δ18OV-SMOW=+17.79‰）、USGS 56（δ2HV-SMOW=-44‰、δ18OV-SMOW=+27.23‰）作為質(zhì)控用于氫、氧穩(wěn)定同位素的數(shù)據(jù)校正。氫、氧穩(wěn)定同位素長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)室分析精度分別為1.2‰、0.3‰。

骨骼樣品的碳酸鹽碳、氧同位素比值采用水平衡-穩(wěn)定同位素比率質(zhì)譜法（gas bench-IRMS）分析。將1 mg骨骼樣品加入12 mL具塞玻璃瓶中，用He吹掃5 min去除頂空空氣，加入1 mL磷酸。在99 ℃水浴4 h后置入恒溫樣品盤(pán)內(nèi)，再用Gasbench-IRMS系統(tǒng)測(cè)定生成CO2的碳、氧同位素比值。采用IAEA-CO8標(biāo)準(zhǔn)品作為質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)（δ13CV-PDB=-5.76‰、δ18OV-SMOW=-22.7‰），每8 個(gè)樣品插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于儀器漂移校正。碳酸鹽碳、氧穩(wěn)定同位素比值測(cè)試精度分別為0.2‰、0.3‰。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用單因素方差分析用于分析骨骼中碳氧穩(wěn)定同位素比值（取絕對(duì)值對(duì)數(shù)）的產(chǎn)地差異，SNK作為事后多重比較方法。雙因素方差分析（two way-analysis of variance，two way-ANOVA）用于分析三文魚(yú)不同組織以及不同產(chǎn)地的穩(wěn)定同位素比值和元素含量的差異。近年來(lái)，產(chǎn)地溯源的模型算法越來(lái)越多樣化，常見(jiàn)的有：基于無(wú)監(jiān)督的主成分分析（principal component analysis，PCA）、聚類(lèi)分析（clustering analysis，CA）、隨機(jī)森林模型（random forest，RF）；基于有監(jiān)督的判別分析（discriminant analysis，DA）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural network，ANN）、支持向量機(jī)（support vector machines，SVM）等。而DA是應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)地溯源方法，包括偏最小二乘法判別（partial least squares，PLS-DA）以及正交偏最小二乘法（orthogonal partial least square method，OPLS-DA）。DA作為一種多元統(tǒng)計(jì)方法已經(jīng)在多種食品以及農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源中取得良好的應(yīng)用效果[16]。該模型已經(jīng)在大量產(chǎn)品溯源案例中（酒類(lèi)[17]、乳制品[18]、肉制品[19]、農(nóng)產(chǎn)品[16]以及中藥材[20]）得到成功應(yīng)用。本研究采用DA對(duì)不同產(chǎn)地三文魚(yú)進(jìn)行區(qū)分，并分別對(duì)不同部位穩(wěn)定同位素比值對(duì)產(chǎn)地的識(shí)別能力進(jìn)行評(píng)估。對(duì)不同產(chǎn)地三文魚(yú)的表皮、骨骼、鱗片以及肌肉的同位素分別進(jìn)行DA，其中骨骼樣品還加入骨骼中無(wú)機(jī)碳酸鹽的碳、氧同位素比值。所有統(tǒng)計(jì)分析方法采用SPSS 22軟件進(jìn)行分析。采用Origin pro 2018軟件繪制圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定同位素比值

5 個(gè)國(guó)外產(chǎn)地和我國(guó)1 個(gè)產(chǎn)地的三文魚(yú)骨骼、表皮、肌肉和鱗片有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定同位素組成分析結(jié)果如圖1。三文魚(yú)不同產(chǎn)地不同部位的碳穩(wěn)定同位素比值（δ13C）分布范圍為-24.96‰～-16.93‰，氮穩(wěn)定同位素比值（δ15N）分布范圍為5.75‰～9.64‰，硫穩(wěn)定同位素比值（δ34S）分布范圍為2.08‰～12.24‰。從不同部位看，δ13C值大小順序?yàn)轺[片＞表皮，肌肉和骨骼的δ13C均低于鱗片和表皮，除中國(guó)虹鱒外，其他產(chǎn)地的肌肉和骨骼的δ13C差異不大，且不同產(chǎn)地比值大小不同，如CA、NW和CHL產(chǎn)地的肌肉δ13C值大于骨骼的對(duì)應(yīng)值，其他產(chǎn)地則反之（圖1a）。而δ15N呈現(xiàn)“肌肉＞鱗片＞表皮＞骨骼”的趨勢(shì)，不同組織的δ34S值差異不顯著（表2）。整體而言，加拿大、智利和中國(guó)的虹鱒碳穩(wěn)定同位素比值高于其他產(chǎn)地（圖1a），加拿大以及法羅群島氮穩(wěn)定同位素比值高于其他產(chǎn)地（圖1b），δ34S表現(xiàn)出顯著的產(chǎn)地差異（圖1c），但不同組織間差異不顯著（表2）。

三文魚(yú)有機(jī)質(zhì)的氫穩(wěn)定同位素比值（δ2H）變異較大，介于-20‰～-140‰之間（圖1d），且顯現(xiàn)出明顯的組織間差異，表皮和鱗片的δ2H顯著高于骨骼和肌肉。氧穩(wěn)定同位素比值（δ18O）于3‰～18‰波動(dòng)，且表現(xiàn)出較好的產(chǎn)地差異（圖1e）。中國(guó)虹鱒的肌肉中δ18O最高達(dá)到17.79‰。除肌肉外的其他部位，中國(guó)的虹鱒具有最低的氧穩(wěn)定同位素比值，其次為加拿大，其他4 個(gè)產(chǎn)地氧穩(wěn)定同位素比值無(wú)明顯變化趨勢(shì)。雙因素方差分析自由度，統(tǒng)計(jì)量（F值）評(píng)估組間差異等數(shù)據(jù)，F(xiàn)值越大，表示方程越顯著，擬合程度越好。由表2可知，三文魚(yú)不同組織以及不同產(chǎn)地的δ2H和δ18O均具有顯著差異。

表2 不同產(chǎn)地三文魚(yú)、不同部位穩(wěn)定同位素和含量的雙因素方差分析Table 2 Two way-analysis of variance (ANOVA) of stable isotopes and contents in salmon from different geographical origins and in different tissues

圖1 不同產(chǎn)地三文魚(yú)骨骼、表皮、肌肉和鱗片中碳（a）、氮（b）、硫（c）、氫（d）、氧（e）穩(wěn)定同位素比值分布Fig. 1 Stable isotope ratio distribution of carbon (a), nitrogen (b),sulfur (c), hydrogen (d) and oxygen (e) in bones, skins, muscles and scales of salmon from different geographical origins

2.2 有機(jī)質(zhì)碳、氮、硫元素含量

三文魚(yú)不同組織碳、氮、硫含量差異較大（圖2），因?yàn)榧∪夂枉[片有交叉，且在CA、FL、CHL和AU產(chǎn)地中，其肌肉、鱗片的氮元素含量幾乎相等，因此將氮元素含量中肌肉和鱗片歸為一類(lèi)表示為肌肉、鱗片。三文魚(yú)中表皮、肌肉的碳含量，鱗片、表皮的硫含量同理。氮含量呈現(xiàn)“骨骼＜肌肉、鱗片＜表皮”的趨勢(shì)，骨骼、肌肉、鱗片、表皮平均值分別為8.3%、23.1%、24.6%、34.0%；碳含量呈現(xiàn)“骨骼＜鱗片＜表皮、肌肉”的趨勢(shì)，骨骼、鱗片、表皮、肌肉平均值分別為31.1%、37.7%、56.2%、62.2%；硫含量呈現(xiàn)“骨骼＜鱗片、表皮＜肌肉”的趨勢(shì)，骨骼、鱗片、表皮、肌肉平均值分別為0.25%、0.50%、0.53%、0.72%。除了碳含量以外，氮、硫元素含量均未表現(xiàn)出顯著的產(chǎn)地間差異（表2）。由圖2可以看出，肌肉和鱗片的氮含量，肌肉和表皮的碳含量的分布趨勢(shì)表現(xiàn)出不同的產(chǎn)地差異。單因素方差分析表明，肌肉/鱗片的氮元素含量（P=0.016）以及肌肉/表皮的碳元素含量（P=0.006）具有顯著的產(chǎn)地差異。

圖2 三文魚(yú)不同部位氮（a）、碳（b）、硫（c）含量Fig. 2 Nitrogen (a), carbon (b), and sulfur (c) contents in different tissues of salmon

2.3 骨骼碳酸鹽碳、氧同位素比值

三文魚(yú)骨骼碳酸鹽的δ13C值范圍-8.72‰～-6.31‰，其平均值為-7.29‰。δ18O范圍-21.23‰～-17.14‰，其平均值為-19.47‰（圖3）。整體而言，不同產(chǎn)地三文魚(yú)的骨骼碳酸鹽碳、氧同位素差異不顯著（表2）。澳洲三文魚(yú)骨骼δ13C顯著低于其他產(chǎn)地（P＜0.05），而中國(guó)虹鱒骨骼的δ18O低于其他產(chǎn)地。

圖3 不同產(chǎn)地三文魚(yú)骨骼碳酸鹽的碳、氧穩(wěn)定同位素的分布Fig. 3 Distribution of carbon and oxygen stable isotopes in bone carbonates of salmon from different geographical origins

2.4 三文魚(yú)產(chǎn)地溯源與驗(yàn)證

所有三文魚(yú)組織的穩(wěn)定同位素以及含量數(shù)據(jù)的DA結(jié)果顯示，6 個(gè)產(chǎn)地（包括5 個(gè)進(jìn)口和1 個(gè)國(guó)產(chǎn)）的三文魚(yú)可以全部區(qū)分開(kāi)（圖4）。法羅群島和挪威的三文魚(yú)樣品分布比較接近，這主要是由于挪威和法羅群島在地域和氣候上均非常接近，說(shuō)明同位素對(duì)地理差異的指示性非常好，可用于水產(chǎn)品的產(chǎn)地溯源。除此之外，中國(guó)的虹鱒也能與其他三文魚(yú)產(chǎn)地樣品實(shí)現(xiàn)區(qū)分。但由于本研究樣品數(shù)量有限，未能包括所有子產(chǎn)地樣品，所以該準(zhǔn)確率僅代表本數(shù)據(jù)集的判別結(jié)果。

圖4 不同國(guó)家三文魚(yú)樣品的產(chǎn)地DAFig. 4 DA plot for discrimination of salmon samples from different geographical origins

為了簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，便于實(shí)際應(yīng)用，本研究還分析了三文魚(yú)不同組織和同位素比值的產(chǎn)地判別效率（表3）。對(duì)于同位素分析而言，現(xiàn)有的穩(wěn)定同位素分析技術(shù)可在單次分析中取得δ13C、δ15N、δ34S或者δ2H與δ18O對(duì)其產(chǎn)地溯源，為了最小化分析測(cè)試的時(shí)間以及成本，分不同部位以及不同指標(biāo)進(jìn)行DA。結(jié)果表明，表皮、鱗片、骨骼的碳、氮、硫同位素可將5 個(gè)產(chǎn)地樣品完全區(qū)分。如果只能取得三文魚(yú)樣品的肌肉，還需要?dú)?、氧的同位素指?biāo)，才能達(dá)到較好的區(qū)分效果。單獨(dú)采用氫、氧同位素分析則不能獲得滿意的區(qū)分效果。在實(shí)際的應(yīng)用中，由于三文魚(yú)的骨骼一般比較難獲取，因此采用表皮、鱗片的碳、氮、硫同位素比值可獲得最佳的產(chǎn)地判別效率。考慮到取鱗片不會(huì)破壞樣品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是一種無(wú)損的采樣方法，可滿足高價(jià)值水產(chǎn)品的采樣需求。

表3 三文魚(yú)不同組織以及不同同位素的產(chǎn)地判別結(jié)果比較Table 3 Results of discriminant analysis of salmon from different geographical origins based on stable isotope indicators in different tissues

市場(chǎng)上三文魚(yú)主要以切塊的形式銷(xiāo)售，多數(shù)情況下樣品僅包含鱗片、表皮以及魚(yú)肉。因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中以鱗片、表皮以及肌肉等較易獲取的部位作為分類(lèi)指標(biāo)，按照前述方法進(jìn)行處理，分別分析不同組織樣品的碳、氮、硫、氫、氧的穩(wěn)定同位素比值。采用DA對(duì)中國(guó)、法羅群島、澳洲、挪威、加拿大、智利共6 個(gè)國(guó)家的真實(shí)樣品以及驗(yàn)證樣品（T-加拿大、T-智利、T-挪威）的區(qū)分如圖5所示。智利和加拿大樣品被正確判斷，而6 個(gè)挪威三文魚(yú)樣品有2 個(gè)被錯(cuò)誤判斷為智利產(chǎn)地樣品。挪威、法羅群島等高緯度冷水區(qū)域養(yǎng)殖的三文魚(yú)由于脂肪含量高、口感好被消費(fèi)者喜愛(ài)。因此，零售市場(chǎng)可能存在其他產(chǎn)地三文魚(yú)冒充挪威和法羅群島三文魚(yú)的情況。

圖5 市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的三文魚(yú)產(chǎn)品與原產(chǎn)地產(chǎn)品穩(wěn)定同位素指紋特征DA結(jié)果比較Fig. 5 Comparison of results of discriminant analysis of stable isotope finger characteristics between authentic and purchased salmon

3 討 論

3.1 三文魚(yú)不同部位的同位素分餾效應(yīng)

魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程需要的碳、氮、氫、氧、硫的穩(wěn)定同位素均來(lái)自攝入食物的同化過(guò)程，動(dòng)物機(jī)體在食物的同化過(guò)程會(huì)受到不同酶體系的作用，因此發(fā)生不同程度的動(dòng)力學(xué)非平衡分餾[21]。三文魚(yú)是雜食性魚(yú)類(lèi)，商業(yè)化的三文魚(yú)飼料主要由豆粕、蔬菜等植物性原料以及魚(yú)粉等動(dòng)物性原料組成。食物源性的差異可能導(dǎo)致不同產(chǎn)地三文魚(yú)具有較為明顯的同位素差別。研究表明，動(dòng)物的肌肉組織對(duì)食物的碳穩(wěn)定同位素分餾效應(yīng)比較小，約發(fā)生0‰～1.0‰的分餾[22]，而氮的穩(wěn)定同位素比值相對(duì)于食物的分餾系數(shù)約3.0‰～5.0‰，常被用于不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)關(guān)系的區(qū)分[21]，三文魚(yú)肌肉的δ15N對(duì)于飼料的中氮同位素分餾系數(shù)約在2.5‰～3.5‰之間[7]。由于缺乏不同國(guó)家飼料配比的信息，不同組織同位素比值無(wú)法與食物來(lái)源進(jìn)行比較，但可與肌肉的分餾效應(yīng)進(jìn)行比較，考察不同組織之間的分餾效應(yīng)差異。本研究結(jié)果表明，表皮和鱗片均具有相對(duì)偏正的碳、氫的穩(wěn)定同位素比值，相比其他組織具有更大的碳、氫同位素分餾效應(yīng)。相對(duì)于肌肉組織，表皮、鱗片的碳同位素分餾效應(yīng)分別達(dá)到2‰、4‰；表皮、鱗片的氫穩(wěn)定同位素的分餾效應(yīng)達(dá)到約80‰、100‰，而硫的分餾效應(yīng)不明顯。

魚(yú)類(lèi)表皮是一種特殊的組織，負(fù)責(zé)對(duì)損傷的修復(fù)，分泌黏液等個(gè)體保護(hù)功能[23]，處于非常活躍的生物代謝活動(dòng)狀態(tài)。而鱗片可認(rèn)為是角質(zhì)化的表皮[24]，且鱗片等角質(zhì)化的組織形成后基本不與體內(nèi)發(fā)生同位素交換，因此可以整合三文魚(yú)整個(gè)生長(zhǎng)周期的同位素信號(hào)。已有研究表明，鱗片與肌肉的碳、氮穩(wěn)定同位素比值具有較好的相關(guān)性[21]。Pearson相關(guān)系數(shù)越接近于1或-1，相關(guān)度越強(qiáng)；反之，則越弱。本研究肌肉和鱗片碳、氮、硫穩(wěn)定同位素的Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.75、0.84和0.99，3 種同位素均具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），鱗片可代替肌肉作為產(chǎn)地溯源的指標(biāo)。魚(yú)類(lèi)在不同的生長(zhǎng)環(huán)境可能會(huì)導(dǎo)致表皮對(duì)環(huán)境的不同響應(yīng)，從而引起不同的分餾效應(yīng)。魚(yú)類(lèi)表皮的穩(wěn)定同位素可能在一定程度上反映了產(chǎn)地環(huán)境的差異。因此，魚(yú)類(lèi)表皮以及鱗片可以綜合反映魚(yú)類(lèi)的生存環(huán)境和飼料的差異。

三文魚(yú)骨基質(zhì)是由無(wú)機(jī)質(zhì)的磷酸鈣和碳酸鈣沉積在有機(jī)膠原基質(zhì)中形成的[25]。而碳酸鹽主要存在于磷灰石晶格中[26]。動(dòng)物骨骼種碳酸鹽的形成與血液中碳酸氫鹽的沉積有關(guān)[27]，在魚(yú)骨骼中的含量約為5%～6%。因此其碳、氧同位素主要與血液中碳酸氫鹽的來(lái)源有關(guān)，且不能完全由食物來(lái)源解釋[27]，可能還與水體中的碳酸鹽密切相關(guān)，需要進(jìn)一步研究骨骼中碳酸鹽的碳、氧同位素比值與水環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)性，便于闡明骨骼碳酸鹽對(duì)產(chǎn)地的指示原理。

3.2 產(chǎn)地環(huán)境對(duì)三文魚(yú)同位素比值的影響

雙因素方差分析結(jié)果顯示，穩(wěn)定同位素比值在產(chǎn)地間均具有極顯著差異（P＜0.01），魚(yú)皮和肌肉的硫含量，骨骼的碳含量具有顯著差異（P＜0.05），表明穩(wěn)定同位素可有效識(shí)別三文魚(yú)產(chǎn)地（表2）。對(duì)于碳、氮同位素而言，三文魚(yú)產(chǎn)地的差異主要體現(xiàn)在飼料的差異上，其次三文魚(yú)養(yǎng)殖過(guò)程中飼料以外的食物來(lái)源也對(duì)可能對(duì)其穩(wěn)定同位素比值產(chǎn)生影響，研究表明遠(yuǎn)海區(qū)系的δ13C比淡水輸入的河口區(qū)系更偏正[28]。本研究中法羅群島與挪威產(chǎn)地的地理位置和緯度上均非常接近，而法羅群島三文魚(yú)的碳、氮、硫的穩(wěn)定同位素比值均高于挪威產(chǎn)地三文魚(yú)的對(duì)應(yīng)同位素比值，變化趨勢(shì)相同?？赡茉蚴桥餐a(chǎn)地處于多條內(nèi)陸河流影響，法羅群島養(yǎng)殖區(qū)域更接近于遠(yuǎn)海，因此除了飼料的差別外，養(yǎng)殖區(qū)域受到陸源的影響也可能是導(dǎo)致同位素差異的原因之一。研究表明，水生動(dòng)物組織中的氫、氧的穩(wěn)定同位素主要受到環(huán)境水體影響[29-30]。Chesson等[31]的研究也表明，陸地和水生動(dòng)物蛋白的氫、氧同位素比值主要由食物和環(huán)境水（包括飲用水）共同決定，同一水域的不同動(dòng)物組織具有相近的氫、氧同位素比值，因此三文魚(yú)蛋白中的氫、氧同位素比值可以反映水源的差異[9]。所以挪威產(chǎn)地三文魚(yú)中氧穩(wěn)定同位素比值較低的原因可能受到當(dāng)?shù)匮跬凰乇戎灯偷乃从绊?。中?guó)虹鱒養(yǎng)殖于青藏高原，由于青藏高原湖泊水域的氧同位素比值偏低，因此中國(guó)虹鱒除肌肉外的部位氧穩(wěn)定同位素比值均低于其他產(chǎn)地，除肌肉外的部位，氧穩(wěn)定同位素比值均為所有產(chǎn)地最低。因此可以說(shuō)明環(huán)境水體可影響三文魚(yú)表皮、骨骼以及鱗片等生長(zhǎng)緩慢部位的氧穩(wěn)定同位素比值。肌肉由于合成旺盛，其氧同位素比值主要受飼料的影響。

從產(chǎn)地看，加拿大樣品δ34S最低，法羅群島最高，其他產(chǎn)地差別較小。硫穩(wěn)定同位素指示了三文魚(yú)飼料中陸地來(lái)源和海洋來(lái)源飼料的比例，研究表明陸地生態(tài)系統(tǒng)中硫穩(wěn)定同位素比值低于海洋來(lái)源。不同部位之間的δ34S差異較小，部分產(chǎn)地（澳洲、加拿大）表現(xiàn)出較為明顯的“骨骼＞鱗片＞肌肉和表皮”趨勢(shì)，表明硫同位素在動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程中的角質(zhì)化和骨骼形成過(guò)程中具有輕微的分餾現(xiàn)象。

4 結(jié) 論

采用多元素穩(wěn)定同位素分析技術(shù)結(jié)合多元判別模型，可實(shí)現(xiàn)我國(guó)主要三文魚(yú)進(jìn)口產(chǎn)地的判別，且能將中國(guó)的虹鱒與三文魚(yú)進(jìn)行區(qū)分。在實(shí)際應(yīng)用中，由于三文魚(yú)的骨骼一般比較難獲取，因此采用表皮、鱗片的碳、氮、硫共3 種同位素比值可獲得最佳的產(chǎn)地判別效率。由于取鱗片不會(huì)破壞樣品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此這是一種無(wú)損的采樣方法，可滿足高價(jià)值水產(chǎn)品的采樣需求。魚(yú)鱗和魚(yú)皮的穩(wěn)定同位素比值與產(chǎn)地環(huán)境相關(guān)，作為產(chǎn)地溯源指標(biāo)優(yōu)于肌肉。雖然本研究的數(shù)據(jù)量有限，產(chǎn)地溯源的可靠性和穩(wěn)定性還需要大量收集樣品以進(jìn)一步驗(yàn)證此方法的準(zhǔn)確性，但本研究建立的方法可為鑒別市場(chǎng)上三文魚(yú)的真實(shí)性和溯源產(chǎn)地提供新的技術(shù)思路。在新冠肺炎持續(xù)肆虐全球的背景下，本研究的方法也有助于我國(guó)衛(wèi)生檢疫部門(mén)對(duì)新冠病毒污染食品的溯源工作提供技術(shù)支撐。