基于矿质元素指纹特征的海南咖啡产地溯源研究

作     者：王曦奥 彭贤瑞 胡丽松 黄丽芳 安娜 王晓阳 闫林 WANG Xi’ao;PENG Xianrui;HU Lisong;HUANG Lifang;AN Na;WANG Xiaoyang;YAN Lin

作者机构：中国热带农业科学院香料饮料研究所海南万宁571533 咖啡海南省工程研究中心海南万宁571533 热带香料饮料国际联合研究中心海南万宁571533 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室海南万宁571533 热带作物生物育种全国重点实验室海南三亚572024 海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室海南万宁571533 

出 版 物：《热带作物学报》 (Chinese Journal of Tropical Crops)

年 卷 期：2025年第46卷第2期

页      面：398-406页

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：海南省重点研发计划项目(No.ZDYF2021XDNY295) 国家现代农业产业技术体系项目(No.CARS-11) 云南省院士专家工作站(No.202205AF150080) 

主　　题：咖啡 矿质元素 产地溯源 

摘      要：咖啡是世界三大饮料植物之一,是服务热区乡村振兴建设和国家“一带一路倡议的重要经济作物。海南咖啡品质佳、价格高、收益好,然而目前市场上存在以次充好、冒名顶替的现象,导致海南咖啡品牌形象严重受损。因此,开发海南咖啡产地溯源鉴定技术对推进海南咖啡的身份标识化具有重要意义。本研究借助电感耦合等离子体质谱技术(inductively coupled plasma-mass spectrometry, ICP-MS)对国内外中粒咖啡主产区68份咖啡商品豆的13种矿质元素(K、Mg、Ca、Cu、Fe、Ba、Co、Mo、Ni、Zn、Se、Cd、As)含量进行测定,利用主成分分析(principal component Analysis, PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis, OPLS-DA)和聚类分析对我国海南和国外中粒咖啡商品豆的产地进行分类,并利用线性判别分析(linear discriminant analysis, LDA)建立中粒咖啡的产地判别模型。结果表明:不同矿质元素间存在显著相关关系,海南产区和国外产区咖啡商品豆的As、Ca、Fe、K和Zn含量间存在显著差异;OPLS-DA分析依据5种元素的组成特征将咖啡样品分成海南和国外2组;利用元素As、K、Ca含量建立的线性判别模型可以将海南和国外的中粒咖啡商品豆进行区分,交叉验证和回代验证的正确判别率分别是92.3%和96.2%;聚类分析的产地判别准确率为89.7%。上述研究结果证明矿质元素指纹特征可用于海南咖啡的产地溯源,为今后海南咖啡的品牌保护提供关键的技术支撑。