基于矿质元素指纹分析的原产地葡萄酒判别研究

有效的葡萄酒产地判别手段是实施葡萄酒地理标志(或原产地)保护工作的保障。为探讨矿质元素指纹分析对于国内原产地葡萄酒产地判别的可行性,本研究利用电感耦合等离子体质谱法测定了贺兰山东麓、沙城、通化及云南红等4个原产地80个葡萄酒样品中的15种矿质元素,并对数据进行方差、主成分及逐步判别分析。结果表明,不同原产地葡萄酒中的矿质元素含量存在显著性差异(P0.05);主成分分析给出了5个主成分,累计方差贡献率达85%以上,前3个主成分的得分图显示不同原产地葡萄酒的区域分布与相关元素含量差异性基本一致;逐步判别分析筛选出了Zr、Li、Sr、Cs及Mg等5个对产地判别起关键作用的指标,以此建立的判别模型,对不同原产地葡萄酒的回代和交叉检验的整体正确判别率分别为98.8%和96.3%。因此说明,矿质元素指纹分析结合化学计量学方法对国内原产地葡萄酒的产地判别是可行有效的。     

基于稀土元素指纹分析识别葡萄酒原产地

本研究为探讨稀土元素指纹分析对于葡萄酒原产地判别的可行性,采用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)测定了三个原产地228个葡萄酒中的15种稀土元素含量,并对数据进行相关性分析、方差分析和判别分析。葡萄酒原产地和稀土元素含量间显著相关(p0.01),不同原产地间存在显著性差异(p0.001),沙城葡萄酒中稀土元素含量最低,通化最高,贺兰山东麓居中。Fisher线性判别分析(fisher linear discriminant analysis,FLD)模型对沙城、贺兰山东麓、通化三产地的交叉验证判别率分别为92.98%、98.25%、100.00%,外部验证判别率分别为84.21%、89.47%、100.00%;偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)模型判别能力略差,三个产地的交叉验证判别率分别为82.46%、98.25%、91.23%,外部验证判别率仅为73.68%、84.21%、100.00%。说明稀土元素含量结合多元统计分析可以应用于葡萄酒原产地的鉴别。     

利用核磁共振技术和电子舌技术分析2个产区干红葡萄酒代谢产物的差异

利用核磁共振(NMR)技术和电子舌技术并结合多元统计分析方法对河北沙城产区和宁夏贺兰山东麓产区2010年份的梅鹿辄和赤霞珠干红葡萄酒进行检测分析,从而探讨出我国具有代表性的2个葡萄酒产区干红葡萄酒间代谢产物的差异。核磁共振氢谱(1H NMR)结合模式识别分析,判别出2个产区2010年份的梅鹿辄和赤霞珠干红葡萄酒之间的代谢产物存在显著的差异性。通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)的载荷图可以得到:与河北沙城产区相比,宁夏贺兰山东麓产区的赤霞珠干红葡萄酒中缬氨酸、琥珀酸、甘油含量较高,而2,3-丁二醇、脯氨酸、乳酸、乙酸、乙酸乙酯、胆碱、没食子酸的含量较低;梅鹿辄干红葡萄酒中缬氨酸、脯氨酸、琥珀酸、乙酸、甘油含量较高,而乳酸、2,3-丁二醇、胆碱、没食子酸、乙酸乙酯的含量较低。应用电子舌技术对2个产区的葡萄酒样品进行区别辨识,对检测数据进行主成分分析(PCA),所得的得分图对2个不同产区的干红葡萄酒有很好的区分效果。结果表明:2种方法相互验证,得出2个不同产区干红葡萄酒之间的代谢产物有明显的差异。     

综合肉样及环境矿物质元素信息的滩羊肉产地鉴别

采用电感耦合等离子体质谱仪测定盐池县滩羊肉和环境中25种矿物元素含量,并结合主成分分析、聚类分析及线性判别分析进一步解析盐池县滩羊肉及环境中矿物元素含量特征,从而筛选盐池滩羊肉产地溯源指标及环境溯源指标,综合肉样及环境矿物质元素信息,建立判别模型并验证。最终筛选出的盐池县滩羊肉矿物元素指标为Cr、Ni、Cu、Rb、Sr、Mo、Ba、Mn、Sn,回代检验和交叉检验的整体正确判别率分别为97.50%、95.00%;盐池县环境矿物元素指标为K、P、Ca、Na、Mg、V、Ni、Zn、Ba、Rb、Cr、Sr、Fe,回代检验和交叉检验的整体正确判别率分别为93.80%、97.50%;盐池县滩羊肉与环境的共同矿物元素溯源指标为Cr、Ni、Rb、Sr、Ba,回代检验和交叉检验的整体正确判别率分别为96.30%、95.00%。说明筛选出的元素对随机滩羊肉样品产地鉴别有效,可作为盐池滩羊肉产地矿物元素指纹溯源的信息指标。     

基于矿物元素指纹差异的榴莲产地甄别

为保护高值热带作物榴莲的原产地信息,采集马来西亚、泰国、柬埔寨和越南共4 个产区73 份不同品种榴莲样本,利用电感耦合等离子体质谱法测定榴莲果核与榴莲果肉中28 种矿物元素含量,结合方差分析、主成分分析、Fisher逐步判别分析和BP人工神经网络,建立基于矿物元素的榴莲产地判别模型并验证其准确率。结果表明,榴莲果核和果肉中分别有16 种和13 种矿物元素在4 个产区存在显著差异;主成分分析中前6 个主成分累计贡献率为85.207%,代表矿物元素含量的主要信息;将有显著差异的元素代入Fisher逐步判别方程,结果发现单一榴莲果核及榴莲果肉判别准确率较低,榴莲果核和榴莲果肉耦合指标显著提高判别准确率,筛选出果核中Li、Be、Mg、Mn、Rb元素和果肉中Be、Ag、Ba元素8 项指标构建榴莲产地溯源模型,模型的初始验证准确率为91.8%,交叉验证准确率为90.4%;将有显著差异的元素代入BP人工神经网络模型,榴莲果核As、Ag、Al、Rb和果肉中Ag元素为BP人工神经网络前5重要元素,模型训练验证准确率为96.1%,检验验证准确率为95.5%。初步证明利用矿物元素指纹特征结合化学计量学方法对东南亚产地榴莲判别具有可行性。     

基于矿质元素的赤霞珠葡萄酒产地溯源

为探讨基于矿质元素的赤霞珠葡萄酒产地溯源的可行性,分析新疆天山北麓产区与其他4 个产区（宁夏、甘肃、河北、山东）赤霞珠葡萄酒中的23 种矿质元素含量,结合多元统计方法,构建有效的葡萄酒产地溯源模型。结果表明：天山北麓与宁夏、甘肃、河北、山东产区葡萄酒中P、Mg、Sr、Ti、Al、Cu、Ba 具有显著（p<0.05）或极显著差异（p<0.01）,可以作为区分不同产区葡萄酒的特征性元素。以23 种矿质元素为依据的Fisher 判别分析,筛选出P、Sr、Al 3 种对产地判别显著的元素,建立的判别函数对天山北麓和其他4 个产区葡萄酒的初始验证和交叉验证整体正确判别率分别为96.43%和89.29%。基于矿质元素分析能够对赤霞珠葡萄酒进行产地溯源,区分新疆天山北麓与宁夏、甘肃、河北、山东产区的葡萄酒。     

宁夏贺兰山地区与河北沙城地区赤霞珠和美乐葡萄酒香气物质的比较

采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术,分析比较了产于宁夏贺兰山及河北沙城地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的香气物质组成与含量.结果表明,河北沙城地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的特征香气物质为3-甲硫基丙醇.而宁夏贺兰山地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的特征香气物质为戊醇、4-甲基戊醇、3-甲基戊醇.河北沙城地区两个品种葡萄酒的酯类物质含量均高于宁夏贺兰山地区的相应品种.主成分分析显示,产地因素对葡萄酒香气物质影响要大于品种因素.     

宁夏贺兰山地区与河北沙城地区赤霞珠和美乐葡萄酒香气物质的比较

采用顶空固相微革取-气相色谱质谱联用技术,分析比较了产于宁夏贺兰山及河北沙城地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的香气物质组成与含量。结果表明,河北沙城地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的特征香气物质为3-甲硫基丙醇。而宁夏贺兰山地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的特征香气物质为戊醇、4-甲基戊醇、3-甲基戊醇。河北沙城地区两个品种葡萄酒的酯类物质含量均高于宁夏贺兰山地区的相应品种。主成分分析显示,产地因素对葡萄酒香气物质影响要大于品种因素。     

矿物元素和有机成分指纹组合判别芸豆产地

分析不同地域来源芸豆中矿物元素和有机成分组成特征及含量差异,探讨矿物元素和有机成分指纹组合分析技术对芸豆产地鉴别的可行性。检测来自依安、拜泉县2个主产区54份芸豆样品中31种矿物元素和3项有机成分含量,对数据进行方差分析和判别分析。研究表明,矿物元素指纹对芸豆产地交叉检验的整体正确判别率为94.1%;有机成分指纹对芸豆产地交叉检验的整体正确判别率为83.3%;矿物元素和有机成分指纹组合对芸豆产地的正确判别率显著提高,交叉检验的整体正确判别率达到100.0%。因此,矿物元素和有机成分指纹组合分析结合多元统计学是用于芸豆产地溯源的一种有效技术。     

酿酒葡萄品种及产区对贺兰山东麓葡萄酒香气质量的影响研究

为研究酿酒葡萄品种及产区对葡萄酒香气的影响,采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术分析了贺兰山东麓产区四种不同品种葡萄酒、中国四个不同大产区以及贺兰山东麓四个小产区的赤霞珠葡萄酒品种香气差异并对结果进行主成分分析（PCA）。结果表明：四种不同品种葡萄酒中共检测出香气物质50种,其中酯类21种、醇类15种、酸类7种、醛类4种以及其他类3种,香气活性值（OAV）＞1的香气物质有11种,其中霞多丽、赤霞珠葡萄酒中OAV最高的风味物质均为乙酸异戊酯和异戊酸,而马瑟兰和北玫葡萄酒中OAV最高的风味物质为大马士酮。PCA结果显示,宁夏贺兰山东麓不同小产区赤霞珠葡萄酒香气成分之间无明显差异;中国不同酿酒葡萄产区的赤霞珠葡萄酒香气成分之间差异明显。     

基于ICP-MS/MS分析矿物元素的江西茶叶产地溯源

目的 分析江西不同产区茶叶中矿物元素含量的差异,并结合多元统计方法分析矿物元素指纹特征,构建江西茶叶不同产地鉴别的判别模型。方法 采用电感耦合等离子体串联质谱法(ICP-MS/MS)对采集于3个江西代表县的150个茶叶样品中的15种矿物元素进行测定,获得其中的元素成分信息,结合主成分分析技术(PCA)和判别分析技术(DA),分析不同产地茶叶的特征元素变量,研究筛选元素特征指纹。结果 江西不同产地的茶叶中的常量元素、微量元素和重金属含量差异较大,可以成为指纹分析技术的有效产地溯源指标。主成分分析以提取特征值>1.0,可以将15个矿物元素提取2个主成分,总方差贡献率达63.00%,基本保留了原变量的大部分信息。以2个主成分为原始变量,建立判别典型函数,利用判别典型函数可以对三个不同产地的150个茶叶进行99.3%正确判别。结论 矿物元素指纹图谱可以用于江西茶叶的产地溯源判别,为今后江西各种知名茶叶品牌的原产地保护提供技术支撑。     

C、H、O同位素分析在葡萄酒产区鉴别中的应用

为有效鉴别产区葡萄酒,利用点特异性天然同位素分馏核磁共振技术和同位素比质谱仪技术对葡萄酒中C、H和O同位素进行研究。通过收集2010-2012年河北昌黎、山东烟台蓬莱、宁夏贺兰山东麓和河北沙城四大产区的60 个样品,发现（D/H）i、（D/H）ii、R、δ13C、δ18O、酒精体积分数的范围分别为95.68×10－6～99.15×10－6、115.99×10－6～126.39×10－6、2.38～2.59、－28.35‰～－23.00‰、－1.94‰～－0.05‰和11.3%～12.9%,总体上含量范围分布广泛,但同一地区较为集中。研究发现,单一使用任何一种元素都只能区分环境差异很大的地区,当结合3 种元素,采用线性判别分析能100%有效鉴别四大产区葡萄酒。基于沙城产区的数据库和酒精体积分数,结合t检验法,分3 步可判定出产区酒的真实性。待测的5 个盲样中只有1 个样品属于沙城产区的真实葡萄酒。     

贺兰山东麓红葡萄酒等级划分客观标准的初步研究

对贺兰山东麓各等级葡萄酒理化指标进行分析,根据葡萄酒的理化指标参数与等级之间的相关性,初步研究葡萄酒客观等级划分标准。选用在宁夏地区主栽品种赤霞珠和蛇龙珠红葡萄酒的30个样品,7个理化参数,利用相关性分析研究了理化指标与各等级葡萄酒的相关性;利用逐步判别分析方法找到对贺兰山东麓红葡萄酒分级影响最为重要的因子,并初步建立了等级识别模式。结果表明,葡萄酒的总酚、单宁和总酸等理化参数与葡萄酒等级划分有极显著相关,通过逐步判别分析得到总酚和总酸可以判别葡萄酒的等级。本研究对宁夏贺兰山东麓葡萄酒的等级划分客观标准具有一定的拳者价值。     

基于矿物元素指纹差异的不同产地滩羊肉判别

通过分析不同地域滩羊肉中矿物质元素含量差异,结合多元统计分析,筛选出有效的溯源指标,构建用于原产地鉴别的判别模型。采用电感耦合等离子质谱技术测定宁夏盐池县、内蒙古自治区鄂托克前旗、陕西省定边县和甘肃省环县滩羊背最长肌样品中25种矿物质元素含量,对采样地区样品中的矿物质元素含量进行方差分析、主成分分析及线性判别分析,建立判别模型并验证。结果显示,滩羊肉样品中测定的25种矿物质元素其中17种矿物质元素含量在不同地域间存在显著差异,主成分1主要由Cr、Mn、Ni、Cu、Se和Rb 6种元素构成,判别贡献率最大,为26.403%;主成分2主要由K、P、Fe和Sn 4种元素构成,贡献率为22.285%。通过逐步判别分析筛选出Ca、P、Cr、Mn、Ni、Cu、Se、Rb、Mo和Sn 10项元素指标建立滩羊肉产地判别模型,所建立的模型对滩羊肉产地判别整体正确率均为100%,模型对不同产地滩羊肉的区分判别准确。因此,基于矿物元素指纹的判别可以有效鉴别不同产地滩羊肉。     

基于元素含量和稳定同位素比值的宁夏贺兰山东麓地区有机葡萄酒甄别

对贺兰山东麓产区生产的有机和非有机葡萄酒的元素含量和稳定C、N同位素比值分布特征进行分析,并利用此数据对宁夏贺兰山东麓地区有机与非有机葡萄酒进行甄别。结果表明,有机与非有机葡萄酒在一些金属元素如Na、Mg、K、Al和Cu的含量上具有显著差异,而且有机葡萄酒的乙醇和丙三醇的δ~(13)C值显著低于非有机葡萄酒,但δ~(15)N显著高于非有机葡萄酒。利用C、N稳定同位素和一些金属元素含量,结合主成分分析,可对贺兰山东麓地区有机和非有机葡萄酒进行有效区分,为我国有机葡萄酒掺假检测以及该地区的葡萄酒产业发展提供技术支撑,具有重要的应用前景。     

葡萄原料对干红葡萄酒品质及白藜芦醇含量的影响

以宁夏贺兰山东麓、天津蓟县产区、山东蓬莱产区的赤霞珠和梅鹿辄葡萄酿制的干红葡萄酒为试验材料,研究了不同葡萄品种、不同产区、不同年份对干红葡萄酒中白黎芦醇含量的影响。结果表明:在宁夏贺兰山和天津蓟县2个产区,采用同种生产工艺,梅鹿辄干红葡萄酒的白藜芦醇含量高于赤霞珠干红葡萄酒。白黎芦醇总量受年份、产地气候因素的影响较大,对于赤霞珠干红葡萄酒,西部贺兰山产区白黎芦醇的含量明显高于东部蓟县和蓬莱产区。     

中国部分主产区葡萄酒中铜含量分析

以我国四个主要产区贺兰山东麓产区、河西走廊产区、怀涿盆地产区和通化产区国产葡萄酒为样本,采用电感耦合等离子体质谱法测定铜含量,分析我国国产葡萄酒中铜含量状况。结果表明我国葡萄酒中铜含量状况整体良好,铜超标检出率为0.2%。在四个产区中,通化产区葡萄酒铜含量最高,其次为贺兰山东麓产区,河西走廊产区和怀涿盆地产区较低。通化产区葡萄酒中铜含量呈两极化分布,贺兰山东麓产区样品铜含量则集中分布在50~100μg/L和100~300μg/L两个区段,而河西走廊与怀涿盆地两个产区的铜含量分布较为平均。分析显示,气候风土特征、酒庄葡萄园管理手段与酿造技术对葡萄酒中的铜含量的影响很大。葡萄品种在同一产区不同酒庄中的表现是类似的,但受产地风土与气候条件影响,在不同产地表现又有一定的区别。年份对于铜含量也有一定的影响,主要与当年的气候尤其是降水情况相关。     

基于ICP-MS的甘肃不同产地小米矿物元素含量特征及判别分析

通过分析不同主产区小米矿物元素含量特征,结合化学统计学建立小米产地判别模型。该研究以甘肃省陇中地区、陇东地区和河西地区的主栽小米品种为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了小米中18种矿物元素含量,利用方差分析、主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)、线性判别分析(LDA)和聚类分析(HCA)对数据进行统计分析。结果表明:小米样品18种矿物元素中有13种元素含量在3个主产区间存在显著差异(P<0.05),不同主产区小米矿物元素含量具有独特的地域分布特征;18种矿物元素之间存在较强的相关性;PCA分析共提取4个主成分,累计方差贡献率为75.82%;基于LDA和OPLS-DA的判别模型对小米产地判别正确率均为100%,基本可以实现甘肃省不同区域小米产地的精准判别,通过OPLS-DA模型确定了小米产地判别的特征元素(V、Fe、Cu、Cd、Se、Pb);基于特征元素的HCA分析可以成功地对小米产地进行判别。研究证明基于小米矿物元素含量构建的判别模型可以有效区分甘肃省不同产区的小米,为小米产地溯源和质量控制提供了科学依据。     

基于主成分分析和判别分析的稻米产地溯源

以提高矿物元素对大米产地溯源的稳定性和准确性,找寻表征小范围相似地域特性的溯源指标为目的。采用原子吸收光谱法（AAS）分析吉林省松原市三大主产区10个产地100个大米样品中的矿物元素含量,对所得矿物元素含量数据进行差异分析、判别分析、主成分分析和聚类分析。试验结果为实现了松原市三大主产区大米产地溯源,正确判别率为100%。松原市矿物元素溯源指标的筛选主成分分析结果：第一主成分主要由Zn、K、Mg、Na、Ca和Mn 等6种元素构成,贡献率最大,占47.176%。判别分析验证主成分分析和聚类分析的准确性,其正确判别率为100%。利用矿物元素实现小范围产地溯源,并获得吉林省松原市溯源指标：Zn、K、Mg、Na、Ca和Mn 6种元素。     

基于矿物元素指纹图谱技术的芸豆产地溯源研究

探讨矿物元素指纹分析技术对芸豆产地溯源的可行性,筛选出判别芸豆产地溯源的有效指标。利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定来自依安县和拜泉县2个地域54份芸豆样品中31种矿物元素的含量,对数据进行方差分析、主成分分析、聚类分析和判别分析。研究表明,芸豆中25种矿物元素含量在地域间存在显著性差异,通过逐步判别分析筛选出Ca、As、Mg和Pt 4项元素指标建立芸豆产地判别模型,所建立的模型对芸豆产地整体交叉检验判别率为94.4%。因此,矿物元素指纹图谱技术可用于判别芸豆产地来源。