稳定性氢同位素分析在牛肉产地溯源中的应用论文

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1、稳定性氢同位素分析在牛肉产地溯源中的应用论文郭波莉魏益民KellyD.Simon潘家荣魏帅【摘要】探讨了利用高温热解炉和同位素比率质谱仪(IRMS)联用测定肉品中稳定性氢同位素比率的方法，并利用此方法测定了我国不同地域来源脱脂牛肉、牛尾毛中氢同位素比率。分析了牛组织中氢同位素组成与地域经度、纬度及海拔高度变化的关系，以及稳定性氢同位素用于牛肉产地溯源的可行性。结果表明，不同地域来源牛组织中δ2H值的差异显著，其与当地饮水中氢同位素组成密切相关，而且有随着地理纬度增加而减小的趋势;牛尾毛与牛肉中δ2H值的相关性显著。稳定性氢同位素是用于牛肉产地溯源的一项很有潜力的指标,且牛肉和

2、牛尾毛中的氢同位素组成均可反映牛来源地的信息。【关键词】牛肉，产地，溯源.freel2牛尾毛，用细线系住根部，装入自封袋中冷冻保藏。2.2.2样品前处理牛肉：取50g牛肉样品冷冻干燥后，加入沸程为60～90℃的石油醚，采用索氏提取器进行脱脂处理7。脱脂后的牛肉粉进行研磨，备用。牛尾毛：剪取靠近根部4cm的牛尾毛样品，用去离子水浸泡清洗，在60℃恒温干燥12h，用氯仿甲醇(2∶1,V/V)混合液浸泡2h进行脱脂，用去离子水清洗、浸泡30min，再用氯仿甲醇(2∶1,V/V)混合液浸泡。最后用去离子水清洗、60℃干燥，剪成1～2mm备用9,10。2.2.3稳定性氢同位素比率测

3、定称取1mg样品装入银杯中(高6mm,直径4mm)，每个样品重复3次。将银杯按照顺序放在酶联免疫板中，盖上盖子，在实验室的室温环境下平衡72h。然后包裹样品，并把其装入与高温热解炉相连的旋转自动进样盘中。高温热解炉内的柱子是由装有玻璃碳细片的Al2O3管组成，测定样品时热解柱的温度为1280℃，与其相连的气相色谱柱(GC)的温度为85℃。气相色谱柱中装有5nm的分子筛柱，用于把高温裂解生成的H2和CO气体分离。H2在载气He气的载带下经过稀释仪，最后进入ThermoFinniganDELTAPlusXP同位素比率质谱仪(IRMS)进行检测。载气氦气流量为80mL/min。He

4、稀释压力为50kPa，H2参考气压力为50kPa。测定时用酪蛋白标准品(CaseinIHR)作为内标准物，并用胶原蛋白标准品(CollagenICM)和牛肝脏标准品(NIST8414)检测仪器的精确度。稳定性氢同位素比率以δ2H(‰)表示，δ2H的相对标准为VSMO)和牛肝脏标准品(NIST8414)中的氢同位素测定结果进行校对。从表2可知，6个胶原蛋白和牛肝脏标准品中氢同位素比率的标准偏差均很低，分别为1.1‰和0.8‰，这说明测定结果的稳定性很好。胶原蛋白和牛肝脏标准品中氢同位素的测定结果与可接受值比较可以看出，两者差异很小，分别为0.1‰和1.8‰，这说明测定结果的准确

5、性很高。由此可见，本方法可直接用于有机体中氢同位素比率的测定，且测定结果具有很高的稳定性和精确性。表2标准品中氢同位素测定结果3.2不同地域来源牛组织中氢同位素组成差异分析从表3可见，不同地域来源脱脂牛肉、牛尾毛中稳定性氢同位素组成均有显著性差异，且有随着纬表3脱脂牛肉和牛尾毛中的δ2H值度的增加而减小的趋势，但它们与经度、海拔高度的变化规律不明显。将不同地域脱脂牛肉中δ2H值与当地年平均水中δ2H值比较可以看出，脱脂牛肉中δ2H值与当地水中δ2H值紧密相关，两者变化规律一致。这说明脱脂牛肉中氢同位素组成与牛的饮水密切相关。3.3脱脂牛肉和牛尾毛中氢同位素组成的相关分析牛尾毛

6、与脱脂牛肉中δ2H值有极显著的相关性(r=0.539,P0.01)，如图1所示。这表明牛尾毛与脱脂牛肉对饮水中氢同位素变化的响应模式一致，两者都可反映饮水中氢同位素的组成，反映牛生长的地域环境。但由于两种组织对水中氢同位素的平衡时间可能存在差异，其反映的环境变化也可能存在一定的时间差异，这需要进一步分析。图1牛尾毛与脱脂牛肉中δ2H值的相关关系我国不同地域来源的牛肉和牛尾毛中氢同位素组成有极显著差异，其与当地水中氢同位素组成密切相关，有随着纬度的增加而减小的趋势。这与前人的研究结果一致。Kelly等16研究发现鸟羽毛中的δ2H与其地域的纬度呈显著负相关(r=0.52)。Hea

7、ton等15对来自欧洲、美洲、澳大利亚和新西兰的牛脂肪中δ2H值分析发现，来自高纬度地区如苏格兰、新西兰、设得兰群岛、英格兰等的牛脂肪中δ2H值比较低，来自低纬度地区如南非、澳大利亚、巴西和乌拉圭的牛脂肪中δ2H值比较高，而且牛脂肪中的δ2H值与来源地的纬度呈显著负相关(r=0.74)。O′Brien等17对美国不同居住地的现代人毛发中的δ2H值分析结果也发现，居住在纽约(低纬度地区)的人毛发中δ2H值明显高于居住在阿拉斯加州(高纬度地区)的人，且人毛发中的δ2H值与当地水中的δ2H值密切相关，即人毛发