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內容簡介

《羊肉産地指紋圖譜溯源技術研究》在綜述食品産地溯源技術研究進展的基礎上，通過實驗研究和數據分析，重點闡述穩定性同位素、礦物元素及近紅外光譜指紋技術對中國不同羊肉産地來源判彆的可行性與有效性，進一步探討各溯源指紋信息的變化機理， 為羊肉産地溯源技術體係的建立和完善提供理論和技術支撐。《羊肉産地指紋圖譜溯源技術研究》共分為9章，第1章綜述食品産地溯源相關技術的最新研究進展與存在的問題；第2章～第8章為利用穩定性同位素、礦物元素及近紅外光譜指紋技術對羊肉産地溯源的結果分析、討論與相關結論; 第9章為綜閤性的總結和討論，並對今後的研究作齣展望。

作者簡介

郭波莉，現任中國農業科學院農産品加工研究所副研究員，質量與生物安全研究室副主任。長期從事食品及食品危害物溯源、去除和控製技術研究工作。主要研究領域包括：（1）食品産地溯源及確證技術研究，地理標誌性産品鑒彆技術研究；（2）食品危害物溯源及解析技術研究；（3）食品鏈全程電子標簽溯源技術研究；（4）農業投入品質量安全追溯及監管體係研究與開發；（5）食品加工過程質量安全控製技術研究。 孫淑敏，現於河南工業大學糧油食品學院從事食品安全、食品溯源技術的相關教學與科研工作。參與瞭國傢“十一五”、“十二五”科技支撐計劃、“863”和國傢自然科學基金等食品溯源相關研究課題，在食品溯源技術研究方麵發錶學術論文10餘篇。 魏益民，曾任西北農林科技大學副校長（1996-2003），中國農業科學院農産品加工研究所所長（2002-2010）。現任中國農業科學院農産品加工研究所教授，農産品質量與食物安全博士生導師，國傢現代農業（小麥）産業技術體係加工研究室主任，國傢食物與營養谘詢委員會副主任。 擔任國傢食品安全風險評估專傢委員會委員、農業部食品安全專傢組成員；中國農業工程學會常務理事、中國食品科學技術學會常務理事、北京市食品學會常務理事；美國國際榖物化學學會會員（AACC International）、美國食品科學技術學會會員（IFT）、澳大利亞皇傢化學協會會員（RACI）。

內頁插圖

目錄

序言
前言
第1章 食品産地溯源技術概述
1．1 食品産地溯源技術研究進展
1．1．1 質譜指紋技術
1．1．2 光譜指紋技術
1．1．3 色譜指紋技術
1．2 穩定同位素指紋圖譜溯源技術
1．2．1 穩定同位素技術溯源的基本原理
1．2．2 穩定同位素技術在食品産地溯源中的應用
1．2．3 食品中穩定同位素變化機理研究進展
1．2．4 穩定同位素指紋圖譜溯源技術的局限性
1．3 礦物元素指紋圖譜溯源技術
1．3．1 礦物元素指紋圖譜溯源的基本原理
1．3．2 礦物元素指紋技術在食品産地溯源中的應用
1．3．3 食品中礦物元素指紋信息變化機理研究
1．3．4 礦物元素指紋圖譜溯源技術的局限性
1．4 近紅外光譜指紋圖譜溯源技術
1．4．1 近紅外光譜指紋圖譜溯源的基本原理
1．4．2 近紅外光譜指紋圖譜溯源技術在食品産地溯源中的應用
1．4．3 食品中近紅外光譜指紋信息變化機理研究進展
1．4．4 近紅外光譜指紋圖譜溯源技術的局限性
第2章 羊肉産地穩定同位素指紋圖譜溯源技術研究
2．1 材料
2．1．1 試驗材料
2．1．2 儀器及試劑
2．2 試驗方法
2．2．1 采樣方法
2．2．2 樣品前處理
2．2．3 樣品測定
2．2．4 數據處理與分析
2．3 結果與分析
2．3．1 羊組織中穩定碳、氮、氫同位素組成的地域差異分析
2．3．2 羊不同組織中同位素組成差異及相關性分析
2．3．3 羊肉産地穩定同位素指紋的主成分分析
2．3．4 羊肉産地穩定同位素指紋的聚類分析
2．3．5 羊肉産地穩定同位素指紋的判彆分析
2．3．6 羊組織中穩定同位素組成與飼料、飲水的關係分析
2．4 討論
2．4．1 羊組織穩定碳、氮、氫同位素的組成變化
2．4．2 同位素指紋分析對羊肉産地溯源的可行性
2．4．3 羊不同組織中同位素指標在羊肉産地溯源中的作用
2．5 小結
第3章 羊肉産地礦物元素指紋圖譜溯源技術研究
3．1 材料
3．1．1 試驗材料
3．1．2 儀器與試劑
3．2 試驗方法
3．2．1 采樣方法
3．2．2 樣品前處理
3．2．3 元素含量測定
3．2．4 數據處理與分析
3．3 結果與分析
3．3．1 羊肉中礦物元素指紋的地域差異分析
3．3．2 羊肉中礦物元素指紋的主成分分析
3．3．3 羊肉中礦物元素指紋的聚類分析
3．3．4 羊肉中礦物元素指紋的判彆分析
3．3．5 不同地域羊肉與土壤中礦物元素指紋的關係分析
3．4 討論
3．5 小結
第4章 羊肉産地近紅外光譜指紋圖譜溯源技術研究
4．1 材料
4．1．1 試驗材料
4．1．2 儀器及試劑
4．2 試驗方法
4．2．1 采樣方法
4．2．2 樣品的製備
4．2．3 樣品近紅外光譜掃描
4．2．4 光譜預處理
4．2．5 數據處理與分析
4．3 結果與分析
4．3．1 不同地域來源羊肉的近紅外光譜特徵分析
4．3．2 光譜預處理方法及波長範圍的選擇
4．3．3 羊肉樣品近紅外光譜的主成分分析
4．3．4 羊肉産地近紅外光譜溯源模型的建立
4．4 討論
4．5 小結
第5章 指紋圖譜組閤在羊肉産地溯源中的應用
5．1 材料
5．2 試驗方法
5．3 結果與分析
5．3．1 不同産地羊肉同位素和礦物元素指標組閤的主成分分析
5．3．2 不同産地羊肉同位素和礦物元素指標組閤的聚類分析
5．3．3 不同産地羊肉同位素和礦物元素指標組閤的判彆分析
5．3．4 不同指標和方法對羊肉産地的溯源效果比較
5．4 討論
5．5 小結
第6章 羊組織器官中穩定同位素指紋溯源信息變化機理研究
6．1 試驗設計
6．2 試驗材料與方法
6．2．1 試驗材料
6．2．2 樣品處理與測定
6．2．3 數據處理與分析
6．3 結果與分析
6．3．1 羊組織器官中穩定碳同位素變化機理分析
6．3．2 羊組織器官中穩定氮同位素變化機理分析
6．3．3 羊組織器官中穩定氫同位素變化機理分析
6．3．4 羊組織器官與飼料中c、N同位素組成的富集比例分析
6．4 討論
6．4．1 地域、飼喂期對羊組織器官同位素組成的影響
6．4．2 羊不同組織器官中同位素組成關係
6．4．3 羊組織器官對飼料中C和N同位素的富集作用
6．5 小結
第7章 羊組織器官中礦物元素指紋溯源信息變化機理研究
7．1 試驗設計
7．2 試驗材料與方法
7．2．1 試驗材料
7．2．2 儀器及試劑
7．2．3 樣品前處理
7．2．4 礦物元素含量測定
7．2．5 數據處理與分析
7．3 結果與分析
7．3．1 不同地域羊組織器官中礦物元素指紋特徵分析
7．3．2 同一地域不同飼喂期羊組織器官中礦物元素指紋特徵分析
7．3．3 羊不同組織器官中礦物元素組成差異及關係分析
7．3．4 羊組織器官礦物元素溯源參考指標的篩選
7．4 討論
7．4．1 羊組織器官中礦物元素組成的地域差異
7．4．2 羊組織器官中礦物元素組成在飼喂期間的差異
7．4．3 羊不同組織器官礦物元素組成特徵及其溯源指標的篩選
7．5 小結
第8章 羊組織器官中近紅外光譜指紋溯源信息變化機理研究
8．1 試驗設計
8．2 試驗材料與方法
8．2．1 試驗材料
8．2．2 試驗方法
8．2．3 數據處理與分析
8．3 結果與分析
8．3．1 不同地域羊組織器官中近紅外光譜特徵分析
8．3．2 同一地域不同飼喂期羊組織器官中近紅外光譜差異特徵分析
8．3．3 羊組織器官近紅外光譜在羊遷徙飼喂過程中的變化
8．4 討論
8．5 小結
第9章 討論與結論
9．1 討論
9．1．1 三種指紋技術對中國羊肉産地溯源的可行性
9．1．2 羊組織器官中三種指紋溯源信息變化機理
9．1．3 羊不同組織器官溯源信息組成差異及關係
9．1．4 羊肉産地溯源指標體係的篩選與確定
9．1．5 存在的問題和不足
9．2 結論
9．3 展望
參考文獻
後記

精彩書摘

　　第1章 食品産地溯源技術概述
　　1．1 食品産地溯源技術研究進展
　　近年來，隨著“瘋牛病”、“沙門氏菌汙染”等食品安全事件的頻繁暴發，食品安全管理受到全球範圍的重視。食品可追溯體係作為一種加強食品安全信息傳遞、控製食源性疾病危害和保障消費者利益的有效信息記錄體係，已經在歐美等發達國傢得到廣泛推行和應用（魏子鞦和蔣佳，2009）。食品産地溯源作為食品追溯體係的重要組成部分，是確保食品來源的透明性和真實性、保證問題産品有效召迴和責任查處、控製病原菌的擴散，以及增強消費者信心的一項有效措施。此外，在對地理標誌性産品、名優特産品的鑒定和保護中，産地溯源可作為一種科學、獨立的監測和認證手段，為政府的監管和決策提供有力的技術支撐，已成為食品安全領域新的研究熱點。
　　食品産地溯源研究的關鍵是確定能錶徵地域信息的特異性指紋。動植物體中的化學成分組成與生長地域、環境有關，利用相應的分析技術獲得其獨特的化學指紋特徵，可實現對食品的産地來源及真實性的鑒彆。目前，用於食品産地溯源的化學分析手段主要包括質譜指紋技術、光譜指紋技術及色譜指紋技術等。
　　1．1．1 質譜指紋技術
　　質譜指紋技術是基於物質化學組分的離子質荷比大小和相對強度不同而形成不同的譜圖，通過與標準譜圖比對，對物質進行定性鑒彆和定量分析。目前，穩定同位素比率質譜技術（IRMS）和電感耦閤等離子體質譜技術（ICPMS）被認為是可靠、有效的溯源手段，在食品的産地溯源和鑒彆中有較大應用潛力。
　　1．穩定同位素比率質譜技術（IRMS）
　　穩定同位素安全；無汙染，主要用於生態環境、地質、考古等研究領域。從20世紀70年代起該技術開始被用於食品領域，主要對果汁、蜂蜜、葡萄酒、油脂等進行摻假鑒彆（Rossmann et a1．，2000）。近年來，隨著食品安全問題的頻繁發生，該技術也被用於鑒定和追溯食品産地來源、動物飼料來源及其飼喂曆史（Sct、midt ct a1．，2005；Bahar et a1．，2005）。其獲得的結果準確可靠，且適用範圍廣，但其設備昂貴，分析成本高，限製瞭該技術大範圍的應用。
　　……

前言/序言

　　養羊業作為中國一項傳統養殖項目，是農村尤其是廣大牧區經濟發展和收入來源的一個重要支柱産業，也是解決“二農”問題的一條有效途徑。近年來，隨著經濟的發展、城鄉居民收入的增加和生活水平的提高，消費者的膳食結構發生較大的調整，高蛋白、低膽固醇、肉嫩味美、綠色營養的羊肉備受消費者青睞，需求日益增加。目前，中國的羊飼養量、羊齣欄量、羊肉産量和消費總量均居世界首位。據統計，1997—2008年，中國的羊肉産量由212．8萬t增長到380．3萬t，年均增長率高達6．56％（中華人民共和國統計局，2009）。羊肉産量占肉類産量的比例也不斷提高，由2000年的4．39％增加到2007年的5．57％（中華人民共和國統計局，2008）。近10年來畜産品的市場分析也錶明，國內羊肉價格持續攀升，整體需求旺盛，羊肉産業發展潛力巨大。
　　中國肉羊産區較為分散，全國各省（自治區、直轄市）基本都有分布。隨著肉羊産業布局不斷優化，已逐步形成以內濛古、新疆、甘肅、青海、西藏為主的牧區和以山東、河北、河南、安徽、四川為主的農區兩大肉羊優勢生産區域。在生産模式上，為緩解肉羊對草地資源和生態環境的壓力，充分利用農區豐富的秸稈資源和閑置的勞動力，牧區飼養正逐步由放牧嚮捨飼、半捨飼轉變，農區半農區逐步由飼喂單一飼料嚮飼喂配閤飼料轉變。由於養殖模式轉變的復雜性，肉羊生産在全國範圍的調種、異地育肥和大規模集市交易現象不斷增多，以及肉羊的防疫和檢疫措施不到位，導緻羊的疫病流行加劇、危害加重。羊傳染性胸膜肺炎、羊口瘡已經成為危害規模化羊場的主要疾病，布魯氏菌病、口蹄疫、羊痘、羊流感等傳染性疫病在較大範圍內發生，其發生的頻率和危害程度因地域不同而異。在屠宰加工環節，由於缺乏有力的政府監管體製，作坊式的私屠濫宰現象在一些地區普遍存在，各級檢驗檢疫製度尚不完善，使得羊肉産品質量參差不齊，羊肉安全得不到有效保障。此外，受利益的驅使，由低價雞肉、鴨肉冒充的“假羊肉”、“含瘦肉精羊肉”及“問題羊肉”等充斥市場，不但欺騙消費者，而且埋下安全隱患。這些日益突齣的安全問題不僅製約羊肉産業的健康發展，限製羊肉的齣口貿易，而且嚴重威脅消費者的健康。特彆是“三聚氰胺奶粉”、“瘦肉精豬肉”等食品安全惡性事件的連續爆發，嚴重挫傷消費者的安全信心，對産品信息的透明化和真實性要求更加強烈，對有明確來源肉品的需求迅速增加。
　　食品可追溯體係作為保證食品安全、增強消費者信心的基本原則之一，已成為各國政府強化監管的重要手段和全球食品安全管理的發展趨勢。為應對上述問題的挑戰，中國政府也開始積極推進動物標識及疫病可追溯體係的建設，通過標識記錄動物的飼養、運輸、屠宰及動物産品的加工、儲藏、運輸、銷售等各個環節的有關信息，實現對畜産品的全程追蹤和溯源。目前中國肉羊小規模散戶養殖仍占主體，小作坊屠宰加工普遍，市場流通較為混亂，羊肉産業鏈的追溯體係還很不健全，羊佩戴的耳標不具有唯一性，且時常丟失，産品的標簽信息在反復記錄過程中可能齣現差錯、一些標記圖案模糊不清等客觀問題，以及受利益驅動生産者故意改換標簽等主觀問題，造成信息鏈中斷或虛假信息的乾擾，最終導緻溯源不清或無法鑒彆真僞。因此，亟須建立一套獨立、科學的技術體係追溯及確證産品的産地來源，既有利於實施對地理標誌性産品及特色産品的保護，又有利於在食源性安全問題産生時快速確定源頭，控製病原菌的擴散，減小召迴損失和社會影響，最終實現保障消費者健康和免受欺詐的根本目的。
　　穩定性同位素和礦物元素指紋分析被認為是追溯産地來源的最為可靠的技術手段之一。生物體中穩定性同位素組成是基於生物體與外界環境進行物質交換過程中，受環境、氣候及生物代謝影響而發生自然分餾效應，造成不同來源産品的同位素自然豐度存在差異。這種差異攜帶有環境因子的信息，且不受化學添加劑的影響。因此，其可作為物質的一種“自然指紋”，用於追溯食品的産地來源，及確證食品的真實性。不同地域的土壤、水、空氣等環境介質中礦物元素含量有其各自的組成特徵，食物鏈的傳遞會導緻不同地域來源動物體中礦物元素組成存在差異，從而實現對産品來源的判彆。近紅外光譜指紋技術具有無損、簡便、快速、綠色環保等獨特優勢，可作為食品産地溯源的有效輔助手段。不同地域動物的生長環境、飼喂方式及飼料組成不同，造成動物體內的化學成分組成和含量存在差異，從而引起近紅外光譜指紋的差異。奉書主要從中國羊肉生産、消費和監管中急需確證産地來源的問題齣發，通過不同地域隨機采樣試驗，探討同位素、礦物元素及近紅外光譜指紋技術對中國羊肉産地溯源的可行性。在此基礎上，設計羊的人為遷徙飼喂模型試驗，係統研究羊組織器官中溯源指標隨地域、飼料、季節變化的變化規律，以及羊不同組織器官間的關係，確證羊肉産地指紋圖譜溯源技術的可行性，初步建立羊肉産地溯源研究的技術體係和指標體係。不僅可以為羊肉産地溯源技術體係的建立和完善提供技術依據和理論支撐，並可為其他種類食品的追溯提供研究思路和方法指導，對保障食品安全具有重要的理論與現實意義。
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