基于微量元素指紋圖譜對黑水鳳尾雞進行產地溯源的研究

白婷　蔡浩洋　鄧銀華等

摘要：黑水鳳尾雞是國家地理標志產品，而白羽肉雞是目前市售最多的品種。該研究以市售白羽肉雞和黑水鳳尾雞的雞胸肉和雞腿肉為研究對象，從營養成分氨基酸和礦物質元素兩方面探討二者之間的差異。結果表明：黑水鳳尾雞與市售白羽肉雞均檢測到17種氨基酸和15種礦物質元素。在氨基酸檢測中，黑水鳳尾雞的雞腿肉中絲氨酸和精氨酸含量均顯著高于市售白羽肉雞（p<0.05）；黑水鳳尾雞的雞胸肉中谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量均顯著高于市售白羽肉雞（p<0.05）。同時，在礦物質元素檢測中，通過對15種礦物質元素進行主成分分析、聚類分析和判別分析可知，其中Mn、Mo和cs 3個元素可將這兩個品種100%區分開來，從而有效地進行產地溯源。

關鍵詞：黑水鳳尾雞；白羽肉雞；礦物質元素；氨基酸

中圖分類號：TS207.3；S831.2 文獻標志碼：A 文章編號：1674-5124（2018）09-0057-06

0引言

中國是世界第二大肉雞生產和消費國，當前的肉雞產業已經是中國畜牧業的重要組成部分。藏雞是我國以原始飼養狀態保存下來的珍貴品種，藏雞產品（肉和蛋）的食用特性優秀，具有極大的開發利用價值。四川省阿壩州黑水縣鳳尾雞是藏雞的一種，其品種較純，生產性能較好，是培育具有我國高原特色的生態型優良種禽品種和現代節糧小型地方雞種的優良基因資源。目前市場上雞肉品種繁多，大量產品不分等級，缺乏品牌，質量檔次和附加值低，難以管理。對黑水鳳尾雞產地溯源技術的建立可以有效保護它的知名度，從而提高市場競爭力，并滿足消費者了解產地真實性等需求；但是目前還沒有一個準確有效的標準可對鳳尾雞進行品種和公開產地的快速溯源。對雞產地溯源技術的建立旨在探尋表征不同地域來源產品的特異性指標。目前，已有的對雞品種的分類主要有兩種方法：一是根據遺傳標記（genetic markers）進行微觀分類；二是根據產區分布、形態、體尺及生態特征進行宏觀分類。當前遺傳標記主要分四大類：即形態標記（morphological markers）、細胞標記（cytological markers）、生化標記（biochemical markers）和分子標記（molecular markers），該方法主要從基因水平進行分類溯源，其檢測周期很長，不符合快速溯源的需求。宏觀分類的方法主要根據物種生態及表觀差異進行，易帶入主觀性誤判，不適用于市場上屠宰分割后的雞肉品種鑒定。本文主要是通過雞肉中的礦物元素進行品種溯源，礦物元素是農產品的基本組成成分，且其自身不能合成，須從環境中攝取，因此不同地域產品有其各自的礦物元素指紋特征。產品的貯藏時間和貯藏條件對其礦物元素含量影響較小，并且檢測分析成本較其他產地溯源技術（急定性同位素、有機成分分析）更低，產地判溯源判別效果好、可靠性高，是一種有效的產地溯源指標。

近年來，國內外應用礦物元素分析技術在產地溯源方面已經取得了較好的成果，如在白茶、葡萄酒、蛤蚌、大米、蕓豆、金沙窖酒和綿羊肉溯源中的應用。礦物質元素溯源已運用于植物和其他禽類中的溯源，但雞肉一直缺乏系統的參數，如可代表地域真實值的礦物質元素含量數據，同時也缺乏對礦物質元素特征的整體分析以及礦物質元素譜的地區和物種差異分析。本研究通過等離子體發射光譜儀和氨基酸全自動儀檢測黑水鳳尾雞和目前市售最常見品種——白羽肉雞的礦物質元素和氨基酸含量，并對礦物質元素進行了主成分分析，進而評價鳳尾雞品質、找尋有效的礦物元素溯源指標，對鳳尾雞產地來源判別分析進行可行性研究。

1材料與方法

1.1實驗材料

鳳尾雞樣品來自四川省阿壩州黑水縣，在屠宰后迅速取腿部和胸部肌肉樣品于-20℃凍存備用；對照樣品白羽肉雞購于沃爾瑪超市，同樣取腿部和胸部肌肉樣品于-20℃凍存備用，上述兩個品種均取3個樣品。

1.2實驗儀器

英國相諾全自動氨基酸分析儀；電感耦合等離子體質譜儀（美國賽默飛ICAPQ）；電感耦合等離子體發射光譜儀（德國斯派克ICP-ARCOS）。

1.3實驗方法

1.3.1樣品前處理

將鳳尾雞樣品和白羽肉雞樣品解凍，勻漿機粉碎。每個品種分別取3只雞的胸肉和腿肉作為樣品，每次測定均重復3次。

1.3.2雞肉氨基酸含量測定

雞肉中氨基酸含量采用國標GB/T5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》進行測定。稱取樣品100～150 mg，加6 mol/L HCl，抽真空封管，在110℃烘箱水解24h，過濾后超純水定容至50 mL，取0.5 mL蒸干，用1.0 mL pH2.2的檸檬酸鈉緩沖液溶解，經離心后采用英國相諾（Biochrom）全自動氨基酸分析儀進行測定。

1.3.3雞肉礦物質元素含量測定

雞肉中礦物質鐵（Fe）、鋅（Zn）、銅（Cu）、錳（Mn）、硒（Se）的測定：參照各元素相應的國家標準測定方法；鉻（Cr）、銣（Rb）、鍶（Sr）、錫（Sn）、鉬（Mo）、銫（Cs）、鋇（Ba）、鈷（Co）、銀（Ag）和銻（sb）的測定：參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標準食品中多元素的測定》。

用外標法進行定量分析，以GBWl0018（GSB-9）雞肉成分分析標準物質為標準樣品，用內標元素Cr、Cu、Fe、Zn、Rb、Mn、Sr、Sn、Mo、Cs、Se、Ba、Co、Ag和Sb保證儀器的穩定性，當內標元素的RSD>5%，重新測定樣品。測試過程中每個樣品重復測定3次。

1.3.4數據分析

運用Excel和SPSS統計學軟件進行數據分析。

2結果與討論

2.1氨基酸含量分析

2.1.1鳳尾雞肌肉氨基酸組成

鳳尾雞的各種氨基酸相對含量存在一定的差異。由表1可知，鳳尾雞含量最高的氨基酸都是谷氨酸，其次為賴氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、甘氨酸、纈氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸；脯氨酸和組氨酸的含量均較低；蛋氨酸和胱氨酸的含量最低。從檢測結果可以看出，鳳尾雞肌肉的氨基酸組成與白羽肉雞的肌肉氨基酸組成基本一致。說明雞肉的氨基酸組成具有一定的規律性和相對穩定性。

2.1.2鳳尾雞的不同部位肌肉氨基酸含量差別

由表l可知，在雞腿中，鳳尾雞中絲氨酸和精氨酸含量顯著高于白羽肉雞（p<0.05）。在雞胸肉中，鳳尾雞中丙氨酸、谷氨酸和甘氨酸含量顯著高于白羽肉雞（p<0.05）。在不同部位肌肉中，黑水鳳尾雞氨基酸含量高于白羽肉雞，且谷氨酸是主要的鮮味氨基酸，其含量的高低會直接影響肉質的鮮味程度，說明黑水鳳尾雞的雞胸肉滋味比白羽肉雞更高。

2.2礦物質元素分析

2.2.1鳳尾雞中元素含量差異及組成特征

分別對黑水縣的鳳尾雞和購自沃爾瑪超市的白羽肉雞的15種元素含量進行多重比較分析，在檢測元素含量時，選用生物成分分析一雞肉標準物質作為內標，以確保數據的可靠性，檢測結果表明鳳尾雞和白羽肉雞中的Mn、Sr、Mo、Cs和Ag存在顯著性差異（見表2），其中鳳尾雞中的Mn、Sr和Ag顯著高于白羽肉雞，而鳳尾雞中的Mo和Cs顯著低于白羽肉雞。初步推斷上述5種有顯著性差異的元素，有潛力應用于鳳尾雞的溯源。

2.2.2鳳尾雞中微量元素含量的主成分分析

對鳳尾雞和白羽肉雞中存在顯著性差異的Mn、Sr、Mo、Cs、Ag 5種元素進行主成分分析，分析結果如圖1所示。鳳尾雞的雞腿和雞胸樣品主要是與第2主成分相關，而白羽肉雞的雞腿和雞胸樣品主要是與第1主成分相關，以上結果表明可根據上述5種元素將鳳尾雞與白羽肉雞區分開。

從表3中可以看出，總方差71.451%的貢獻率來自主成分1、2，第1主成分主要綜合了雞肉中Cs、Mo元素信息，第2主成分主要綜合Mn元素信息。白羽肉雞中Cs、Mo元素含量較高，所以其第1主成分得分最高，鳳尾雞中Mn元素含量最高，所以其第2主成分得分最高。說明樣品的品種差異與元素含量差異相對應，因此主成分分析可以通過綜合的方式把樣品中多種元素的信息直觀表達出來。

2.2.3鳳尾雞中元素含量的聚類分析

使用系統聚類法，對前期檢測結果中具有顯著性差異的5種元素進行聚類分析，結果如圖2所示。當聚類標準（距離）不同時，聚類結果不同。從聚類距離為600處切斷樹狀圖，樣品被分為兩大類：第l類為鳳尾雞，其中包括5個鳳尾雞樣品（S-1、S-2、S-4、S-5和S-6）；第2類為白羽肉雞，包括6個白羽肉雞樣品和1個鳳尾雞樣品（S-3、C-1、C-2、C-3、C-4、C-5和C-6），，其中S-3歸類錯誤。雖然聚類過程中有1個樣品出現歸類錯誤，但其他樣品產地的區分取得了很好的效果，說明采用上述5種元素進行分類具有一定的可行性。

2.2.4鳳尾雞中元素含量的判別分析

為進一步驗證各元素含量指標對雞肉品種的判別效果，從前期檢測結果中具有顯著性差異的5種元素選出對品種判別有效的變量，建立判別模型，并驗證模型的有效性。驗證測試中以測試集（2/3樣本）建立判別模型，外推驗證集（1/3樣本）結合交叉驗證法驗證模型的有效性。其中模型1～4分別表示鳳尾雞雞腿樣品、鳳尾雞雞胸樣品、白羽肉雞雞腿樣品和白羽肉雞雞胸樣品；判別模型如下所示：

模型1（A）=-86.261+0.199Mn+0.370Ag-0.552Cs

模型2（B）=-15.283+0.059Mn+0.367Cs+0.088Ag

模型3（C）=-20.251+0.017Mn+0.995Cs-0.005Ag

模型4（D）=-36.722-0.018Mn+1.589Cs-0.062Ag

從表4可看出，此模型對測試集雞肉品種的整體正確判別率為100%，鳳尾雞雞腿、雞胸，白羽雞雞腿、雞胸品種的正確判別率都是100%。該模型的交叉驗證結果顯示，鳳尾雞與白羽肉雞的雞腿和雞胸樣品均判屬正確，品種判別具有價值，判別分析結果驗證了Mn、Cs和Ag對鳳尾雞樣品具有有效的鑒別力。

3結束語

本研究以黑水鳳尾雞和市售白羽肉雞的雞胸肉和雞腿肉為研究對象，從營養成分氨基酸和礦物質元素兩方面探討了它們之間的差異。結果表明，在氨基酸檢測中，黑水鳳尾雞和市售白羽肉雞均檢測出谷氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、甘氨酸、纈氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、組氨酸、蛋氨酸、胱氨酸17種氨基酸。經數據分析，黑水鳳尾雞的總氨基酸和必需氨基酸含量均略高于市售主要品種白羽肉雞，但無顯著性差異。在雞腿中，鳳尾雞中鮮味.氨基酸谷氨酸含量（4.34 g/100 g）顯著高于白羽肉雞（4.00 g/100 g），表明鳳尾雞的腿肉滋味更鮮美，綜上，黑水鳳尾雞的品質優于市售白羽肉雞。

另一方面，在礦物質元素檢測中，黑水鳳尾雞和市售白羽肉雞均檢測出鉻（Cr）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、銣（Rb）、錳（Mn）、鍶（Sr）、錫（Sn）、鉬（Mo）、銫（Cs）、硒（Se）、鋇（Ba）、鈷（Co）、銀（Ag）、銻（Sb）15種微量元素。經單因素方差分析，黑水鳳尾雞與市售白羽肉雞有顯著性差異的5種元素是Mn、Sr、Mo、Cs和Ag，經主成分分析、聚類分析以及判別分析表明Mn、Cs和Ag可作為有效指標對鳳尾雞進行品種鑒別，通過這3種元素對雞種的整體判別的正確率為100%。因此，本研究中建立的元素指紋分析結合多元統計學判別分析，是一種可用于黑水鳳尾雞品種溯源有效的方法。