牛乳稳定同位素分布特征及其应用研究

摘要

稳定同位素技术在食品真实性和溯源控制中具有重要的作用。食品的稳定同位素组成与环境之间具有密切的联系。生命元素的同位素比率测量为食品控制提供了一个十分灵敏的工具。本研究的目的是为了揭示牛奶中同位素的组成与奶牛生活环境的关系。
　　研究通过等电点沉淀与离心分离牛乳中的酪蛋白和脂肪，采用元素分析仪串联稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS)测定了牛乳组分的δ13C值，经验证方法具有良好的准确性和重复性，牛乳及其各组分δ13C值测定精度标准偏差(SD)均小于0.1‰(n=5)。对不同牛乳中δ13C值进行比较表明，饲料组成直接影响了牛乳中的碳稳定同位素组成。以玉米为主要饲料的奶源地牛乳中δ13C值均高于-17.6‰，若饲料中含有羊草和苜蓿会使牛乳的δ13C值相对偏负。购买自不同地区的市售乳样品δ13C值均具有不同特点，中国市售乳样品的δ13C值与一些发达国家样品的δ13C值相比具有显著差异。
　　研究采用Gasbench-IRMS及TCEA-IRMS测定了牛乳水中及饮用水δ18O值，对不同地区生牛乳δ18O值的研究表明，生牛乳中的δ18O值略偏于饮用水的δ18O值，并具有线性关系（δ18O牛乳=1.1886×δ18O饮用水+3.8729，R2=0.9138），反映了饮用水的氧同位素组成信息。由于蒸发源效应、温度效应、大陆效应、纬度效应、高度效应对降水影响，各地自来水的δ18O值具有明显的地域特征，以此可以推断出生牛乳的大致产地。
　　研究结论验证了稳定同位素比值在牛乳溯源中的作用，为稳定同位素分析技术在牛乳真实性溯源的应用积累了数据与理论基础。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 牛乳概况

1．1．1 我国乳制品行业发展概况

1．1．2 我国乳制品行业存在的问题

1．2 稳定同位素分析技术

1．2．1 稳定同位素分析技术发展概况

1．2．2 稳定同位素比率分析技术原理

1．2．3 稳定同位素分析技术与其他技术在食品真实性鉴别中的对比

1．2．4 稳定同位素分析技术在食品行业中的应用

1．3 稳定同位素比率分析技术在牛乳行业的应用进展

1．3．1 碳稳定同位素在乳制品溯源中的应用

1．3．2 氢与氧稳定同位素在乳制品溯源中的应用

1．3．3 其他稳定同位素及多元稳定同位素在乳制品溯源中的应用

1．4 本课题的立题目的及主要研究内容

1．4．1 本课题的立题目的

1．4．2 本课题的主要研究内容

2 材料与方法

2．1 材料与仪器

2．1．1 实验材料

2．1．2 主要仪器设备

2．2 实验方法

2．2．1 应用SDS-PAGE电泳半定量牛乳蛋白的方法

2．2．2 样品的前处理

2．2．3 EA-IRMS测定固体样品δ13C值的通用方法

2．2．4 Gasbench-IRMS测定液体样品δ18O值的通用方法

2．2．5 TC／EA-IRMS测定样品δ18O值的方法

2．2．6 测定原则及数据校正方法

3 结果与讨论

3．1 牛乳组分分离方法稳定性验证

3．2 IRMS通用工作指标验证

3．2．1 IRMS系统密封性检测

3．2．2 离子源高压强度的选择

3．3 EA-IRMS测定样品δ13C的方法验证

3．3．1 EA-IRMS系统的稳定性及线性范围

3．3．2 EA-IRMS系统测定δ13C的准确性和重复性

3．3．3 用于EA-IRMS的牛乳组分分离提取的稳定性与重复性

3．4 Gasbench测定样品的δ18O的方法验证

3．4．1 Gasbench-IRMS系统的稳定性及线性范围

3．4．2 Gasbench-IRMS系统测定水的δ18O平衡时间的确定

3．4．3 Gasbench-IRMS系统测定水的δ18O的稳定性

3．4．4 Gasbench-IRMS系统测定水的δ18O的准确性

3．4．5 Gasbench-IRMS系统测定牛乳中水的δ18O的准确性

3．5 TC／EA-IRMS系统测定样品δ18O值的方法验证

3．5．1 TC／EA-IRMS系统的稳定性及线性范围

3．5．2 TC／EA-IRMS系统与测定样品的δ18O的稳定性

3．5．3 TC／EA-IRMS与Gasbench-IRMS分析样品δ18O值的比较

3．6 牛乳中δ13C的分布特征及其在牛乳追溯中的应用

3．6．1 饲料及牛乳中不同组分的同位素比率

3．6．2 不同饲喂方式对牛乳中碳稳定同位素组成的影响

3．6．3 市售乳中碳稳定同位素组成

3．6．4 小结

3．7 牛乳中δ18O的分布特征及其在牛乳追溯中的应用

3．7．1 影响生牛乳水中δ18O值的因素

3．7．2 市售牛乳水中δ18O值

3．7．3 利用牛乳水中δ18O值进行复原乳鉴别的探讨

3．7．4 小结

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢