基于DART-MS代谢组学的草莓地理溯源技术：方法优化与防伪验证研究

本研究针对食品真实性鉴定难题，开发了基于直接实时质谱（DART-MS）的代谢组学溯源技术。研究人员通过优化提取方法、对比Quick-Strip/Dip-it两种进样系统、测试正负离子模式，建立了草莓产地鉴别模型。对6国207份样本的随机森林分类准确率达63.8%，而德国草莓防伪准确率提升至90.3%，为农产品地理标志保护提供了新方法。

　　

研究背景
草莓作为高价值农产品，其地理标志常面临掺假风险。传统溯源技术存在前处理复杂、通量低等局限，而代谢组学通过小分子指纹图谱可反映作物生长环境特征。直接实时质谱（DART-MS）因其无需色谱分离、秒级检测的优势，成为快速筛查的有力工具。然而，如何通过DART-MS代谢组学实现草莓精准溯源，仍是亟待解决的科学问题。

德国研究人员在《Talanta Open》发表研究，系统评估了DART-MS在草莓地理溯源中的应用潜力。通过优化技术参数并构建多国样本库，首次实现了基于环境代谢物的草莓产地鉴别，同时建立了德国草莓防伪的高效判别模型。

关键技术方法
研究采用DART-MS结合随机森林算法，测试了甲醇/水（80:20）和乙腈/水（80:20）两种提取方案，对比Quick-Strip（快速条）和Dip-it（浸入式）两种进样方式，同步采集正负离子模式数据。样本涵盖德国、西班牙等6国的207个草莓栽培品种（Fragaria × ananassa）。

研究结果
1. 方法学优化
正离子模式配合Dip-it进样系统显示出最佳信号强度，而Quick-Strip在负离子模式下更稳定。甲醇提取物中检测到更多与地域相关的次级代谢物。

2. 多国产地鉴别
基于207个样本的随机森林模型整体准确率为63.8%，其中德国样本召回率达78.2%，表明环境因素对代谢谱的影响具有可检测性但存在国别重叠。

3. 德国草莓防伪验证
针对德国vs非德国样本的二分类模型准确率提升至90.3%，关键差异代谢物涉及花青素^3-
葡萄糖苷等抗氧化成分，可能与当地土壤微量元素含量相关。

结论与意义
该研究证实DART-MS代谢组学可实现草莓产地的快速初筛，尤其适用于地理标志保护场景。虽然多国分类精度受气候相似性限制，但针对特定国家的防伪验证表现出色。该方法将单样本检测时间缩短至30秒，为农产品市场监管提供了革命性工具。未来通过扩大样本量和结合稳定同位素分析，有望进一步提升模型泛化能力。