二、牛肉產(chǎn)地溯源結(jié)果分析

1、同位素與礦物元素組合對(duì)牛肉產(chǎn)地的主成分分析

用脫脂牛肉中δ¹³C、δ¹⁵N和牛尾毛中的δD3項(xiàng)同位素指標(biāo)和脫脂牛肉中的5項(xiàng)礦物元素指標(biāo)Se、Sr，F(xiàn)、Ni、Zn進(jìn)行主成分分析，結(jié)果顯示前4個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到85.22%。從主成分的特征向量中可以看出，第一主成分主要綜合了牛肉樣品中δ¹³C和Se含量的信息，第二主成分主要綜合了樣品中Ni和Zn的含量信息，第三主成分主要綜合了樣品中δ¹⁵N和Fe、Sr的含量信息，第四主成分主要綜合了δ¹⁵N、δD、Ni和Zn含量的信息，見(jiàn)表4-19。

利用主成分的標(biāo)準(zhǔn)化得分做散點(diǎn)圖。從第一和第二主成分標(biāo)準(zhǔn)化得分散點(diǎn)圖（4-12）中可以看出，吉林樣品的第一主成分得分均為正值，河北樣品的第一主成分得分均為負(fù)值，即吉林與河北的樣品通過(guò)第一主成分被完全區(qū)分開(kāi)；但貴州與河北的樣品相互重疊，不能被明顯區(qū)分。因此，又利用第一和第三主成分標(biāo)準(zhǔn)得分做散點(diǎn)圖。從圖4-13中可以看出，貴州樣品的第三主成分得分均為負(fù)值，寧夏樣品的第三主成分得分均為正值，即貴州與寧夏的樣品通過(guò)第三主成分被完全區(qū)分開(kāi)?？梢?jiàn)，同圖4-12第一和第二主成分標(biāo)準(zhǔn)化得分散點(diǎn)圖 位素與礦物元素指標(biāo)組合能明顯區(qū)分不同地域的牛肉樣品。

2、同位素與礦物元素組合對(duì)牛肉產(chǎn)地的聚類分析

主成分分析可以把樣品中多種元素的信息通過(guò)綜合的方式更直觀地表現(xiàn)出來(lái)，但卻存在多維散點(diǎn)圖不易做出的缺陷。為了進(jìn)一步了解同位素與礦物元素指標(biāo)組合對(duì)牛肉產(chǎn)地的分類情況，利用前4個(gè)主成分的標(biāo)準(zhǔn)化得分進(jìn)行聚類分析。從圖4-14中虛線處將樹(shù)型圖切斷，牛肉樣品被分為四類。第一類主要為寧夏的樣品，其中還包括了1個(gè)河北的樣品；第二類主要為河北的樣品，其中還包括了1個(gè)寧夏的樣品和1個(gè)吉林的樣品；第三類主要為貴州的樣品，其中還包括了1個(gè)河北的樣品和1個(gè)吉林的樣品；第四類全部為吉林的樣品。還可以看出，同位素與礦物元素指標(biāo)組合的聚類樹(shù)圖中不同地域來(lái)源的樣品交叉較少，即聚類效果明顯優(yōu)于前兩章的聚類結(jié)果。這說(shuō)明同位素與礦物元素指標(biāo)組合能提高對(duì)牛肉產(chǎn)地的正確判別率。

3、同位素與礦物元素組合對(duì)牛肉產(chǎn)地的判別分析

利用脫脂牛肉粉中δ¹³C、δ¹⁵N和牛尾毛中的δD3項(xiàng)同位素指標(biāo)和篩選出的5項(xiàng)礦物元素指標(biāo)Fe、Ni、Zn、Se、Sr進(jìn)行距離判別分析，整體正確判別率為100%，即所有樣本被正確區(qū)分開(kāi)。為了進(jìn)一步篩選有效溯源指標(biāo)，用以上指標(biāo)進(jìn)行逐步判別分析。結(jié)果表明，在p＜0.05顯著水平下，引入到判別模型的變量依次為δ¹³C、Se、Sr、Fe、Ze，建立的判別模型為：

Y吉林=-40.855-4.501δ¹³C+0.055 Fe+0.031 Zn+4.386 Se+0.161 Sr

Y貴州=-68.932-6.665δ¹³C+0.069 Fe-0.011 Zn+6.751 Se-1.797 Sr

Y寧夏=-83.343-7.366δ¹³C-0.043 Fe-0.007 Zn+6.833 Se+6.562 Sr

Y河北=-118.663-7.973δ¹³C-0.016 Fe+0.026 Zn+14.660 Se+4.671 Sr

用所建立的判別模型對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行回代檢驗(yàn)，結(jié)果表明它們對(duì)寧夏、河北樣品的正確判別率均為100%，對(duì)吉林、貴州樣本的正確判別率為均為95.2%，整體的正確判別率為96.6%（表4-20），判別效果比較理想。

4、耦合溯源技術(shù)結(jié)果分析

主成分分析中，利用綜合δ¹³C、Se的第一主成分，綜合Ni和Zn的第二主成分，及綜合δ¹⁵N、Fe、Sr的第三主成分可將4個(gè)地域的牛肉樣品完全區(qū)分開(kāi)。距離判別分析中，碳、氮、氘3項(xiàng)同位素指標(biāo)和Se、Sr、Fe、Ni、Zn5項(xiàng)礦物元素指標(biāo)組合對(duì)牛肉產(chǎn)地整體的正確判別率為100%，高于利用礦物元素對(duì)牛肉產(chǎn)地的整體正確判別率（98.3%）。聚類分析中，同位素與礦物元素指標(biāo)組合的聚類樹(shù)圖中只有5個(gè)樣品被錯(cuò)誤分類，低于單獨(dú)利用同位素和礦物元素指標(biāo)聚類時(shí)錯(cuò)誤分類的樣品個(gè)數(shù)（分別為11個(gè)和9個(gè)）。以上結(jié)果均說(shuō)明同位素與礦物元素指標(biāo)組合能顯著提高對(duì)牛肉產(chǎn)地的正確判別率。

同位素與礦物元素指標(biāo)組合進(jìn)行逐步判別分析中，在0.05顯著水平下，引入到判別模型的變量依次為δ¹³C、Se、Sr、Fe、Zn，即δ¹³C指標(biāo)在牛肉產(chǎn)地判別中占有十分重要的地位。利用此5項(xiàng)指標(biāo)建立的判別模型對(duì)樣品進(jìn)行回代檢驗(yàn)，整體的正確判別率為96.6%，但卻稍低于利用礦物元素指標(biāo)建立判別模型的回代檢驗(yàn)結(jié)果（整體正確判別率為98.3%）。這一現(xiàn)象提示研究中由于樣品數(shù)量較少，建立的判別模型在穩(wěn)定性、強(qiáng)健性等方面還有待進(jìn)一步改進(jìn)完善。國(guó)際學(xué)者Brescia等在牛奶產(chǎn)地溯源研究中建議，判別模型建立時(shí)，可用樣本總數(shù)量的66%作為訓(xùn)練樣本進(jìn)行建模，用33%的樣本作為盲樣對(duì)所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)，而且要通過(guò)多次隨機(jī)改變訓(xùn)練樣本和盲樣，以檢驗(yàn)判別模型的穩(wěn)定性（Bresciaetal，2003）。本研究中由于樣本數(shù)量較少，只對(duì)判別模型進(jìn)行了回代檢驗(yàn)。因此，本研究中建立的判別模型僅為今后研究提供一定參考依據(jù)。今后研究中需要繼續(xù)擴(kuò)大抽樣范圍和抽樣量，建立用于牛肉產(chǎn)地溯源更為穩(wěn)定、更實(shí)用的判別模型。

通過(guò)利用同位素與礦物元素指標(biāo)組合對(duì)牛肉產(chǎn)地來(lái)源的主成分分析、聚類分析及判別分析，并與同位素指紋溯源技術(shù)、礦物元素指紋溯源技術(shù)對(duì)牛肉產(chǎn)地的分析結(jié)果進(jìn)行比較，得出：

（1）¹³C、¹⁴N、D等3項(xiàng)同位素指標(biāo)和Fe、Ni、Zn、Se、Sr等5項(xiàng)礦物元素指標(biāo)結(jié)合，對(duì)樣本的整體正確判別率達(dá)到100%。說(shuō)明同位素與礦物元素指標(biāo)組合可提高牛肉產(chǎn)地的正確判別率。

（2）同位素與礦物元素指標(biāo)組合進(jìn)行逐步判別分析中，δ¹³C指標(biāo)最先引入到判別模型中。說(shuō)明δ¹³C指標(biāo)在牛肉產(chǎn)地溯源中占有很重要的地位。

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