（农产品加工及贮藏工程专业论文）花生产品的溯源技术研究.pdf

华中农业人学硕士学位论文 摘要 建立食品追溯体系是食品安全管理中的主要手段。2 0 0 9 年6 月1 日中华人民 共和国食品安全法正式颁布实施，其中第七章明确规定建立食品召回制度，因此 完善各种食品的追溯体系也是大势所趋。本论文以花生为溯源研究对象开展了溯源 技术研究，并为建立其追溯体系提供了一定的理论基础和大量数据信息。主要研究 结果如下： 1 以花生油为研究对象，在实地调研的基础上，依据h a c c p 管理经验，分析 了花生油从种植地到餐桌的食品链过程，将花生油食品链分为种植、收获、初加工、 压榨和销售贮运等五个阶段，筛选出了各个阶段中食品安全与溯源关键信息，建立 起了以电子标签和企业e r p 为基础的花生油溯源系统模型。 2 分析了广东、辽宁和山东土壤中的生物菌群产黄曲霉毒素b 1 ( a f l a t o x i nb l ， a f b l ) 、黄曲霉毒素b 2 ( a f l a t o x i nb 2 ，a f b 2 ) 、黄曲霉毒素g l ( a f l a t o x i ng l ，a f g l ) 、 黄曲霉毒素g 2 ( a f l a t o x i ng 2 ，a f g 2 ) 等四种类型毒素在不同环境中的变化。分析 认为b 组与g 组黄曲霉毒素之间为相互竞争关系，三地微生物菌群在早期产毒均以 g 组黄曲霉毒素为主，但随时间推移b 组毒素激烈增加，且主要以a f b i 的增加为 主，在相同环境下广东地区竞争程度相比山东、辽宁不激烈，在不同环境中湿环境 下竞争程度更为明显。分析采自广东、辽宁和山东的花生样品，结果表明早期产毒 以g 组毒素为主，样品经高湿环境贮藏后b 组毒素增多，初步确定了三地区各种毒 素含量与总毒素含量的比值的特征性。进一步探索性地以a f g 2 a f t 、a f g l a f t 、 a f b 2 a f t 和a f b l a f t 为指标，对三地区的样品进行了判别分析，判别率为6 0 4 。 3 通过对采自广东、辽宁和山东的土壤和花生样品中6 b c 值、6 1 5 n 值的分析， 结果表明6 1 3 c 值、6 1 5 n 值可以代表各地土壤的特征且判别率为8 5 7 ，利用花生中 5 1 5 n 值对样品的判别率为7 0 ，但各产区间花生中的6 ”c 值无差异即表明花生中 6 1 3 c 值对其产地溯源暂无意义。通过分析花生中6 ”n 值和土壤中6 1 5 n 值以及花生 生长环境指标的相关性，为花生中6 1 5 n 值建立起了预测模型，相关系数r 为0 9 2 4 。 4 通过分析采自广东、辽宁和山东花生样品中a g 、a 1 、a s 、b e 、c a 、c o 、f e 、 m g ，p b 、s b ，t h ，u ，c d ，k ，m o ，n i ，b a ，c r ，m n ，n a ，t 1 ，z n ，c u ，s e ，v 等2 5 种矿物质元素含量的差异性，结果表明三地之间花生中c d 、k 、m o 、n i 、b a 、 花生产品的溯源技术研究 c r 、m n 、n a 、t 1 、z n 、c u 、s e 、v 等1 3 种元素具有差异性。通过逐步判别分析， 8 种元素入选判别模型，f 值大小依次是c r m n n a k c d z n ： b a t i ，结果 以c r 、m n 、n a 、k 和c d 等5 种元素为判别模型的准确判别率为9 3 8 。通过分析 花生中8 种元素与土壤中2 5 种元素的相关性，采用回归分析法为8 种元素建立了预 测模型。 关键词：食品溯源；花生；黄曲霉毒素；同位素；矿物质元素 i i 华中农业大学硕七学位论文 a b s 仃a c t f o o dt r a c e a b i l i t yi sa l li m p o r t a n tm e a n si nf o o ds a f e t ym a n a g e m e n t s i n c et h ef o o d s a f e t yl a wo fp e o p l eir e p u b l i co fc h i n as t a t e sc l e a r l yi nc h a p t e r7t h a tf o o dr e c a l l s y s t e ms h o u l db ee s t a b l i s h e d ，e s t a b l i s h m e n to ff o o dt r a c e a b i l i t yi sa l li m p o r t a n tw a yt o m e e tt h es o c i e t y sn e e d i nt h i ss t u d y , w ec h o s ep e a n u ta st h em a t e r i a la n ds t u d i e dt h e f o o dt r a c e a b i l i t yt e c h n o l o g y t h em a i nc o n c l u s i o n sg oa sf o l l o w s ： 1 t h ew h o l ef o o dc h a i no fp e a n u to i l 丘o mp l a n t i n gg r o u n dt ot a b l ew a ss t u d i e d a c c o r d i n gt ot h eh a c c pm a n a g e m e n ta sw e l la st h er e s e a r c ho ns p o t i tc a nb ed i v i d e d i n t of i v es t a g e sw h i c hi n c l u d ep l a n t i n g ，h a r v e s t i n g ，i n i t i a lp r o c e s s i n g ，p r e s s i n ga n ds e l l i n g & t r a n s p o r t t h ep e a n u to i lt r a c e a b i l i t ys y s t e mb a s e do ne l e c t r o n i cl a b e la n de r ps y s t e m w a se s t a b l i s h e da c c o r d i n gt ot h ek e yi n f o r m a t i o ns c r e e n e df r o mt h ep e a n u to i lf o o dc h a i n 2 t h ec h a n g e so fa f l a t o x i nb l ，a f l a t o x i nb e ，a f l a t o x i ng i ，a f l a t o x i ng 2s e c r e t i o no f d i f f e r e n tm i c r o b i a l p o p u l a t i o nf r o ms o i ls a m p l e sf r o mg u a n g d o n g ，l i a o n i n ga n d s h a n d o n gp r o v i n c ei nd i f f e r e n tk i n d so fe n v i r o n m e n tw a sa n a l y z e d t h er e s u l t sg oa s f o l l o w s ：g r o u pba n dg r o u pg a r ec o m p e t i t i v et oe a c ho t h e r t h et o x i n ss e c r e t e di n e a r l i e rp e r i o da r em a i n l yi ng r o u pga st i m eg o e so n ，t h et o x i ni ng r o u pbe s p e c i a l l y a f b i i n c r e a s e ds u b s t a n t i a l l y ；t h ec o m p e t i t i v e n e s si ng u a n g d o n ga r e ai sn o tv e r yo b v i o u s c o m p a r e dw i t ht h es i t u a t i o ni ns h a n d o n ga n dl i a o n i n ga r e a ；t h ec o m p e t i t i v es i t u a t i o ni s m o r eo b v i o u si nh u m i de n v i r o n m e n t f o rt h ep e a n u ts a m p l e sf r o mt h et h r e ep r o v i n c e s ，t h e t o x i n ss e c r e t e di ne a r l i e rp e r i o da r em a i n l yi ng r o u pga f t e rs t o r e di nh i g hh u m i d i t y c o n d i t i o n s ，t h ec o n t e n to ft o x i ni ng r o u pbi n c r e a s e d t h er a t i o no fs e p a r a t et o x i nt ot h e t o t a lt o x i nh a sb e e ni n i t i a l l yd e f i n e d t h ed i s c r i m i n a t i o nr a t ew a sa n a l y z e db a s e do nt h e a f g 2 a f t , a f g l a f t ，a f b 2 a f ta n da f b i a f tf o rt h et h r e ea r e a s t h ec o r r e c t l y c l a s s i f i e di s6 0 4 3 t h e6 1 3 ca n d5 1 5 nw a sa n a l y z e df o rt h es o i la sw e l la sp e a n u ts a m p l e sf r o m g u a g n d o n g ，s h a n d o n ga n dl i a o n i n gp r o v i n c e i tw a sc o n c l u d e dt h a tt h e5 1 3 ca n d6 1 5 n v a l u ec a nr e p r e s e n tt h es o i lc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ed i s c r i m i n a t i o nr a t ew a s8 5 7 t h e d i s c r i m i n a t i o nr a t ea g a i n s tp e a n u ts a m p l e si s7 0 ：t h e r ew a sn od i f f e r e n c eo nt h e8 1 3 c v a l u ef o rd i f f e r e n ts a m p l e si nd i f f e r e n ta r e a sw h i c hm e a n st h a t6 13 cv a l u eo f p e a n u tw a s o fn ou s et ot h eo r i g i nt r a c e a b i l i t yi nt h i ss t u d y t h ep r e d i c t i v em o d e lw a se s t a b l i s h e df o r i 5 15 nv a l u eo f p e a n u t ，t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tw a s0 9 2 4 4 t h ec o n t e n td i f f e r e n c eo f2 5m i n e r a le l e m e n t ss u c ha sa g ，a 1 ，a s ，b e ，c a ，c o ，f e ， 1 1 t 花生产品的溯源技术研究 m g ，p b ，s b ，t h ，u ，c d ，km o ，n i ，b a , c r ，m n ，n a , t 1 ，z n ，c u ，s e ，ve r ew a sa n a l y z e d t h er e s u l t sg oa sf o l l o w s ：c o n t e n t so f13m i n e r a le l e m e n t sh a so b v i o u sd i f f e r e n c e ；8 e l e m e n t sw e r ec h o s e ni n t od i s c r i m i n a t i o nm o d e l ，t h efv a l u ew e r eo r d e r e da sc r m n n a k c d z n b a t 1 t h e c o r r e c t l yc l a s s i f i e dw h i c hu s e dc r ，m n ，n a , ka n dc da s m o d e lw a s9 3 8 t h ep r e d i c t i v em o d e lw a se s t a b l i s h e db yr e g r e s s i o na n a l y s i st h r o u g h t h ec o r r e l a t i o no f t h e8e l e m e n t si np e a n u ts a m p l e sw i t h2 5d e m e n t si ns o i ls a m p l e s k e yw o r d s ：f o o dt r a c e a b i l i t y ；p e a n u t ；a f l a t o x i m s t a b l ei s o t o p e ；m i n e r a le l e m e n t i v 华中农业大学硕上学位论文 缩写名英文全名 a f b l a f l a t o x i nb 1 a f b 2 a f l a t o x i nb 2 a f g i a f l a t o x i ng l a f g 2 a f l a t o x i ng 2 a f t d p s e p c e r p a f l a t o x i n s d a t ap r o c e s s i n gs y s t e m e l e c t r o n i cp r o d u c tc o d e 缩写词检索 e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g 中文名 黄曲霉毒素b 1 黄曲霉毒素b 2 黄曲霉毒素g l 黄曲霉毒素g 2 黄曲霉毒素 数据处理系统 产品电子代码 企业资源计划 h a c c ph a z a r da n a l y s i sa n dc r i t i c a lc o n t r o lp o i n t 危害分析的临界控制点 h p l c h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y 高效液相色谱 s p s ss t a t i s t i c a lp a c k a g ef o r t h es o c i a ls c i e n c e社会科学用统计软件 r f i dr a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n无线射频识别技术 v 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 矽 是否保密 偃 如需保密，解密时间年月日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 础张汐矽 帆彤年多日 学位论文使用授权书 本人完全了解华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照 学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容，同时本人保留在其他媒体发表论文的权力。 注：保密学位论文( 即涉及技术秘密、商业秘密或申请专利等潜在需要提交保密的 论文) 在解密后适用于本授权书。 猢椭张涉l 新张勿，回 擀嗍：彳“胪日蛳期：叩年乡胁日 注：请将本表直接装订侄学位论文的扉页和目录之间 华中农业大学硕上学位论文 第一章前言 1 1 概况 1 1 1 我国花生产品的基本情况 花生是我国为数不多的具有明显竞争优势的出口创汇农产品，总产量、总消费 量和出口量均居世界首位，年出口量7 0 多万吨，年创汇5 亿多美元， 占世界花生 贸易份额的4 2 ( 段淑芬等，2 0 0 6 ) 。我国花生播种面积很广，产区较为分散，但是 相对比较集中，据2 0 0 5 国家统计年鉴数据，如图1 1 显示，河南省是我国花生播种 面积最大的省，山东次之。在东北地区，辽宁省播种面积较大，而南方地区广东省 播种面积最大。每公顷产量山东最多，广东地区作为最大的几个产花生大省之一， 受湿热气候影响每公顷产量相对较少，受黄曲霉毒素污染较为严重。 拙 浔北辽宁江苏安置福建江西山衰河南湖北湖南广衰广西m i l l 全国河北辽宁江苏妻譬毫辽西山末珂南潮土 图1 - 1 全国重要化生产区花生播种面积每公顷花生产量 酉卅 f i g 1 1t h ep e a n u ty i e l dp e rh e c t a r ei nm a i np e a n u tp l a n t i n ga r e a 1 1 2 黄曲霉毒素 黄曲霉毒素( a f l a t o x i n ，a f t ) 对人和动物有很大的危害，其中黄曲霉毒素 b l ( a f l a t o x i nb l ，a f b l ) ，具有较强的急慢性毒性，国际癌症研究机构( i a r c ) 将a f b l 列为i 级致癌物。a f t 主要污染粮油及其制品。7 0 年代我国普查食品发现，花生及 其制品是污染最为严重的食品之一，其中又以花生油污染为多( 陈炳卿，1 9 9 7 ) 。花 生黄曲霉毒素含量超标成为我国花生出口的一个重要限制因素，2 0 0 4 年仅山东省 出口欧盟的花生就因超标被预警达4 3 次( 段淑芬等，2 0 0 6 ) 。 a f t 污染是一个全球性食品安全问题( b e n n e t te ta 1 ，2 0 0 3 ；k o i r a l ae ta 1 ，2 0 0 5 ， l u oe ta 1 ，2 0 0 5 ) ，对此科学家们对真菌入侵生物体、产生a f t 的基因j l 段、真菌 间代谢毒素的互相竞争和抑制、抗真菌作物研究、控制a f t 研究、对a f t 的检测、 一 啪 啪 蛳 m 啪 湖 花生产品的溯源技术研究 a f t 在人体内的促进肝癌机理、受a f t 损伤的医学措施等方面深入展开了研究。 a f t 是一组结构为二呋喃环和氧杂萘邻酮的化合物，为黄曲霉( a s p e r g i l l u s f l a v u s ) 、寄生曲霉( a s p e r g i l l u s p a r a s i t i c u s ) 侵染后产生的代谢产物( p a y n ea n db r o w n ， 1 9 9 8 ) ，据文献报道黑曲霉( a s p e r g i l l u sn o m i u s ) ( k u r t z m a n e ta 1 ，1 9 8 7 ) 、a s p e r g i l l u s p s e u d o t a m a r i i ( p e t e r s o ne ta 1 ，2 0 01 ) 、a s p e r g i l l u sb o m b y c i s ( p e t e r s o na 1 ，2 0 01 ) 和a s p e r g i l l u so c h r a c e o r o s e u s ( k l i c he ta 1 ，2 0 0 0 ) 等都能产生a f t ( y i n gw e n ，2 0 0 5 ) 。 近有学者报道寄生曲霉( a p a r a s i t i c u s ) 能产生b 组和g 组即a f b l 、a f b 2 、 a f g l 、a f g 2 四种毒素均能产生，而黄曲霉( a f l a v l 1 $ ) 只产生b 组a f t ( m i n t oa n d t o w n s e n d ，1 9 9 7 ) ( y a b e ，2 0 0 2 ) ( y a b ea n dn a k a j i m a ，2 0 0 4 ) 。 1 1 3 食品安全 随着人类生活水平的提高，人们对食物质量的要求也越来越严格。但市场经济 下食物作为一种商品流动于市场，利益的争夺促使商家不顾食品质量铤而走险。两 者的矛盾导致许多潜在的食品安全问题一步步凸显，在这种背景下中华人民共和 国食品安全法应运而生，体现了政府对食品安全问题的严肃态度和加强食品监管 力度以保障人们食品安全的决心。 在食品安全研究领域，主要有食品安全管理，食品安全控制和食品安全检测三 个大的方向。食品安全管理包括食品生产管理、食品安全风险评估和食品安全溯源 等几个方向，食品安全控制技术包括生产控制以及去除污染等方面的研究，食品安 全检测包括食品安全常规检测、快速检测等几个方向。 1 2 食品溯源的概念 国际标准化组织把可追溯性定义为“通过记录的标识追溯某个实体的历史、用途 或位置的能力”( 白云峰等，2 0 0 5 ) 。但关于食品溯源的定义讨论分为欧洲和美国两 大阵营。欧洲主张使用追溯能力( t r a c e a b i l i t y ) ，美国主张使用产品追踪( p r o d u c t t r a c i n g ) ( 郭波莉，2 0 0 7 ) ，但食品法典委员会最终采取了折中方案，将两个词并列 在一起( 方炎等，2 0 0 5 ) 。但最终的做法都是研究食品链，对食品进行标示或寻找合 适的标识，然后根据标示信息对食品进行追踪。 1 3 食品溯源技术 食品溯源技术主要包括对食品链的研究，信息的追踪以及食品中合适标识的研 究。利用标签标识已经在实际溯源系统中得到了应用，主要研究包括对食品链的过 2 华中农业大学硕十学位论文 程研究和信息的衔接研究。近几年兴起从食品本身寻找天然的特征标签，已确认可 用于食品地域分析的指标包括同位素含量与比率、矿物元素含量、化学成分含量、 动物遗传图谱、微生物图谱、感观特性、挥发性成分等。 1 3 1 电子标签溯源技术 1 3 1 1 电子标签r f i d 技术基本介绍 无线射频识别技术即r f i d ( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ) 技术，是一种非接 触式的自动识别技术，通过空间耦合射频信号自动识别目标对象并获取相关数据， 无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。它是一种简单的无线系统，只有两个基本 器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器( 或阅读器) 和很多 应答器( 或标签) 组成。 无线射频识别技术是2 1 世纪的重要技术，它已逐渐成为优化食品生产、确保食 品安全的重要手段，并在食品加工生产、跟踪溯源、生产过程优化、防伪等方面得 到了越来越广泛的应用。( 安晓霞，2 0 0 9 ) 最基本的r f i d 系统l h - - 部分组成：电子标签( t a g ) 、阅读器( r e a d e r ) 、微型天线 ( a n t e n n a ) 。r f i d 系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签 中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的 电子数据，从而达到自动识别物体的目的。 r f i d 的工作原理是：阅读器发出电磁波，在周围形成电磁场，标签进入磁场后， 从电磁场中获得能量，激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，发送出存储在 芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送 至中央信息系统进行数据处理。图1 2 简述了这个工作过程。 图1 - 2 电子标签工作原理( 工业控制与自动化网，2 0 0 4 ) f i g 1 - 2t h er f i de l e m e n t s ( h t t p ：c a n s t i g o v c n i n d e x a s p ，2 0 0 4 ) 1 3 1 2 电子编码e p c 技术基本介绍 e p c ( e l e c t r o n i cp r o d u c tc o d e ，产品电子代码) 概念的提出源于射频识别技术 和计算机网络技术的发展( 刘英，2 0 0 3 ) 。e p c 标签是产品电子代码的信息载体， 花生产品的溯源技术研究 r f i d 标签是承载e p c 电子代码的硬件载体，两者结合在物流方面得到了很广泛的 应用。随着计算机网络技术的发展，尤其是互联网技术的发展使得全球信息传递的 即时性得到了基本保证。在此基础上，人们大胆的将这两项技术结合起来应用于物 品标识和物流供应链的自动追踪管理( 曾行，2 0 0 8 ) 。e p c 编码是e a n u c c 在原有 全球统编码体系基础上提出的，它是新一代的全球统一标识的编码体系，是对现行 码体系的一个补充( 柳飞，2 0 0 5 ) 。 e p c 码是由一个版本号加上另外三段数据( 依次为域名管理者、对象分类、序 列号) 组成的一组数字，如下表1 2 为e p c 9 6 编码结构。其中版本号标识e p c 的 版本号，它使得e p c 随后的码段可以有不同的长度；域名管理是描述与此e p c 相 关的生产厂商的信息，例如“鲁花集团”；对象分类记录产品精确类型的信息，例如： “莱阳鲁花生产的5 s 压榨浓香花生油”；序列号唯一标识货品，它会精确的标明我们 所说的究竟是哪一瓶2 5 l 包装的鲁花5 s 压榨花生油。 表1 - 1 e p c 9 6 编码结构 t a b l e 1 1s t r u t t u r eo fe p c 9 6c o d e 在食品溯源的过程中，鉴于成本问题和实际操作的可行性问题，对于食品的e p c 编码细致到批次，而不必要精确到每一个个体。 1 3 i 3 电子标签技术的应用 电子标签技术在汽车产业链、药品供应链、供应链管理、航空物流等方面都得 到了广泛的应用。 胡志刚和樊宏分析了r f i d 技术在汽车产业链中应用案例，经效益分析后发现 很多汽车企业在应用电子标签技术后效益得到了很大的提高( 胡志刚和樊宏，2 0 0 7 ) 。 严守军和邵俊岗总结了r f i d 在药品供应链中的应用，认为r f i d 技术将是打击药品 造假和提高公众卫生安全的重要工具( 严守军和邵俊岗，2 0 0 7 ) 。耿雪霏综述了r f i d 技术在供应链管理中的应用，认为r f i d 在性能上的优势明显，在供应链管理和物 流领域形成了无可比拟的优势，并预测其未来的应用必将给零售、物流等产业带来 革命性变化( 耿雪霏，2 0 0 5 ) 。尤艳丽报道了r f i d 技术在航空物流管理中的应用现 状，指出在r f i d 技术的支持下将能大力提高航空物流效率和效益( 尤艳丽，2 0 0 1 ) 。 由于电子标签需要相对比较高的资金投入，因此在我国农业产业中应用比较少 4 华中农业大学硕上学位论文 见。近几年电子标签技术在畜牧业上得到了较多的应用。刘树军等认为实行动物免 疫标识制可以促进防疫工作全面开展( 刘树军，2 0 0 3 ) ，电子标签的一种形式之一“耳 标 已得到了实际应用。苑存忠表示电子标签技术可以用于现代牛羊的管理( 苑存 忠，2 0 0 4 ) ，昝林森等已经利用电子标签技术建立起了牛肉安全生产可追溯信息系统 ( 咎林森等，2 0 0 6 ) ，徐焕良等在肉品车间生产的跟踪及追溯体系研究中基于产品生 命周期管理作了很多研究，其中已经结合使用到电子标签技术( 徐焕良等，2 0 0 7 ) ， 曾行使用电子标签在基于e p c 编码的基础上为建立猪肉质量安全追溯体系作出了大 量的研究( 曾行，2 0 0 8 ) 。 1 3 2 稳定性同位素溯源技术 同位素学家称稳定性同位素是生物体的天然标签。在自然界中，因生物体内与 外界的不断物质交换，受气候环境、地理环境以及生物体本身变化习性的影响，稳 定性同位素在一系列的循环中出现自然分馏现象，丰度值也随之出现富集贫化。不 同的稳定性同位素在生物体内呈现出与自然丰度不同的丰度值，这些丰度值与生物 体所处的环境条件及自身的变化习性紧密相关。因此这些丰度值不但能体现生物体 自身的特征，还能通过生物体所处的环境推测生物体的丰度值。在没有生物体与内 外交换的情况下，稳定性同位素丰度值不会发生变化。稳定性同位素溯源技术就是 利用其这一原理。 国际上利用同位素技术在果汁、饮料、蜂蜜、葡萄酒、奶酪等掺假分析和地域 来源判断方面研究报道较多。欧盟方面对同位素技术在食品产地溯源的应用作了很 多研究，其中利用稳定性碳元素在橄榄油的产地溯源中研究得比较透彻，并初步建 立起了一些比较有效的溯源方法。但是在全世界范围内食品溯源技术还是一个新的 研究领域，国际上大多数研究仅处于初步探索阶段。目前，在检测分析中，有关样 品的制备方法还没有统一标准，国际的研究报道仅从少数几个国家进行随机采样， 即采样范围跨度很大，无法判定同位素溯源技术的地域判别范围。 稳定性同位素分析被认为是产地判别的较好指标。1 3 c 1 2 c 与植物的光和代谢途 径有关，1 8 0 1 6 0 和2 h 1 h 与地域的环境条件密切相关，8 7 s r 8 6 s r 与地质条件密切相 关，利用它们可判断动植物产品的来源。 郭波莉x c q - , 国肉牛主产区的牛肉进行同位素和矿物元素分析，认为同位素与矿 物元素指纹技术对牛肉产地的追溯是行之有效的，以牛尾毛为研究材料追溯牛肉产 地及其生活史是可行的( 郭波莉，2 0 0 7 ) 。 花生产品的溯源技术研究 1 3 3 矿物质元素溯源技术 不同地域土壤中矿物质元素的含量与组成有其典型的特征( 王学军等，2 0 0 5 ) 。 而植物中矿物质元素大都来自于土壤，土壤本身及环境的影响，土壤中的矿物质元 素含量与植物体内矿物质元素的含量存在一定的相关性，因此来自不同地域的同一 种植物体内的各种矿物质元素含量也必然存在一定的特征。根据不同特征，对于来 自不同地区的植物性食品进行判别是非常可行的。 国际上利用矿物质元素对食品产地来源的判别研究有许多相关报道。s i m o n k e l l y 等收集了来自美洲阿肯色州、路易思安那、密西西比州、德克萨斯州、欧洲法 国、意大利、西班牙、印度和巴基斯坦等地的一些大米样品，检测其中的一些指标。 通过典型判别分析，从中筛选出了九个对地域判别有效的指标包括6 1 3 c ，6 1 8 0 ，b ， h o ，r u ，m n ，r b ，s e 和w 等( k e l l ye ta 1 ，2 0 0 2 ) 。c o e t z e e 等测定了来自南非三 个地区4 0 个葡萄酒样品中的4 0 种元素，通过分析得出“，b ，m g ，a 1 ，s i ，c 1 ， s e ，m n ，n i ，g a ，s e ，r b ，s r ，n b ，c s ，b a ，l a ，w ，t i ，u 等2 0 种元素在地区 之间有显著差异，通过逐步判别分析，筛选出a 1 ，m n ，r b ，b a ，w ，t i 等6 种元 素，能完全区分三个地区的葡萄酒样品( c o a z e e e ta 1 ，2 0 0 5 o 1 4 研究目的、意义及内容 1 4 1 研究目的 探索与花生产品相关的溯源技术研究。 构建基于电子标签技术的花生油溯源模型，了解不同a f t 的分布规律，讨论基 于不同a f t 特征值的溯源技术的可行性；探究基于稳定性c 、n 同位素在花生产地 溯源中的可行性及基于矿物质元素的花生产地溯源技术的可行性，分析各产区土壤 与样品间稳定性c 、n 同位素和环境的关系并为样品建立预测模型；探讨各种各产 区土壤与样品矿物质元素含量的关系并建立产地溯源预测模型。最终目的是为建立 花生产品溯源系统提供理论依据和相关数据。 1 4 2 研究意义 研究结果能协助建立一套有效的花生产品溯源系统，实现花生产品工业化生产 全程信息的跟踪，提高花生生产管理，协助重大危害的预警，有效地对企业进行监 管，并令其及时召回有害食品，满足消费者对花生产品的产品信息知情权，提高消 费者对花生产品的安全消费信心。 6 华中农业大学硕士学位论文 分析a f t 的分布特征，为建立一种新的溯源技术研究的可行性提供理论基础。 并可基于a f t 的分布规律，应用于其它受a f t 污染的农产品。更大的意义在于能 快速掌握各大产区的黄曲霉毒素污染状况，便于提前预警生产原料中黄曲霉毒素的 污染风险，帮助企业控制产品的质量与安全，为国家监管部门对产业的全面监管提 供证据，提高产业的市场信任，增强国际及国内市场的消费信心，并为问题花生产 品提供准备的召回线索，保证无毒害产品的正常市场供应。 其次，通过基于稳定性c ，n 同位素的溯源技术和矿物质元素的溯源技术研究， 为花生产品产地溯源提供了大量数据。此外对花生中c 、n 及矿物质元素的预测模 型的建立，为植物性食品的产地溯源地图的建立贡献了有效数据。 花生产品溯源技术的研究针对不同对象还具有不同的意义： 1 花生消费者 充分满足花生产品消费者的知情权，提高消费者的消费信心，并能正确的指导 消费者进行消费。 2 生产企业 充分了解生产原料的质量，正确把握原料并及时作出准确的对策，并利于生产 中污染的控制，符合欧洲及国际上对出口产品溯源要求的趋势，在意外问题产品出 现的时候能准确的召回问题产品，并为非问题产品的无问题提供有效证据，从而能 在一定程度上挽回不必要的经济损失。 3 国家监督部门 有效的掌握整个生产流程，能及时控制突发事件的局势，对整个行业的监管更 加有力度，能有效的追究相关问题的责任，帮助及时采取有针对性的措施。 1 4 3 研究内容 1 通过对花生油食品链的分析，构建基于电子标签技术的花生油溯源模型。分 析花生种植、贮运、初加工、花生油生产、销售等五个重要环节。考察和分析各个 环节，分析各种因素筛选食品安全和溯源关键信息，尤其掌握各个环节中可能导致 安全隐患的信息，比如收获前干旱，贮藏期水湿等。研究信息传递过程，统筹信息 的链接并建立溯源模型。 2 分析与花生中导敛a f t 类璀各种因素，包括地域、气候、时间等几大因素对 a f t 类型的影响，分析各种因素所导致产生a f t 类型变化的规律。通过分析不同产 区不同环境中a f t 的分佰类型，研究环境、样品来源及时问对产毒类型的影响，从 7 花生产品的溯源技术研究 而为基于不同a f t 类型特征分析的溯源技术提供理论基础。 通过分析样品进一步分析各种因素对毒素类型的影响，并对样品进行适度环境 下贮藏，让其产生毒素，更进一步分析规律，并试探性的对不同来源的样品进行判 别和聚类分析，分析基于a f t 类型的溯源技术可行性。 3 利用同位素检测技术，检测各大产区花生中的c 、n 元素的同位素丰度值， 分析各大产区的差异，并分析丰度分布的规律，分析溯源的可行性。 4 分析花生和土壤样品中的矿物质元素，对其进行基于矿物质元素的溯源技术 研究，分析溯源的可行性。 华中农业大学砸士学位论文 第二章基于电子标签技术的花生油溯源技术研究 本章以花生油产品为研究对象，使用标签技术对其进行溯源研究。在研究中， 依据h a c c p 管理原理，通过对花生油“从农田到餐桌”的整个食品链的研究，分析 相关信息，筛选出对花生油安全的有关信息，采用适当的信息记录方式进行信息跟 踪，并在一定程度上达到对其进行溯源的目的。 下图2 - 1 为自行设计的花生油产品溯源的基本原理图，包含了从种植到餐桌的 基本过程。 彘貔委盐盼斟酚鼠两罨 * 嚣t 。：氧盎隐；震鬈4 裂 鬈；篙”嚣“髻娑 底枷向上求踪( 标车溯源趟术 顶端向下逆向溯源( 黄曲霉毒素污染溯源，同位素产地溯源，矿物质朔潭技术等) 图2 _ 1 花生油产品溯源基本原理 f i g 2 1 t h e p 雌g i n g m r t r a c e a b 珊竹i np e a n u t o n 基本原理图中包含了整个研究中的溯源思想。包括标签正向溯源，a f t 的探索 性溯源研究，稳定性碳氯同位素溯源，矿物质元素溯源等的基本溯源思想。图中主 要显示了花生油生产中的各个阶段流程，揭示了标签溯源所需要的各种流程信息。 通过原理图中我们发现，针对花生油产品的标签技术溯源中，花生油生产企业将是 溯源系统运行中的主要实施者，肩负着溯源和安全信息收集和为消费者、政府监督 机构提供各种信息的主要任务。 花生产品的溯源技术研究 2 1 典型花生油食品链的五个基本阶段分析 在本章中，将针对花生油产品“从农田到餐桌”的整个食品链进行跟踪研究。通 过调查将典型的花生油食品链主要有种植阶段、收获阶段、初加工阶段、压榨阶段 和销售贮运等五个阶段，根据h a c c p 原理，分析了每个过程中影响花生油产品质 量重要因素，尤其是a f t 污染的影响。 2 1 1 种植阶段 从花生的种子发芽到收获前，定义为种植阶段。7 0 年代中期，国外报道了花生 收获前，在田间即受到黄曲霉的侵染( d i e n e re ta 1 ，1 9 7 3 ) 。花生因地下结荚，要求 疏松的沙土、砂砾土或砂壤土，以利果针入土、荚果发育和收获。花生开花期至收 获期均可受到土壤中黄曲霉菌侵染，侵染程度因土壤、气候和栽培条件等环境因素 差异而表现不同( 梁炫强，2 0 0 0 ) 。虽然深耕、深翻有利于花生的生长发育，但是在 花生的生长过程中，干旱天气和雨水天气对花生中的黄曲霉侵染的产生有很大的影 响。土壤的高温和低湿有助于黄曲霉的侵染和产毒( 贺立红，2 0 0 4 ) 。p i t t 比较花生 黄曲霉感染情况，发现旱地花生a f t 含量为6 9 4 1 0 2 4 0 p g k g ，而灌溉地花生a f t 含量为0 或很少( p i t t ，1 9 8 9 ) 。d a v i d s o n 等认为干旱加速了黄曲霉对成熟荚果的侵 染和产毒，花生在无干旱、中等干旱和严重干旱下a f t 含量分别为6 i t g k g 、7 3 1 t g k g 和4 4 4 p g k g ( d a v i d s o ne ta 1 ，1 9 8 3 ) 。 2 1 2 收获阶段 从花生的收获到后面的贮藏，定义为收获阶段。贺立红和宾金华认为根据黄曲 霉对花生的侵染时间和产毒时间的不同可分为在收获前侵染( 土壤中发育荚果受黄 曲霉侵染并产毒) 和收获后侵染( 在储藏和加工过程受黄曲霉侵染并产毒) ，其感染 率受环境因素和花生本身含水量不同而变化( 贺立红和宾金华，2 0 0 4 ) 。吴凡认为粮 食感染的真菌在遇到适宜生产的条件下，会大量生长繁殖，并随之产生大量的毒素。 产毒真菌产生毒素的条件取决于产毒真菌的种类、基质的含水量及相对湿度、生产 温度、通风等因素。对于仓储的粮食而言，含水量和主体环境的相对湿度是产生真 菌毒素的重要条件( 吴凡，2 0 0 6 ) 。因此贮藏阶段花生基质的含水量、贮藏温度条件、 贮藏通风条件等都是影响a f t 产生的重要因素。 l o 华中农业大学硕士学位论文 2 1 3 初加工阶段 据调查，花生油企业在对花生的采购并不是直接采购花生荚果，而是通过中间 商收购花生仁，将这个阶段定义为初加工阶段。在初加工阶段，中间商通过农户收 购花生，并集中进行剥壳，在这个阶段花生面临着荚果分离且花生仁部分会直接裸 露，这个过程是真菌侵染及交叉感染的绝佳时期。因此初加工阶段以及后期的进一 步贮藏条件是影响花生质量与安全的重要因素。 2 1 4 压榨阶段 我们将花生油企业开展对花生仁的收购到最终榨取出花生油并包装成品的阶段 称为压榨阶段。从收购到进一步的贮藏，花生仁直接裸露且被频繁转移，易受到不 同环境条件的影响，因此该阶段也被认为是影响花生油被污染的重要因素。 据调查，大多数花生油企业都采用g m p 良好操作规范、运用h a c c p 体系对花 生油的压榨加工都有一个良好的控制。魏萍等应用h a c c p 原理，结合油脂精炼生 产工艺，对每道工序中潜在的危害因素及其危害程度进行分析。对油脂的质量安全 有