應(yīng)用案例

Picarro G2131-i（通過(guò)碳同位素比率分析鑒定蜂蜜的真實(shí)性）

發(fā)表時(shí)間：2024-04-17

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在泰國(guó)，蜂蜜被用于銷(xiāo)往國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的各種商業(yè)產(chǎn)品中。由于泰國(guó)的蜂蜜來(lái)自多個(gè)地方，因此控制商業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量具有挑戰(zhàn)性。蜂蜜行業(yè)普遍存在的主要問(wèn)題是摻雜未經(jīng)申報(bào)的添加糖，因此摻假蜂蜜的鑒定對(duì)于認(rèn)證至關(guān)重要，這可以提高消費(fèi)者對(duì)蜂蜜純度的信心。

為了開(kāi)發(fā)泰國(guó)蜂蜜中碳同位素的數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其用于檢查蜂蜜摻假，泰國(guó)核技術(shù)研究所和瑪希隆大學(xué)的科學(xué)家，從泰國(guó)不同城市采集了49份來(lái)自養(yǎng)蜂人（天然）和15家商業(yè)蜂蜜生產(chǎn)商的蜂蜜樣本，對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)定碳同位素比率分析（表示為¹³C/¹²C或δ¹³C，并根據(jù)國(guó)際參考標(biāo)準(zhǔn)單位Vienna Pee Dee Belemnite，&permil;VPDB進(jìn)行了報(bào)告）。

該分析可以使用EA-IRMS或CM-CRDS進(jìn)行分析。49份天然蜂蜜樣品的δ¹³C值在−23.1&permil;到−29.1&permil;VPDB之間，平均值為−26.8±1.2&permil;VPDB。根據(jù)AOAC標(biāo)準(zhǔn)，天然蜂蜜的δ¹³C值應(yīng)該低于−23.5&permil;VPDB，且蜂蜜和從蜂蜜中提取的蛋白質(zhì)之間的δ¹³C值可接受的差異為不超過(guò)1&permil;。通過(guò)使用蜂蜜及其蛋白δ¹³C值的差異作為區(qū)分天然蜂蜜和摻假蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)，15個(gè)商業(yè)蜂蜜樣品中有9個(gè)（60%）被鑒定為摻有外源糖。

蜂蜜與其蛋白質(zhì)（δ¹³C_{honey-protein}）之間 δ¹³C 值的差異被用作區(qū)分天然蜂蜜和摻假蜂蜜的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)純蜂蜜樣品摻入甘蔗糖漿或玉米糖漿葡萄糖時(shí)，蜂蜜中糖類(lèi)的碳同位素比值（¹³C/¹²C）發(fā)生變化，但其提取蛋白質(zhì)的¹³C/¹²C保持不變。蜂蜜與其蛋白質(zhì)（δ¹³C_{Honey-protein}）的穩(wěn)定碳比之差應(yīng)在1&permil;以下，相當(dāng)于<7%的添加玉米或蔗糖；否則，樣品被認(rèn)為是摻假的。通過(guò)使用這一標(biāo)準(zhǔn)，該研究發(fā)現(xiàn) 15="">

儀器亮點(diǎn)——CRDS技術(shù)

在工業(yè)實(shí)踐中CRDS 技術(shù)具有成為測(cè)試蜂蜜真實(shí)性替代方法的潛力，與IRMS相比，CRDS具有儀器成本低、操作簡(jiǎn)便、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。本文中使用的 CRDS 配置包括 Picarro 聯(lián)絡(luò)通用接口、Picarro 燃燒模塊 A2100 (CM) 和 Picarro G2131-i CRDS 同位素 CO₂ 氣體分析儀（Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA )。這項(xiàng)研究的下一步可能是進(jìn)一步研究 CRDS 在檢測(cè)摻假蜂蜜樣品中的用途，并擴(kuò)展泰國(guó)蜂蜜中碳同位素的數(shù)據(jù)庫(kù)。

如表所示，通過(guò)組合模塊腔衰蕩光譜（CM CRDS）檢測(cè)到的蜂蜜樣品的δ¹³C值與通過(guò)元素分析同位素比質(zhì)譜法（EA-IRMS）檢測(cè)的值沒(méi)有顯著差異（P>0.05）。然而，CRDS測(cè)量的精度（0.2&permil;–0.4&permil;）低于傳統(tǒng)IRMS方法（0.1）。如上所述，CM-CRDS可以被用作EA-IRMS的替代分析平臺(tái)，用于檢測(cè)摻假椰子水（Meepho等人，2021）。

擴(kuò)展知識(shí)——C3與C4

C3 和 C4 植物的區(qū)別在于它們?cè)诠夂献饔眠^(guò)程中固定大氣中二氧化碳的方式不同。C3 植物使用卡爾文 (C3) 循環(huán)固定大氣中的CO₂，導(dǎo)致它們的碳同位素比 (¹³C/¹²C) 低于使用 Hatch-Slack (C4) 循環(huán)固定 CO₂ 的C4植物，而大多數(shù)蜂蜜含有C3植物產(chǎn)品。因此，可以檢測(cè)到通常來(lái)自C4 植物的添加糖漿。在泰國(guó)，來(lái)自甘蔗等 C4 植物的糖因價(jià)格低廉而被廣泛用于摻假蜂蜜。

為什么蜂蜜蛋白質(zhì)的碳同位素比值保持不變

因?yàn)榉涿壑械牡鞍踪|(zhì)來(lái)源于蜜蜂采集的花粉，其碳同位素比反映了采集花粉植物的同位素組成。由于蜜蜂主要產(chǎn)自C3植物的蜂蜜，即使摻入C4植物的糖分，蜂蜜蛋白質(zhì)的碳同位素比值仍保持不變。

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