基于耦合技术的牛肉产地溯源（一）

食品的基于技术产地溯源技术实质上是分析与产地因素有关的食品特征指标。用于食品地域判别的耦合指标主要有两类:第一类是直接与食品地域来源相关的指标，如与水源相关的牛地溯H和0同位素指标，与土壤和环境相关的肉产痕量元素指标；第二类指标是指与生产系统、品种、基于技术喂养条件等有关、耦合且与特定地域有联系、牛地溯但受多种因素影响的肉产指标，如与喂养伺料有关的基于技术C、N同位素指标，耦合以及食品的牛地溯总化学成分、感官特性、肉产挥发性成分等。基于技术在一些情况下，耦合通过第一类指标就可判别出食品的牛地溯地域来源；但在另一些情况下，必须考虑第二类指标。

这里简单介绍同位素和矿物元素组合溯源分析判别技术。同位素和矿物元素分析是被认为在食品地域溯源中比较有效的两种方法。目前矿物元素主要用于植物源食品产地溯源研究中，同位素在植物源产品和动物源产品产地溯源中均有所应用。国际研究中现也试图将同位素和矿物元素分析结合，探索它们对产地的判别情况。SimonKelly等用等离子体质谱仪（ICP-MS）和同位素比率质谱仪（IRMS）测定了来自欧洲、美洲、印度和巴基斯坦大米中50种元素含量和沪C、浐0两项同位素指标，通过多元统计分析从中筛选出513C、5180、B、H〇、Ru、Mn、Rb、Se和W9个对地域判别比较好的指标（SimonKellyetal，2002）。SimonBranch等研究发现利用^a^N'CcUPb'Se和Sr含量能很好地区分出来自美国、加拿大和欧洲的小麦样品（SimonBranchetal，2003）。Brescia等研究也发现矿物元素含量和同位素比率结合分析可提高对牛奶产地的正确判别率（Bresciaetal，2003）。

一、牛肉产地溯源取样及测定

牛肉产地的基本信息及采样点的设计同4.2表4-7。

（1）取样方法：屠宰后在每头牛的后臀部取500g肉，装入自封袋中，在-20⁰C冰箱中冷冻保藏。

（2）样品前处理：牛肉样品经绞肉机绞碎，在70⁰C恒温干燥48h，用粉碎机粉碎，置于烧杯中加入石油醚浸提脱脂。脱脂后的牛肉粉进行充分研磨，过200目筛后备用；回收浸提液中的石油醚，得到粗脂肪样品，备用。

（3）氢同位素比率检测：称量lmg的样品放入φmm×5mm的银杯中，折成小球状，放入96孔的盘中（酶联免疫板），盖子松散地放在上面。在测定之前，样品和角蛋白标准品均放在实验室的平衡架上，在室温条件下平衡96h以上。样品在12750C的高温下分解成H₂、N₂和CO气体，然后经过100⁰C的纯化柱，利用孔径为5A的分子筛除去N₂和CO气体，得到纯净的H₂，进入连续流动的同位素比率质谱仪（CF-IRMS）中进行测定。载气He的流量为100mL/min，样品在载气作用下的流量为50mL/min。氢同位素比率用δD（‰）表示，δ的相对标准为V-SMOW。计算见式（4-2）。

δD（‰）=（Rsp/Rst—1）×1000 （4-2）

式中，R为轻同位素与重同位素丰度比，即2H/1H；下标sp表示样品，st表示标准。

（4）碳、氮同位素比率检测：称量50μg～800μg样品，先经过FlashEA1112型元素分析仪转化为纯净的C0₂气体和N₂，再经过型号为ConfloIII型稀释仪，最后进入DELTA—ThermoFinnigan质谱仪进行检测。具体的工作参数如下：

元素分析仪：进样器氦气吹扫流量为200mL/min，氧化炉温度为1020⁰C，还原炉温度为650°C，载气氦气流量为90mL/min。

ConfloIII条件设定：He稀释压力为0.6bar，C0₂参考气压力为0.6bar，N₂参考气压力为1.0bar。

质谱仪条件：用USGS24（δ¹³CPDB=—16.00‰）标定C0₂钢瓶，用IAEAN1（δ¹⁵Nair=0.4‰）标定N₂钢瓶。用标定的钢瓶气作为标准。

稳定性碳、氮同位素比率分别用δC（‰）和δ¹⁵N（‰）表示，δ¹³C的相对标准为V—PDB，δ¹⁵N的相对标准为空气。计算公式见式(4-3)。

Δ（‰）=（R_样品/R_标准-1）×1000 （4—3）

式中，R为轻同位素与重同位素丰度比，即¹³C/¹²C和¹⁵N/¹⁴N。

（5）铅同位素比率检测：称取0.3g～0.5g脱脂牛肉粉，置于消化管中，加入浓硝酸10mL，盐酸（37%，分析纯）3mL，放入Multiwave3000微波消解仪（美国PE公司）中进行样品消煮。消煮后的样品用7500aICP-MS（美国Agilent公司）测定样品中铅同位素比率。仪器的具体工作参数如下。

微波消解仪条件：微波在10min内从0W增大到1200W，然后在1200W的功率下消解30min，最高温度达19⁰C，最大压力达24bar。消解后得到澄清透明的溶液，用去离子水（＞18.2MQ）洗出样品，定容到50mL，装入塑料瓶待测。

ICP—MS的工作条件：

RF功率：1200W 载气流速：1.12L/min 蠕动栗流速：0. lrps

雾化室温度：20C 氧化物指标：0.45% 双电荷指标：1.01%

3次重复测定，用外标法进行定量，铅同位素标准样品采用Agilent公司的环境标样；用内标法保证仪器的稳定性，Li、Ge、Y、In、Tb、Bi是所选择的内标。当内标元素的RSD（3次重复测定）＞5%，重新测定样品。

（6）锶同位素比率检测：称取0.8g脱脂牛肉粉，放入石英埚中，置于箱式电阻炉，800⁰C下恒温2h，降温后取出。用HN0₃溶解离心分离后清液加入到装有DOWEX50W—X8阳离子交换柱上（去除S7Rb），接收Sr部分。处理后的样品用型号为MAT—262（德国Finnigan公司）的热电离质谱（TIMS）进行测定，质量分溜用_⁸⁸Sr/_⁸⁶Sr=8.37521校正。标准样品为NBS9⁸⁷SrC0₃，其⁸⁸Sr/⁸⁶Sr=0.710243（2σ）。

（7）数据处理：用SAS软件对数据进行方差分析、多重比较分析、判别分析并用EXCEL软件进行相关分析。

（8）矿质元素含量测定：称取0.3g～0.5g脱脂牛肉粉，置于消化管中，加入浓硝酸（65%，分析纯D10mL，盐酸（37%，分析纯）3mL，放入Multiwave3000微波消解仪（美国PE公司）中进行样品消煮。消煮后的样品用7500a ICP - MS（美国Agilent 公司）测定样品中Na、Mg、Al、K、Ca、V、Mn、Fe、Co、Ni,Cu、Zn,Ga、As、Se、Sr、Zr、Mo、Sn、Sb、Ba、Pb22种元素的含量。

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