通過氣相色譜-燃燒-同位素質(zhì)譜技術(shù)測定乙酸的δ13C用于釀造食醋產(chǎn)地溯源的初步研究

邱皓璞李潔莉（南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院 南京 008 江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 南京 0007）

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通過氣相色譜-燃燒-同位素質(zhì)譜技術(shù)測定乙酸的δ13C用于釀造食醋產(chǎn)地溯源的初步研究

邱皓璞1李潔莉2
（1南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院 南京 210028 2江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 南京 210007）

本實(shí)驗(yàn)通過有機(jī)溶劑稀釋與氣相色譜-燃燒-同位素質(zhì)譜（GC-C-IRMS）聯(lián)用方法來測定不同產(chǎn)地來源的食醋中的δ13C值范圍。研究發(fā)現(xiàn)GC-C-IRMS技術(shù)對(duì)于醋酸的產(chǎn)地或者原材料的溯源有一定參考價(jià)值。

食醋；乙酸（醋酸）；GC-C-IRMS；δ13C

目前已知，釀造食醋的原料組成及其發(fā)酵特點(diǎn)使其富含各種特有的風(fēng)味組分，包括各種有機(jī)酸、氨基酸、糖類、醇類、酯類、醛類和酮類等化合物，這些化合物賦予釀造食醋酸、甜、鮮、咸、苦等各種味道。通過對(duì)釀造食醋中所特有的組分進(jìn)行檢測。

1 、引言

食醋作為一種釀造調(diào)味品，具有獨(dú)特的風(fēng)味及化學(xué)組成，它既能增進(jìn)食欲，又能調(diào)節(jié)口感，并且具有抗疲勞、抗氧化、軟化血管、預(yù)防動(dòng)脈硬化等多種生理藥理活性［1］。通過對(duì)其風(fēng)味成分及化學(xué)組成的研究，探討其品質(zhì)控制及質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，同時(shí)開展釀造食醋的鑒別檢驗(yàn)方法研究，是目前食醋檢驗(yàn)研究的熱點(diǎn)之一［2-5］。

我國食醋的產(chǎn)地較多，品種豐富。但目前國內(nèi)主要以鎮(zhèn)江香醋和山西陳醋為主。醋中富含有機(jī)酸、氨基酸、糖類和醇酯類等物質(zhì)，這些物質(zhì)組成和含量對(duì)醋的口味和產(chǎn)品特色有獨(dú)特的影響。不同的醋由于采用不同原材料或者生產(chǎn)工藝，加上當(dāng)?shù)鬲?dú)特的地理氣候條件等，造就了不同的風(fēng)味和口感［6］。由于食醋具有鮮明的地域特色，本研究采用有機(jī)溶劑稀釋與GC-C-IRMS技術(shù)測定了食醋中乙酸δ13C值的范圍分布，以此探討方法能否區(qū)分食醋的產(chǎn)地來源。

2 、材料與方法

2.1 儀器與試劑

Triplus自動(dòng)進(jìn)樣器，Trace GC氣相色譜儀，燃燒轉(zhuǎn)化裝置，MAT253同位素比值質(zhì)譜儀（內(nèi)精度δ≤0.1‰，外精度δ≤0.2‰），F(xiàn)lash EA/HT 1112型元素分析儀：均為美國Thermo-Fisher公司產(chǎn)品。

氦氣：純度大于99.999%；乙醇；國產(chǎn)色譜純；冰醋酸：國產(chǎn)分析純；14種釀造食醋。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 色譜條件

Wax毛細(xì)管柱（30m×0.25mm×0.25μm）；載氣為氦氣：柱流速1.2ml/min；進(jìn)樣口溫度：280℃。升溫程序：起始溫度120℃保持1min，以10℃/min升溫至200℃，保持1.5min；進(jìn)樣體積1μl；分流比：20：1。

2.2.2 乙酸轉(zhuǎn)化條件

燃燒轉(zhuǎn)化裝置（IsoLink）中配備陶瓷氧化管，氧化管工作溫度為960℃，將乙酸轉(zhuǎn)化成CO2。

2.2.3 樣品前處理

根據(jù)穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀的測定性范圍（2 10V）及色譜條件，用乙醇將食醋樣品稀釋至乙酸含量約8g/L。

2.3 測定結(jié)果計(jì)算與表達(dá)

式中： δ13C為樣品相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的δ13C同位素值；R為δ13C與δ12C比值。

3 、結(jié)果分析與討論

3.1 精密度與準(zhǔn)確性分析

為了驗(yàn)證GC-C-IRMS方法的精密度與準(zhǔn)確性，按照本方法操作，以同一廠家同一批次的冰醋酸為標(biāo)準(zhǔn)品，進(jìn)行10次δ13C值重復(fù)測定，結(jié)果見表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法精密度高，準(zhǔn)確性較好。

表1 δ13C重復(fù)性測定結(jié)果

3.2 食醋樣品中醋酸的δ13C值的測定

3.2.1 食醋樣品醋酸δ13C分析

按照前處理方法和色譜程序操作，通過條件優(yōu)化對(duì)食醋樣品中的冰醋酸進(jìn)行測定。由色譜圖1可以看出，食醋樣品中乙酸的保留時(shí)間為356.35s。食醋中樣品中的乙酸能夠和其他物質(zhì)分開，色譜峰峰形對(duì)稱，且分離效果較好。

圖1 食醋樣品乙酸δ13C分析圖譜

3.2.2 不同食醋樣品中醋酸δ13C值的分析

按照本方法主要測定食醋樣品中δ13C值的分布，食醋樣品來源于大型正規(guī)的超市及食醋生產(chǎn)企業(yè)，共采集食醋樣品14個(gè)，其中白醋樣品3個(gè)，香醋樣品5個(gè)，陳醋樣品6個(gè)，測定結(jié)果見表2。由測定結(jié)果可知，食醋樣品的δ13C在-13.39-25.77‰之間，食醋中碳同位素的比值范圍變化較大，不同產(chǎn)品類型食醋之間的比值差比較顯著。

表2 釀造食醋樣品中的醋酸δ13C分析

4 、討論

近年來，由于GC-C-IRMS操作簡便，結(jié)果可重復(fù)性好，在食品行業(yè)得到廣泛的重視［7，8］。利用GC-C-IRMS技術(shù)測定醋酸的13C/12C也有報(bào)道，鐘其頂?shù)热送ㄟ^與本文類似的方法，利用有機(jī)溶劑稀釋測定了果醋的13C/12C，并通過不同穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證計(jì)劃（FIT-PTS）進(jìn)行比較，達(dá)到國際實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的能力驗(yàn)證范圍［9］。

通過測定發(fā)現(xiàn)，不同原料組成的食醋中的醋酸δ13C差異也較為顯著。采用大米為主要原料的傳統(tǒng)發(fā)酵食醋的δ13C平均在-20‰以下，而采用高粱和玉米為主要原料的傳統(tǒng)發(fā)酵食醋的δ13C均在-20‰以上，基本在-15‰以上（表2）。釀造食醋的原料來源于C3和C4植物。一般而言，C3植物的δ13C值在-22‰-35‰之間，C4植物的δ13C值在-8‰-20‰之間，而空氣中的CO2的δ13C平均為-8‰［10］。不同植物的δ13C值不同，主要與其采用的光合途徑以及光合羧化酶，水分利用效率和生長環(huán)境等相關(guān)［11，12］。在醋酸的發(fā)酵原料中，高粱、玉米和甘蔗（白砂糖）等均為C4植物，而小麥（麥麩）、水稻（米）和豌豆等均為C3植物。當(dāng)然，不同地域的同一品種的δ13C值也存在一定的差異。例如小麥的δ13C值在美國平均為-22.7‰，而在德國為-25.2‰；大米在美國平均為-24.2‰，而在日本平均為-25.7‰［10］。當(dāng)然，影響碳同位素變化的因素多而復(fù)雜（如溫度，降雨量，土壤類型，空氣濕度等），因而會(huì)造成植物的δ13C比值有所波動(dòng)。不同年份由于溫度，光照等自然條件的差異，其植物中的δ13C值也會(huì)有一些波動(dòng)，但跟C3或者C4植物內(nèi)在的差異比要小得多。

從表2發(fā)現(xiàn)，主要在鎮(zhèn)江生產(chǎn)的香醋類產(chǎn)品，原料主要以C3植物為主，其醋酸的δ13C值較低，基本在-22‰以下；主要在山西生產(chǎn)的陳醋類產(chǎn)品，其原料也相對(duì)固定，主要以C4植物為主，δ13C值較高。釀造白醋雖然均采用大米為主要原料，但不同地域的白醋δ13C值存在波動(dòng)，山西白醋的δ13C值較低，鎮(zhèn)江的白醋的δ13C值在-16～-24%范圍。這是由于釀造白醋均不同程度添加食用醋酸，同時(shí)還可在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下添加含碳的食品添加劑（苯甲酸鈉等），因此其δ13C值存在一定的不確定性。綜上，GC-C-IRMS測定的δ13C值的方法在傳統(tǒng)釀造食醋的原料溯源地的識(shí)別上具有一定的參考價(jià)值。

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