大米产地溯源方法研究进展

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19040028

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (14): 148-155.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19040028

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大米产地溯源方法研究进展

胡圣英¹^,², 任红波³, 张军¹^,², 孟利¹^,²()

¹ 黑龙江大学生命科学学院/农业微生物技术教育部工程研究中心,哈尔滨 150080
² 黑龙江省普通高等学校分子生物学重点实验室,哈尔滨 150080
³ 黑龙江省农业科学院农产品质量安全研究所,哈尔滨 150086

收稿日期:2019-04-09 修回日期:2019-08-08 出版日期:2020-05-15 发布日期:2020-05-20
通讯作者: 孟利
作者简介:胡圣英,女,1995年出生,山东聊城人,硕士,主要从事食品微生物与食品安全检测研究。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号黑龙江大学生命科学学院,Tel：0451-86608586,E-mail： 1137955079@qq.com。
基金资助:
国家重点研发计划,课题名称：食品安全监测预警及风险管控国家大数据应用服务示范平台示范跟踪(2017YFC1601905);黑龙江省高校基本科研业务费黑龙江大学专项资金项目“基于免疫纳米金标记-表面增强拉曼光谱技术测定食品中呋喃丹”(KJCX201817)

Traceability Method of Rice Origin: Research Progress

Hu Shengying¹^,², Ren Hongbo³, Zhang Jun¹^,², Meng Li¹^,²()

¹ School of Life Sciences, Heilongjiang University/Engineering Research Center of Agricultural Microbiology Technology, Ministry of Education, Harbin 150500
² Key Laboratory of Molecular Biology, Heilongjiang General Higher College, Harbin 150080
³ Institute of Quality and safety of agricultural products, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086

Received:2019-04-09 Revised:2019-08-08 Online:2020-05-15 Published:2020-05-20
Contact: Meng Li

摘要/Abstract

摘要：

为了研究大米产地溯源方法,本研究综述了稳定同位素技术、近红外光谱技术、矿物元素分析技术、有机组分指纹图谱技术、拉曼光谱技术、顶空固相微萃取-气质联用技术在大米地理鉴别上的应用进展。发现产地溯源研究的还比较浅显,目前所采集的样本仅选取几个有特点的品种来进行研究分析,建立的大米地理鉴别方法不具有普遍性,今后的研究要保证样本的充足性,而且可以几种技术与多种化学计量学方法相结合,提高判别的精确度。

关键词: 大米, 产地溯源, 分析技术, 近红外光谱, 挥发性物质, 化学计量学

Abstract:

To study the traceability method of rice origin, we reviewed the application of stable isotope techniques, near-infrared spectroscopy, mineral element analysis techniques, organic component fingerprinting techniques, Raman spectroscopy, headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME/GC-MS) in the geographical identification of rice. It was found that: the study of origin traceability was still relatively superficial; at present, only a few varieties with characteristics were selected for research and analysis; the established geographic identification method of rice was not universal. The future research should ensure the sufficiency of the samples, several techniques could be combined with multiple chemometric methods to improve the accuracy of the discrimination.

Key words: rice, origin traceability, analysis technology, near infrared spectroscopy, volatile matter, chemometrics

中图分类号:

TS213.3

胡圣英, 任红波, 张军, 孟利. 大米产地溯源方法研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(14): 148-155.

Hu Shengying, Ren Hongbo, Zhang Jun, Meng Li. Traceability Method of Rice Origin: Research Progress[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(14): 148-155.

图/表 1

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样品	样品来源（数量）	分析技术	关键变量	统计方法	产地区分效果	参考文献
大米	印度5个地区(84)	Q-ICP-MS	⁸⁷Sr/⁸⁶Sr	相关分析、配对t检验	区分部分不同国家	[6]
大米	黑龙江(3)、辽宁(3)、江苏(1)、河南(1)、湖南(1)、三亚(1)、日本(103)、美国(30)	EA-IRMS	δ¹³C、δ¹⁵N	HCA	可区分不同国家,不能有效区分不同省份	[7]
大米	五常(6)、富锦(6)	IRMS	δ¹³C、δ¹⁵N、δD、δ¹⁸O	SEM、二维分布	区分效果良好	[8]
大米	巴西中西部(12)、巴西南部(19)	DM-ICP/MS	Cd、Rb、Mg、K	SVM、RF、MLP	SVM、RF和MLP模型预测准确率分别为93.66%、93.83 %和90%	[14]
大米	五常(58)、东北(50)、南方(31)	ICP-MS、ICP-AES	Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Zn、Ni、As、Sr、Cd、Ba、Mo、Se	PCA、Fisher判别、ANN	PCA分类效果较差;Fisher判别和ANN区分五常和其他地区的平均准确识别率分别为93.5%和96.4%	[15]
大米	五常(70)、建三江(35)、查哈阳(37)、方正(30)、响水(19)	NIR	特征光谱峰	因子化法、聚类分析、PLS-DA	因子化法和聚类分析对五常地区判别正确率为100%,偏最小二乘法判别正确率为95.83%	[23]
大米	东北糙米(5)、东北米(15)、湖南糙米(5)、籼米(20)、芙蓉米(5)、泰香米(5)、京生缘香米(5)、晚米(5)、软香米(5)、贡米(5)、柬埔寨香米(5)	FTNIS	特征光谱峰	CWT、PCA	不同国家,不同产地,都能有效区分	[25]
大米	五常(15)、盘锦(20)、射阳(19)	FTIR、GC-MS	特征光谱峰	PLS-DA、ANOVA	利用方差分析筛选出特征光谱和挥发性组分,结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法建立鉴别方法,准确率97.4%,对大米产地进行鉴别是可行有效的	[27]
大米	黑龙江(44)、湖南(53)、江苏(26)	RS	极性基团和键的基本振动	PCA、PLS-DA	主成分分析对不同种类、产地和品种的大米进行粗分类鉴别;偏最小二乘判别分析样本正确判别率分别为100%、100%、94.12%	[31]
大米	黑龙江(87)、江苏(60)、吉林(42)、山东(38)、河南(30)、天津(23)、安徽(14)、湖南(114)、广东(40)、广西(37)、海南(25)安徽(15)	RS	极性基团和键的基本振动	PCA、HCA、PLS-DA、SIMCA	PCA用于初步鉴定,比较了不同的建模方法,似乎可以可靠地识别水稻类型,品种和原产地,准确度在80%~100%以内	[33]
大米	五常大米(5)、泰国香米(3)、辽宁大米(3)、吉林大米(1)	GC-MS/MS	角鲨烯	RSD	五常大米的角鲨烯含量最高,其次为辽宁大米,吉林大米比辽宁大米略低,泰国香米最低	[38]
大米	印度(2)、美国(2)、泰国(2)、日本(1)	HS-SPME /GC-MS	挥发性物质		香稻品种和非香稻品种的挥发性成分差异很大,区分效果良好	[43]
大米	大粒溪香(1)、大粒香(1)、金麻粘(1)、帅优63(1)	HS-SPME /GC-MS	挥发性物质	PCA	不同品种大米风味物质PCA综合得分来看,说明不同品种间大米风味物质存在差异性,可以有效区分不同品种	[51]
大米	韩国(12)、中国(12)	HS-SPME /GC-MS	挥发性物质	t检验、SAM、PLS-DA	区分效果良好	[52]

样品	样品来源（数量）	分析技术	关键变量	统计方法	产地区分效果	参考文献
大米	印度5个地区(84)	Q-ICP-MS	⁸⁷Sr/⁸⁶Sr	相关分析、配对t检验	区分部分不同国家	[6]
大米	黑龙江(3)、辽宁(3)、江苏(1)、河南(1)、湖南(1)、三亚(1)、日本(103)、美国(30)	EA-IRMS	δ¹³C、δ¹⁵N	HCA	可区分不同国家,不能有效区分不同省份	[7]
大米	五常(6)、富锦(6)	IRMS	δ¹³C、δ¹⁵N、δD、δ¹⁸O	SEM、二维分布	区分效果良好	[8]
大米	巴西中西部(12)、巴西南部(19)	DM-ICP/MS	Cd、Rb、Mg、K	SVM、RF、MLP	SVM、RF和MLP模型预测准确率分别为93.66%、93.83 %和90%	[14]
大米	五常(58)、东北(50)、南方(31)	ICP-MS、ICP-AES	Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Zn、Ni、As、Sr、Cd、Ba、Mo、Se	PCA、Fisher判别、ANN	PCA分类效果较差;Fisher判别和ANN区分五常和其他地区的平均准确识别率分别为93.5%和96.4%	[15]
大米	五常(70)、建三江(35)、查哈阳(37)、方正(30)、响水(19)	NIR	特征光谱峰	因子化法、聚类分析、PLS-DA	因子化法和聚类分析对五常地区判别正确率为100%,偏最小二乘法判别正确率为95.83%	[23]
大米	东北糙米(5)、东北米(15)、湖南糙米(5)、籼米(20)、芙蓉米(5)、泰香米(5)、京生缘香米(5)、晚米(5)、软香米(5)、贡米(5)、柬埔寨香米(5)	FTNIS	特征光谱峰	CWT、PCA	不同国家,不同产地,都能有效区分	[25]
大米	五常(15)、盘锦(20)、射阳(19)	FTIR、GC-MS	特征光谱峰	PLS-DA、ANOVA	利用方差分析筛选出特征光谱和挥发性组分,结合偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法建立鉴别方法,准确率97.4%,对大米产地进行鉴别是可行有效的	[27]
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大米	黑龙江(87)、江苏(60)、吉林(42)、山东(38)、河南(30)、天津(23)、安徽(14)、湖南(114)、广东(40)、广西(37)、海南(25)安徽(15)	RS	极性基团和键的基本振动	PCA、HCA、PLS-DA、SIMCA	PCA用于初步鉴定,比较了不同的建模方法,似乎可以可靠地识别水稻类型,品种和原产地,准确度在80%~100%以内	[33]
大米	五常大米(5)、泰国香米(3)、辽宁大米(3)、吉林大米(1)	GC-MS/MS	角鲨烯	RSD	五常大米的角鲨烯含量最高,其次为辽宁大米,吉林大米比辽宁大米略低,泰国香米最低	[38]
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大米	韩国(12)、中国(12)	HS-SPME /GC-MS	挥发性物质	t检验、SAM、PLS-DA	区分效果良好	[52]

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