液相色譜-碳同位素比值質譜法在橙汁鑒定中的應用

劉花德　崔楠　王燕　王英俊　徐錦忠

摘要 [目的]初步建立一種橙汁鑒假的方法。[方法]利用液相色譜-碳同位素比值質譜法，檢測純正橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值。[結果]純橙汁中上述4種組分δ13C值分別為-26.77‰～-29.90‰、-26.46‰～-30.51‰、-23.45‰～-28.12‰、-23.39‰～-28.33‰。然后研究橙汁中添加3種類型的糖漿后δ13C值變化，發現純正橙汁在添加玉米糖漿后δ13C值變化最顯著。[結論]該研究可用于對市售橙汁鑒假。

關鍵詞 橙汁;δ13C值;糖漿;鑒假;液相色譜-碳同位素比值質譜法

中圖分類號 TS207.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）21-0204-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.061

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Applications of Liquid ChromatographyCarbon Isotope Ratio Mass Spectrometry in Identification of Orange Juice

LIU Huade， CUI Nan， WANG Yan et al

（Jiangsu Zhongpu Testing Co.， Ltd.， Nanjing，Jiangsu 210061）

Abstract [Objective] The research aimed to initially establish a method for the identification of orange juice.[Method]The δ13C value of fructose， glucose， disaccharide and oligosaccharide in pure orange juice was determined by liquid chromatographycarbon isotope ratio mass spectrometry.[Result]The δ13C values of the above four components in pure orange juice were -26.77‰- -29.90‰， -26.46‰- -30.51‰， -23.45‰- -28.12‰， -23.39‰- -28.33‰， respectively.Comparing the changes of the value of δ13C by adding three different syrups， we found that the value of δ13C changed heavily when adding corn syrup. [Conclusion] This study can be used to verify the commercial orange juice.

Key words Orange juice;Value of δ13C;Syrup;Adulteration detection;Liquid chromatographycarbon isotope ratio mass spectrometry

作者簡介 劉花德（1985—），女，山東臨沂人，工程師，碩士，從事食品檢測等方面的研究。

收稿日期 2019-05-26

橙汁是指經過各種方法以橙（包括橙、柑橘類）果實為原料制成的汁液，或者在濃縮橙汁中加入與橙汁濃縮時失去的天然水分等量的水，制成的含有原水果果肉的色澤、風味和可溶性固形物含量[1]。目前，市場上銷售的大多數橙汁都會在標簽上標注未添加糖漿。如果添加了糖漿未注明，則視為違法的摻假行為。有不法分子為了經濟利益，在純正橙汁中摻雜糖漿，損害了消費者的合法利益。因此，開發一種快速、有效的橙汁鑒假方法具有重要意義。

碳穩定同位素比值是指在某一物質中碳的2種同位素（12C、13C）的比值。在20世紀末，國外許多學者開展了利用液相色譜-碳同位素比值質譜法鑒別食品真偽性的研究，并且取得了許多成果[2-6]。國內利用液相色譜-碳同位素比值質譜法鑒別食品真偽性的研究雖然起步較晚，但也取得了顯著的成果[7-12]。

該研究通過液相色譜-碳同位素比值質譜法測定橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值，并通過添加3種不同類型糖漿來測定δ13C值變化，根據δ13C值鑒定橙汁是否摻假玉米糖漿，為橙汁鑒假提供一種簡捷方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Survey 液相色譜儀、DELTA V Advantage 同位素質譜儀，美國Thermo Scientific 公司;

艾科浦純水機，重慶頤洋企業發展有限公司;

XW-80A型渦旋混合器，上海精科實業有限公司;

AUX-20A攪拌機，佛山市海迅電器有限公司。

過二硫酸鈉，西格瑪奧德里奇（上海）貿易有限公司，純度≥99.0%;

磷酸，西格瑪奧德里奇（上海）貿易有限公司，純度≥99.0%。

1.2 試材

試驗所需水果均來自于大型超市，選取不同產地、新鮮、飽滿、無病斑、無劃痕的水果，采購回到實驗室后，去除果梗、果核、果皮，放入榨汁機榨成純正果汁。

試驗所需大米糖漿、玉米糖漿、甜菜糖漿均來自于企業加工廠，來源可靠。市售（SS）橙汁飲料采購于不同地區的多個超市。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前處理。

對榨取的橙汁用水稀釋30倍混勻后，過0.22 μm水相濾膜至進樣瓶中待測。

1.3.2 液相色譜-碳同位素比值質譜條件。

1.3.2.1 液相色譜條件。色譜柱：Rezex RCM-Monosaccharide Ca+2（7.8 mm×300 mm）;柱溫80 ℃;流動相為水;流速350 μL/min;氧化劑（1.1 mol/L 過二硫酸鈉溶液和0.3 mol/L 磷酸溶液）流速50 μL/min;氧化反應溫度99.9 ℃;進樣體積9、25 μL，分別用于果糖、葡萄糖和二糖、寡糖的測定。

1.3.2.2 碳同位素質譜條件。電子轟擊離子源（electron impact ion source EI）;氦氣壓力140 kPa;二氧化碳壓力50 kPa;離子源電壓3.06 kV;真空度為1.8×10-7 kPa。

1.3.3 δ13C值的計算。

樣品的δ13C 值由Isodat 3.0 軟件直接給出。δ13C 值的計算基于國際標準物質Vienna peedee belemnite standard（VPDB）[13]，計算公式為：

δ13C =（ Rsample-RVPDB）/RVPDB × 1 000

其中，Rsample為樣品的13C與12C 的同位素比值13C /12C，RVPDB = 0.011 237 2。

2 結果與分析

2.1 實驗室自制橙汁δ13C值測定

首先采用液相色譜-碳同位素比值質譜法對實驗室自制的23種橙汁進行檢測，典型液相色譜-碳同位素比值質譜圖譜見圖1，測定結果見表1。

從圖1可以看出，純正橙汁中果糖（RT=1 528.83 s）、葡萄糖（RT=1 223.07 s）、二糖（RT=1 033.71 s）、寡糖（RT=755.95 s）均有檢出。從表1可以得出，純正橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值分別為-29.90‰～-26.77‰、-30.51‰～-26.46‰、-28.12‰～-23.45‰、-28.33‰～-23.39‰。

2.2 橙汁中添加30%不同種類糖漿后δ13C值測定

為驗證橙汁中δ13C值在添加糖漿后變化情況，實驗室選取了一種純正橙汁作為樣品，分別向其中添加30%大米糖漿、30%玉米糖漿、30%甜菜糖漿，然后測定添加糖漿后的δ13C值，測定結果見表2。

從表2可以看出，橙汁樣品在添加3種糖漿后，δ13C值均有變化，其中添加30%玉米糖漿后，橙汁中果糖和葡萄糖的δ13C值變化最大，這是由于玉米糖漿的δ13C值分別為果糖-10.52‰、葡萄糖-13.69‰、二糖-10.11‰、寡糖-17.22‰，與橙汁樣品相差大;而大米糖漿δ13C值分別為果糖-25.28‰、葡萄糖-27.72‰、二糖-22.91‰、寡糖-29.69‰，甜菜糖漿δ13C值分別為果糖-24.02‰、葡萄糖-25.85‰，二糖、寡糖未檢出，與橙汁樣品中的δ13C值相差不大，因此，如果在純正橙汁中摻假玉米糖漿，通過液相色譜-碳同位素比值質譜法能夠快速地鑒別，對于樣品是否添加甜菜糖漿和大米糖漿則需進一步研究。

2.3 市售（SS）橙汁δ13C值測定

通過實驗室數據分析得出的結果，對市售橙汁飲料進行研究，從不同地方隨機購買5種橙汁，對其δ13C值進行測定，測定結果見表3。

從表3可以看出，SS橙汁-3、SS橙汁-4和SS橙汁-5這3種橙汁的δ13C值和純正果汁的δ13C值相差非常大，說明摻雜玉米糖漿。由此可見，液相色譜-碳同位素比值質譜法對摻假玉米糖漿橙汁的陽性檢出率高，因此橙汁中摻雜玉米糖漿，通過液相色譜-碳同位素比值質譜法測定δ13C值能有效地鑒別出，這是一種快速、有效的檢測方法。

3 結論

該研究利用液相色譜-碳同位素比值質譜法測定橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖組分的δ13C值，利用實驗室自制橙汁確定純正橙汁的δ13C值，通過在純正橙汁中分別添加3種糖漿測定δ13C值，確定樣品摻假玉米糖漿后δ13C值變化顯著，最后對市場上銷售的橙汁進行研究，發現在購買的5種橙汁飲料中，檢測出3種添加玉米糖漿，陽性檢出率非常高，由此可見，液相色譜-碳同位素比值質譜法能夠大大提高橙汁摻假玉米糖漿的檢測能力。

參考文獻

[1] 李鑫，陳小珍，蔣鑫，等.元素分析-同位素比率質譜在橙汁摻假鑒別中的應用[J].食品工業，2013，34（7）：218-220.

[2] ROSSMANN A.Determination of stable isotope ratios in food analysis[J].Food reviews international，2001，17（3）：347-381.

[3] BRICOUT J.Control of authenticity of fruit juice by isotopic analysis [J].J Assoc Off Anal Chem，1973，56（3）：739-742.

[4] DONGMANN G，NURNBERG H W，FRSTEL H，et al.On the enrichment of H218O in the leaves of transpiring plants[J].Rad and environm biophys，1974，11（1）：41-52.

[5] DUNBAR J，WILSON A T.Oxygen and hydrogen isotopes in fruit and vegetable juices [J].Plant Physiol，1983，72（3）：725-727.

[6] JAMIN E，GURIN R，RTIF M，et al.Improved detection of added water in orange juice by simultaneous determination of the oxygen-18/oxygen-16 isotope ratios of water and ethanol derived from sugars [J].J Agric Food Chem，2003，51（18）：5202-5206.

[7] 譚夢茹，林宏，沈崇鈺，等.元素分析-碳同位素比值質譜法在釀造醬油摻假鑒別中的應用[J].質譜學報，2015，36（4）：334-340.

[8] 費曉慶，沈崇鈺，吳斌，等.元素分析-碳同位素比值質譜法在蜂王漿摻假鑒定中的應用[J].質譜學報，2014，35（2）：144-148.

[9] 譚夢茹，費曉慶，吳斌，等.元素分析-碳同位素比值質譜法在純正葡萄汁摻假鑒別中的應用[J].分析測試學報，2016，35（8）：1031-1035.

[10] 費曉慶，吳斌，沈崇鈺，等.液相色譜/元素分析-同位素比值質譜聯用法鑒定蜂蜜摻假[J].色譜，2011，29（1）：15-19.

[11] 譚夢茹，張睿，費曉慶，等.元素分析/液相色譜-碳同位素比值質譜法在純正蘋果汁摻假鑒別中的應用[J].食品安全質量檢測學報，2017，8（5）：1565-1571.

[12] 劉花德，袁博，許小龍，等.液相色譜-碳同位素比值質譜法在梨汁鑒假中的應用[J].分析試驗室，2019（3）：360-363.

[13] AOAC.AOAC Official Method 998.12，C4 plant sugars in honey[S].USA：Association of official Analytical Chemists，1998.