穩(wěn)定同位素技術(shù)在食品鑒別中的應(yīng)用

1、穩(wěn)定同位素技術(shù)在食品鑒別中的應(yīng)用,B Thornton, C-A Craig, H Stephenson,R Wendler, C Shand & A Midwood,詹姆斯赫頓研究所簡(jiǎn)介,穩(wěn)定同位素技術(shù)在食品鑒別中的應(yīng)用,食品產(chǎn)地溯源,產(chǎn)地在哪里？,是否摻假?,怎么生產(chǎn)?,食品品質(zhì),食品生產(chǎn),名譽(yù) / 信任:a) 全球的著名品牌: 例如香檳,c) 非本土產(chǎn)品:人們更信任來自某一特定區(qū)域的食品,b) 本土產(chǎn)品: 人們更信任

2、來自本土領(lǐng)域的食品,,產(chǎn)地溯源:為什么人們想了解食品/飲料的產(chǎn)地？,基于負(fù)面背景:a) 食品丑聞：食品并非產(chǎn)自特定具有食品品質(zhì)問題背景的區(qū)域,例如:美國(guó)允許牛肉和豬肉中使用合成的生長(zhǎng)激素，歐盟卻嚴(yán)格禁止；切爾諾貝利事件發(fā)生30年之后，歐盟仍禁用來自該區(qū)域的漿果和蘑菇；2008年，歐洲爆發(fā)的病毒性甲型肝炎與秘魯?shù)呢愵愂称肪哂嘘P(guān)系。,Which, July 2016,產(chǎn)地溯源:為什么人們想了解食品/飲料的產(chǎn)地？,道德方面

3、:a) 旨在支持本地區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,b) 保護(hù)環(huán)境(縮小食品里程),產(chǎn)地溯源:為什么人們想了解食品/飲料的產(chǎn)地？,總結(jié): 人們通過食品聲譽(yù)來判斷食品的來源和產(chǎn)地是否可信； 食品生產(chǎn)商通過欺詐方式獲取高額利益； 真正食品生產(chǎn)商或政府部門為了保證食品品質(zhì)體系安全。,產(chǎn)地溯源:為什么人們想了解食品/飲料的產(chǎn)地？,The Sunday Times 25/8/13,1,700 噸(新西蘭),10,000 噸(全球

4、),Manuka 蜂蜜,生產(chǎn)量,消費(fèi)量,產(chǎn)地溯源: 問題？,產(chǎn)地溯源： 利用同位素技術(shù),兩個(gè)假定:環(huán)境（土壤/水）的同位素特征存在時(shí)空差異,2) 同位素特征會(huì)從環(huán)境 遷移到食品,δ18O 在水和威士忌中的相關(guān)性,δ15N 在蘇格蘭的表層土中的分布,?,?,Meier-Augenstein, W., Kemp, H.F. & Hardie, S.M.L. 2012, Food Chemistry 133, 10

5、70-1074,食品產(chǎn)地溯源廣泛使用的同位素,Kelly et al. 2005Trends in Food Science & Technology16: 555-567,Evans et al. 2015Science of the Total Environment537: 447-452,食品產(chǎn)地溯源中的影響因子,測(cè)量的同位素類別數(shù)量,區(qū)分食品來源地的能力,,通常情況下，食品產(chǎn)地溯源的能力隨測(cè)量的同位素種類的增加

6、而增強(qiáng),但是，仍有不少影響因素對(duì)這一規(guī)律產(chǎn)生或多或少的影響,全球水同位素（氫和氧）在沉淀過程中的分布模式,,Copyright 2003-2015 by Gabriel Bowen,δ2H,δ18O,相同的分餾過程決定了相近的全球分布模式。,蘇格蘭水中的 87Sr/86Sr,蘇格蘭水中的87Sr/86Sr,底部基巖的年代,245 Ma,1000 Ma,具有相似分餾過程的同位素：如氧和氫,具有不同分餾過程的同位素，如氧和鍶,食品產(chǎn)地溯源中

7、的影響因子,區(qū)分食品來源地的能力,測(cè)量的同位素類別數(shù)量,δ18O 和 δ2H 共同定性,,,Meier-Augenstein, W., Kemp, H.F. & Hardie, S.M.L. 2012, Food Chemistry 133, 1070-1074,加入多元素測(cè)試技術(shù)，如ICP 或 TXRF,食品產(chǎn)地溯源中的影響因子,區(qū)分食品來源地的能力,測(cè)量的同位素類別數(shù)量,具有相似分餾過程的同位素：如氧和氫,具有不同分餾過程的

8、同位素，如氧和鍶,TXRF用于蘇格蘭威士忌的產(chǎn)地溯源,全反射X-射線熒光儀,檢測(cè)器,反射X-射線,入射X-射線,熒光,結(jié)果,,較大區(qū)域(全球),較小區(qū)域(國(guó)家/地區(qū)),食品產(chǎn)地溯源中的影響因子,區(qū)分食品來源地的能力,測(cè)量的同位素類別數(shù)量,確切地說，移動(dòng)幾步，你所在的地理位置就在改變，食品產(chǎn)地也是同樣在改變。,整個(gè)樣品的全巖同位素分析 (例如：肉),樣品提取物的全巖同位素分析(例如： 水，脂肪，蛋白質(zhì)),樣品提取物中特定化合物組分同位

9、素分析 (例如：一系列的單脂類或氨基酸),食品產(chǎn)地溯源中的影響因子,區(qū)分食品來源地的能力,測(cè)量的同位素類別數(shù)量,Techniques,化合物組分同位素分析,全巖同位素分析,元素分析儀-穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀 (δ13C, δ15N, δ34S)高溫元素分析儀-穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀 (δ18O, δ2H) (或相當(dāng)?shù)墓馇凰ナ幑庾V技術(shù))熱電離質(zhì)譜儀( δ87Sr, δ207Pb),氣相色譜-燃燒-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀(δ13C, δ1

10、5N)液相色譜-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀(δ13C),SNIF-NMR® (δ2H)點(diǎn)特異天然同位素分餾核磁共振,思考：,Copyright 2003-2015 by Gabriel Bowen,1月份,七月份,同位素值在時(shí)間和空間上均呈現(xiàn)差異；這些差異可以遷移入食品/飲料。,氧同位素的沉淀過程: 亞洲,對(duì)同位素?cái)?shù)據(jù)庫的需求,需建立食品的同位素?cái)?shù)據(jù)庫， 確保是非摻假食品的同位素值覆蓋區(qū)域全面包含不同季節(jié)參數(shù)（多年數(shù)據(jù)

11、）,思考：,統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,思考：,通常涉及多變量的統(tǒng)計(jì)分析,,Copyright 2003-2015 by Gabriel Bowen,1月份,7月份,采用含氧在內(nèi)的多同位素與多元素分析相結(jié)合來進(jìn)行龍井茶的產(chǎn)地溯源？采用δ18O 來鑒別龍井茶的產(chǎn)期，主要是用于區(qū)別價(jià)格昂貴的明前茶和后期的龍井茶？,氧同位素的沉淀過程: 亞洲,龍井茶的產(chǎn)地溯源,致謝,詹姆斯赫頓研究所由蘇格蘭政府城市環(huán)境科學(xué)和分析服務(wù)部資助。,感謝袁玉偉研究員和齊沛沛博士的