穩(wěn)定同位素技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用 原創(chuàng)： 實(shí)驗(yàn)與分析 實(shí)驗(yàn)與分析 1周前 引言 穩(wěn)定同位素技術(shù)現(xiàn)已成為食品檢測技術(shù)的“寵兒”，然而仍有部分人對(duì)其知之甚少，今天小析姐就和大家一起在穩(wěn)定同位技術(shù)的定義、分類、意義、理論基礎(chǔ)和應(yīng)用案例這幾個(gè)方面來，揭開穩(wěn)定同位素技術(shù)的“神秘面紗”。 近年來食品摻假問題屢見不鮮，而且摻假問題已成為全球問題。伴隨著科技快速發(fā)展的同時(shí)，食品摻假水平和手段也越來越高明，仿真度極高的劣質(zhì)產(chǎn)品給檢驗(yàn)工作帶來了巨大困難，使許多檢測鑒別摻偽的傳統(tǒng)方法失效。食品造假手段不斷翻新，鑒別方法也在不斷發(fā)展，如何運(yùn)用新型高科技檢測手段讓摻假無機(jī)可趁已成為食品行業(yè)的重中之重。 同位素技術(shù)目前是國際上用于辨別食品真假、追溯食品來源和實(shí)施產(chǎn)地保護(hù)的一種有效方法，在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。首先，我們要知道什么是穩(wěn)定同位素？ 穩(wěn)定同位素 由于原子核所含有的中子數(shù)不同，具有相同質(zhì)子數(shù)的原子具有不同的質(zhì)量，這些原子被稱為同位素。例如，碳的3個(gè)主要同位素分別為12C、13C和14C，它們都有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)電子，但中子數(shù)則分別為6、7和8。 同位素分類 同位素可分為兩大類：放射性同位素（radioactiveisotope）和穩(wěn)定同位素（stableisotope）。 凡能自發(fā)地放出粒子并衰變?yōu)榱硪环N同位素者為放射性同位素。無可測放射性的同位素是穩(wěn)定同位素。 我們通常關(guān)注的穩(wěn)定同位素為C、H、O、N、S五種，這五種穩(wěn)定同位素是自然界中分別最為廣泛，是構(gòu)成有機(jī)化合物的主要元素。 同位素技術(shù)的意義 穩(wěn)定同位素技術(shù)的出現(xiàn)加深了生態(tài)學(xué)家對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步了解，使生態(tài)學(xué)家可以探討一些其它方法無法研究的問題。與其它技術(shù)相比，穩(wěn)定同位素技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其能使這些生態(tài)和環(huán)境科學(xué)問題的研究定量化，并且是在沒有干擾(如沒有放射性同位素的環(huán)境危害)的情況下進(jìn)行。 有些問題還只能通過利用穩(wěn)定同位素技術(shù)來解決，現(xiàn)在有許多農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)已經(jīng)開始使用高精度同位素質(zhì)譜計(jì)從事合理用肥、果實(shí)營養(yǎng)、固氮分析、農(nóng)藥毒性、家畜氣候?qū)ψ魑锏挠绊懙难芯浚约笆称焚|(zhì)量控制等多方面的研究工作。 與原子能和地質(zhì)研究工作相比，在農(nóng)業(yè)和食品方面應(yīng)用同位素方法從事科研和檢測工作正處于方興未艾的階段，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)的要求也越來越高，今后大力開展和普及運(yùn)用現(xiàn)代化方法研究農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、改善果實(shí)質(zhì)量以及進(jìn)行食品質(zhì)量控制檢測的工作前途無限廣闊。 穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀 穩(wěn)定同位素的檢測通常采用穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀（也稱氣體穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀）。穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀之所以又被成為氣體穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀是因?yàn)榇祟愘|(zhì)譜只能對(duì)特定的氣體進(jìn)行檢測，所有目標(biāo)檢測物都需要轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的氣體才能檢測。 Sercon-GSL元素分析儀與 Sercon 20-20穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀 穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜具體組成 同位素檢測的理論基礎(chǔ) 由于穩(wěn)定同位素在分子質(zhì)量上的差異，所有在自然界或者人工加工過程中會(huì)產(chǎn)生同位素分餾現(xiàn)象。 例如：蒸發(fā)過程中的同位素分餾，H2O16比H2O18運(yùn)動(dòng)得更快，更容易擴(kuò)散到水汽中，故隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，剩下的水中H2O18越來越多。同理，H2O16比HDO16運(yùn)動(dòng)得更快，隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，剩下的水中HDO16越來越多。 氫、氧穩(wěn)定同位素的分布規(guī)律--緯度效應(yīng) 再例如：全球大氣CO2δ13C≈-6.4‰，但由于植物光合作用吸收利用CO2時(shí)歧視（排斥）13CO2（即同位素分餾），故植物體的δ13C要小于-6.4‰，且C3植被和C4植被對(duì)13CO2的歧視程度不一樣，C3植被更歧視13CO2（即C3植被對(duì)13CO2分餾作用更強(qiáng)），導(dǎo)致C3植被的δ13C小于C4植被的δ13C。（注，根據(jù)上述公式的定義可以得知，13C含量越少，δ13C越小） C3植被與C4植被的δ13C分布范圍 穩(wěn)定同位素技術(shù)在食品溯源和摻雜檢測中的應(yīng)用 “You are what you eat!” 一方水土養(yǎng)育一方人，同樣，來自不同區(qū)域的動(dòng)植物樣品因各地環(huán)境因素（如氣候，土壤類型，水文條件等）的差異，其樣品中的各穩(wěn)定同位素的比值亦有差異。每一種同位素提供某些關(guān)于環(huán)境的信息，這就是關(guān)于它的來源的環(huán)境指紋，這些“同位素指紋"信息將告訴我們“樣品來自何處”和“樣品是如何生產(chǎn)”的（原產(chǎn)地和生產(chǎn)方式）。 基于上述原理，穩(wěn)定同位素廣泛領(lǐng)用與食品溯源，食品摻雜等領(lǐng)域。所謂食品溯源就是根據(jù)食品攜帶的同位素指紋信息，在沒有背景資料的情況下，確定出食品的產(chǎn)地信息。食品產(chǎn)品是根據(jù)食品本周的同位素信息確定其真實(shí)性。 食品溯源（以牛肉為例）： 采用S和H兩個(gè)穩(wěn)定同位素對(duì)牛肉的產(chǎn)品進(jìn)行區(qū)分，可以得到很好的區(qū)分度。 食品摻雜（蜂蜜）： 以C同位素作為蜂蜜的指示元素可以較好的鑒別是否存在摻雜。 小析姐推薦 目前世界上在穩(wěn)定同位素技術(shù)做的比較超前得要數(shù)Sercon質(zhì)譜公司，Sercon公司專門致力于制造高精度、高靈敏度的 IRMS 同位素比質(zhì)譜，產(chǎn)品范圍包括：連續(xù)流同位素比質(zhì)譜儀、雙路進(jìn)樣同位素比質(zhì)譜儀、呼吸氣質(zhì)譜及各種用于連續(xù)流同位素質(zhì)譜的樣品制備系統(tǒng)，如：氣相色譜（GC）、元素分析儀（EA）、痕量氣體富集制備（Croyprep）用于水平衡、碳酸鹽分析制備系統(tǒng)，并可以選配多種自動(dòng)進(jìn)樣器。 Sercon公司秉承制造性能最穩(wěn)定的高精度質(zhì)譜的原則，集多名全球最優(yōu)秀質(zhì)譜專家的研發(fā)隊(duì)伍不斷開發(fā)新的應(yīng)用于質(zhì)譜上的新技術(shù)、并擁有多項(xiàng)專利，公司在全球四十多個(gè)國家和地區(qū)均設(shè)有辦事及服務(wù)機(jī)構(gòu)。 （內(nèi)容來源：萊伯泰科 由小析姐整理編輯）