应用稳定同位素技术，打击经济动机掺假——《稳定同位素技术应用》专栏导言

食品工业连接农副产品生产、流通和消费,是国民经济的重要支柱产业,也是保障国家食物安全的基础产业,更是承载着国民营养健康的民生产业。近年来,食品造假技术手段不断更新,造假现象屡禁不止,食品安全与真实性问题已成为全球性问题。 稳定同位素技术是当前国际食品流通领域打击假冒伪劣食品有效的科技手段之一,其应用是基于这样一个事实：轻元素（H、C、O、S和N）不只具有一种原子,不同质量数的原子在物理、化学及生化过程中存在同位素分馏作用,导致自然丰度出现特异性变化。该技术于20世纪70年代开始应用在食品分析领域,它不是测定食品的成分组成或特定化合物的含量、比值,而是基于同位素分馏机理和食品（或其某特征化合物）的稳定同位素比值的差异进行判断,因而具有常规理化分析方法无可比拟的优势。欧美等发达国家较早关注稳定同位素食品分析技术对食品质量科学监管的支撑作用,一些稳定同位素技术方法经检验、比对分析后被美国分析化学家协会(AOAC)、欧洲标准委员会（CEN）或国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）采纳为官方分析方法标准,在蜂蜜、果汁及葡萄酒领域的产品质量控制及真实性鉴别方面广泛应用。在开局良好的情况下,欧盟第6、7框架计划持续资助了稳定同位素技术在食品真实性和原产地保护产品溯源（Food Authenticity and Traceability）领域的基础理论与应用研究,越来越多的分析方法标准正在制定过程中。 我国食品行业稳定同位素技术研究和标准制定起步较晚,2002年庞国芳院士首次制定了我国第一个稳定同位素食品分析方法国家标准 GB/T 18932.1,用来检测蜂蜜中是否含有C-4植物糖,这也是至今唯一的稳定同位素分析方法的国家标准。近年来,国家投入了大量资金用于购置各级食品和农产品安全检验检测机构的科学仪器设备,其中稳定同位素比值质谱仪及配套设备将近70台（套）,但由于缺乏相应检测技术标准,仪器尚未得到充分的利用。稳定同位素食品分析实验室（Food Analysis using stable Isotope Technique laboratory,FAIT）挂靠在中国食品发酵工业研究院,该实验室专注于稳定同位素在食品安全和食品真实性领域的应用技术研究,研究制定稳定同位素分析方法国家或行业标准,提高我国食品领域稳定同位素分析技术水平,推动食品真实性技术与诚信体系建设,促进食品行业稳步健康发展。 每一项稳定同位素食品分析方法和标准的制定都需要进行多次科学实验与研究,如同位素食品分析方法是否符合食品行业或监管部门的应用需求;实验室间方法比对是否满足重复性和再现性精度要求等。《质谱学报》编辑部与FAIT 共同策划了本专栏,介绍稳定同位素分析技术的科研最新动态,旨在鼓励和引导更多科技工作者投身食品领域中稳定同位素分析技术研究,以期为我国食品质量控制及真实性鉴别与溯源的研究与实践做出更大贡献。 本专栏由6篇论文组成,这些工作是FAIT实验室在方法标准制定过程中的成果总结,以及在某些基础研究领域的初步结论,文中提到的技术是稳定、准确的,同时也是经济可行、并且容易使用的。稳定同位素食品分析技术,虽然至今已有40余年的历史,但纵观欧洲在此领域的研究,尤其是联机技术的发展,该项技术在某些特类食品的研究与应用领域仍处于探索阶段,希望本专栏能够起到抛砖引玉的作用,引起国内食品科技工作者或原地球化学、水文科学、环境科学乃至农业科学的稳定同位素专家的关注,共同探讨稳定同位素食品分析技术的理论与方法,改善和提升我国食品质量安全水平,促进食品工业合理有序发展,更好地保护消费者合法权益。 在这些研究工作中,得到了很多专家、学者与相关机构的支持,在此一并表示感谢！     

GasBenchⅡ-IRMS测定葡萄酒水中δ18O方法研究

葡萄酒水中氧同位素比值（δ¹⁸O）对于葡萄酒真实性的鉴别具有重要意义。本研究考察了反应瓶气密性、样品体积、平衡时间和乙醇含量等因素对葡萄酒水中δ¹⁸O测定的影响,建立并优化了GasBench II-IRMS测定葡萄酒水中δ¹⁸O比值的在线分析方法。结果表明,当葡萄酒样品体积为200～1 000 μL,反应时间为24～48 h时,测定同一葡萄酒水中δ¹⁸O重复性和再现性的标准偏差（1σ）均小于0.1‰。该方法操作简便,符合测定要求,可连续测定大批量样品。模拟实验表明,葡萄酒水中δ¹⁸O与自来水加入量呈线性负相关,这个特点可用于葡萄酒掺水的鉴别。     

稳定氢氧同位素鉴别非还原（NFC）橙汁真实性应用初探

利用稳定同位素比值质谱仪（IRMS）测定橙汁水中δD和δ^18O,结果表明非还原（NFC）橙汁水中δD和δ^18O要明显高于地下水;橙汁蒸发浓缩后会富集D和^18O,但加水还原后产品水中δD和δ^18O均低于原橙汁,且产品水中δD和δ^18O与加水量呈负相关性关系,可用于鉴别还原（FC）橙汁和非还原（NFC）橙汁。     

罐头涂料铁罐双酚A二缩水甘油醚及其衍生物迁移规律研究

研究了罐头涂料铁罐双酚A二缩水甘油醚及其衍生物在特定食品模拟物中的迁移规律。采用50%（v/v）乙醇溶液为食品模拟物,应用高效液相色谱-串联质谱法进行双酚A二缩水甘油醚及其衍生物的定性定量分析,并应用基于Fick扩散第二定律的D.Chung模型和基于概率与数理统计方法的Weibull模型进行了预测。结果表明:贮存条件对迁移总量变化影响显著,温度越高越快达到平衡,迁移平衡值为1.28 mg/kg;D.Chung模型中扩散系数D与贮存温度符合阿伦尼乌斯动力学模型,该模型预测值与实验值的拟合优度（R²）小于0.23,而Weibull模型拟合优度（R²）能达到0.90以上。因此,Weibull模型比D.Chung模型更接近实际迁移结果,为评估涂料铁罐的安全性提供参考。      

Gasbench Ⅱ-IRMS测定新鲜橙汁水中氧同位素方法

橙汁中水的氧(δ18O)同位素比值对于果汁真实性技术鉴别具有重要意义。文章分别考察反应瓶气密性、样品体积、平衡时间和乙醇等因素对橙汁中水的氧同位素影响分析;添加乙醇可有效抑制鲜橙汁的微生物发酵,避免测定过程因橙汁发酵产生CO2干扰橙汁水中氧同位素有效测定问题。经优化建立GasBenchII-IRMS测定新鲜橙汁中水的δ18O比值在线分析方法。结果表明,当橙汁样品体积200μL~1000μL、加入10%乙醇、反应24h~48h后测定,同一样品中水的δ18O比值的重复性和再现性标准偏差(1σ)均小于0.1‰,完全符合测定要求,方法操作简便,可实现大批量连续测定。     

黄酒生产中酵母菌多相鉴定技术研究

采用包括26S rDNA D1/D2区序列分析、单链构象多态性分析和生理生化方法的多相分类鉴定技术,对18株黄酒生产中的酵母菌进行多相分类鉴定研究.结果表明,18株酵母分别属于 Saccharomyces cerevisiae,Saccharomycopsis fibuligera和Pichia anomala3个种,采用多相分类鉴定技术可以高效、准确的实现实验室及工业生产中酵母菌的快速鉴定,为优化黄酒生产工艺,提高产品质量提供技术支持.     

黄酒发酵液中产生物胺乳酸菌的分离鉴定与评价

从黄酒发酵液中分离得到6株乳酸菌,16S rDNA序列分析和生理生化鉴定结果表明:菌株R1、R4、R5、R8、R20为Lactobacillus rossiae,菌株R2为Lactobacillus casei。采用平板检测法对6株乳酸菌产生物胺能力进行了评价,结果显示只有乳酸菌R1具有产生物胺的能力。利用HPLC检测对平板检测结果进行了验证,结果表明乳酸菌R1能产598.61 mg/L的腐胺,其他菌株不具有产生物胺的能力。平板检测与HPLC检测结果相一致,表明平板检测可作为一种有效、操作简单、费用低的定性评价乳酸菌产生物胺能力的手段。     

中国年轻人群对白酒香气感官偏好特性的研究

白酒传统质量评价往往以固定感官标准为主要依据。年轻人群的消费观念和口味特点正逐步影响着白酒产业的发展,多元化的产品评价方法是行业的迫切需求,建立更加客观科学的感官评价标准体系尤为重要。以感官偏好性分析方法分析了100名在校研究生以及14名品酒师的产品偏好特性:企业品酒师随着自身经验增加逐渐树立统一的产品评价标准;而年轻人群体根据产品香气的偏好特性可划分为多种类群,偏好取向呈多样化的特点。企业品酒师与年轻人群的产品偏好特性和评价标准存在较大偏差,需要引起企业重视。该研究比较了白酒传统企业评价标准与年轻人群的多元化偏好特性的差别,探索了更加科学客观的产品评价方法,对白酒感官标准的质量评价技术的发展具有重要参考价值。     

基于非目标~1H NMR指纹图谱技术验证中国葡萄酒原产地

为了探讨非目标指纹图谱技术验证中国葡萄酒原产地的可行性,采用一维核磁共振氢谱(1H NMR)技术,对沙城、昌黎和昌吉三大特色原产地葡萄酒的224个样品进行分析。结果表明,主成分分析(principal component analysis,PCA)结合线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)建立的留一交叉验证模型,实现对沙城、昌黎和昌吉葡萄酒原产地样品准确识别率为92%,73%和68%;为避免PCA/LDA模型出现过拟合现象,采用外部重复双随机交叉验证方法对PCA/LDA模型的有效性进行验证。葡萄酒1H NMR指纹图谱包含葡萄酒原产地特征信息,通过多变量统计分析可以构建非目标1H NMR指纹图谱的中国葡萄酒产地验证技术模型。     

高效液相色谱法检测富硒酵母中的硒代蛋氨酸

建立了高效液相色谱法测定富硒酵母中硒代蛋氨酸的分析方法。采用酶解提取法提取富硒酵母样品中的硒代蛋氨酸,丹磺酰氯柱前衍生,C18色谱柱(4.6 mm×250 mm i.d.,5μm)分离,以10 mmol/L磷酸二氢钠缓冲液(含4%N,N-二甲基甲酰胺,pH=6.55)和乙腈为流动相进行梯度洗脱,荧光检测(激发波长:320 nm;发射波长:523nm)。硒代蛋氨酸的检出限为(S/N=3)1μg/L,定量限为(S/N=10)5μg/L。在1 mg/L~50 mg/L范围内的线性关系良好(R≥0.999 6)。加标回收率在91.12%~107.83%,方法相对标准偏差<1.2%。本方法具有专属性好,灵敏度高,适用于富硒酵母原料及相关产品中的硒代蛋氨酸的定量测定。