应用案例

Picarro G2131-i（通过碳同位素比率分析鉴定蜂蜜的真实性）

发表时间：2024-04-17

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在泰国，蜂蜜被用于销往国内外市场的各种商业产品中。由于泰国的蜂蜜来自多个地方，因此控制商业产品的生产质量具有挑战性。蜂蜜行业普遍存在的主要问题是掺杂未经申报的添加糖，因此掺假蜂蜜的鉴定对于认证至关重要，这可以提高消费者对蜂蜜纯度的信心。

为了开发泰国蜂蜜中碳同位素的数据库，并将其用于检查蜂蜜掺假，泰国核技术研究所和玛希隆大学的科学家，从泰国不同城市采集了49份来自养蜂人（天然）和15家商业蜂蜜生产商的蜂蜜样本，对其进行了稳定碳同位素比率分析（表示为¹³C/¹²C或δ¹³C，并根据国际参考标准单位Vienna Pee Dee Belemnite，&permil;VPDB进行了报告）。

该分析可以使用EA-IRMS或CM-CRDS进行分析。49份天然蜂蜜样品的δ¹³C值在−23.1&permil;到−29.1&permil;VPDB之间，平均值为−26.8±1.2&permil;VPDB。根据AOAC标准，天然蜂蜜的δ¹³C值应该低于−23.5&permil;VPDB，且蜂蜜和从蜂蜜中提取的蛋白质之间的δ¹³C值可接受的差异为不超过1&permil;。通过使用蜂蜜及其蛋白δ¹³C值的差异作为区分天然蜂蜜和掺假蜂蜜的标准，15个商业蜂蜜样品中有9个（60%）被鉴定为掺有外源糖。

蜂蜜与其蛋白质（δ¹³C_{honey-protein}）之间 δ¹³C 值的差异被用作区分天然蜂蜜和掺假蜂蜜的标准。当纯蜂蜜样品掺入甘蔗糖浆或玉米糖浆葡萄糖时，蜂蜜中糖类的碳同位素比值（¹³C/¹²C）发生变化，但其提取蛋白质的¹³C/¹²C保持不变。蜂蜜与其蛋白质（δ¹³C_{Honey-protein}）的稳定碳比之差应在1&permil;以下，相当于<7%的添加玉米或蔗糖；否则，样品被认为是掺假的。通过使用这一标准，该研究发现 15="">

仪器亮点——CRDS技术

在工业实践中CRDS 技术具有成为测试蜂蜜真实性替代方法的潜力，与IRMS相比，CRDS具有仪器成本低、操作简便、分析时间短等优点。本文中使用的 CRDS 配置包括 Picarro 联络通用接口、Picarro 燃烧模块 A2100 (CM) 和 Picarro G2131-i CRDS 同位素 CO₂ 气体分析仪（Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA )。这项研究的下一步可能是进一步研究 CRDS 在检测掺假蜂蜜样品中的用途，并扩展泰国蜂蜜中碳同位素的数据库。

如表所示，通过组合模块腔衰荡光谱（CM CRDS）检测到的蜂蜜样品的δ¹³C值与通过元素分析同位素比质谱法（EA-IRMS）检测的值没有显著差异（P>0.05）。然而，CRDS测量的精度（0.2&permil;–0.4&permil;）低于传统IRMS方法（0.1）。如上所述，CM-CRDS可以被用作EA-IRMS的替代分析平台，用于检测掺假椰子水（Meepho等人，2021）。

扩展知识——C3与C4

C3 和 C4 植物的区别在于它们在光合作用过程中固定大气中二氧化碳的方式不同。C3 植物使用卡尔文 (C3) 循环固定大气中的CO₂，导致它们的碳同位素比 (¹³C/¹²C) 低于使用 Hatch-Slack (C4) 循环固定 CO₂ 的C4植物，而大多数蜂蜜含有C3植物产品。因此，可以检测到通常来自C4 植物的添加糖浆。在泰国，来自甘蔗等 C4 植物的糖因价格低廉而被广泛用于掺假蜂蜜。

为什么蜂蜜蛋白质的碳同位素比值保持不变

因为蜂蜜中的蛋白质来源于蜜蜂采集的花粉，其碳同位素比反映了采集花粉植物的同位素组成。由于蜜蜂主要产自C3植物的蜂蜜，即使掺入C4植物的糖分，蜂蜜蛋白质的碳同位素比值仍保持不变。

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