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摘要 [目的]初步建立一种橙汁鉴假的方法。[方法]利用液相色谱-碳同位素比值质谱法，检测纯正橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值。[结果]纯橙汁中上述4种组分δ13C值分别为-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种类型的糖浆后δ13C值变化，发现纯正橙汁在添加玉米糖浆后δ13C值变化最显著。[结论]该研究可用于对市售橙汁鉴假。
关键词 橙汁;δ13C值;糖浆;鉴假;液相色谱-碳同位素比值质谱法
中图分类号 TS207.3文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2019）21-0204-02
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.061
开放科学（资源服务）标识码（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
作者简介 刘花德（1985—），女，山东临沂人，工程师，硕士，从事食品检测等方面的研究。
收稿日期 2019-05-26
橙汁是指经过各种方法以橙（包括橙、柑橘类）果实为原料制成的汁液，或者在浓缩橙汁中加入与橙汁浓缩时失去的天然水分等量的水，制成的含有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量[1]。目前，市场上销售的大多数橙汁都会在标签上标注未添加糖浆。如果添加了糖浆未注明，则视为违法的掺假行为。有不法分子为了经济利益，在纯正橙汁中掺杂糖浆，损害了消费者的合法利益。因此，开发一种快速、有效的橙汁鉴假方法具有重要意义。
碳稳定同位素比值是指在某一物质中碳的2种同位素（12C、13C）的比值。在20世纪末，国外许多学者开展了利用液相色谱-碳同位素比值质谱法鉴别食品真伪性的研究，并且取得了许多成果[2-6]。国内利用液相色谱-碳同位素比值质谱法鉴别食品真伪性的研究虽然起步较晚，但也取得了显著的成果[7-12]。
该研究通过液相色谱-碳同位素比值质谱法测定橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值，并通过添加3种不同类型糖浆来测定δ13C值变化，根据δ13C值鉴定橙汁是否掺假玉米糖浆，为橙汁鉴假提供一种简捷方法。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
Survey 液相色谱仪、DELTA V Advantage 同位素质谱仪，美国Thermo Scientific 公司;
艾科浦纯水机，重庆颐洋企业发展有限公司;
XW-80A型涡旋混合器，上海精科实业有限公司;
AUX-20A搅拌机，佛山市海迅电器有限公司。
过二硫酸钠，西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司，纯度≥99.0%;
磷酸，西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司，纯度≥99.0%。
1.2 试材
试验所需水果均来自于大型超市，选取不同产地、新鲜、饱满、无病斑、无划痕的水果，采购回到实验室后，去除果梗、果核、果皮，放入榨汁机榨成纯正果汁。
试验所需大米糖浆、玉米糖漿、甜菜糖浆均来自于企业加工厂，来源可靠。市售（SS）橙汁饮料采购于不同地区的多个超市。
1.3 试验方法
1.3.1 样品前处理。
对榨取的橙汁用水稀释30倍混匀后，过0.22 μm水相滤膜至进样瓶中待测。 1.3.2 液相色谱-碳同位素比值质谱条件。
1.3.2.1 液相色谱条件。色谱柱：Rezex RCM-Monosaccharide Ca+2（7.8 mm×300 mm）;柱温80 ℃;流动相为水;流速350 μL/min;氧化剂（1.1 mol/L 过二硫酸钠溶液和0.3 mol/L 磷酸溶液）流速50 μL/min;氧化反应温度99.9 ℃;进样体积9、25 μL，分别用于果糖、葡萄糖和二糖、寡糖的测定。
1.3.2.2 碳同位素质谱条件。电子轰击离子源（electron impact ion source EI）;氦气压力140 kPa;二氧化碳压力50 kPa;离子源电压3.06 kV;真空度为1.8×10-7 kPa。
1.3.3 δ13C值的计算。
样品的δ13C 值由Isodat 3.0 软件直接给出。δ13C 值的计算基于国际标准物质Vienna peedee belemnite standard（VPDB）[13]，计算公式为：
δ13C =（ Rsample-RVPDB）/RVPDB × 1 000
其中，Rsample为样品的13C与12C 的同位素比值13C /12C，RVPDB = 0.011 237 2。
2 结果与分析
2.1 实验室自制橙汁δ13C值测定
首先采用液相色谱-碳同位素比值质谱法对实验室自制的23种橙汁进行检测，典型液相色谱-碳同位素比值质谱图谱见图1，测定结果见表1。
从图1可以看出，纯正橙汁中果糖（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）均有检出。从表1可以得出，纯正橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值分别为-29.90‰～-26.77‰、-30.51‰～-26.46‰、-28.12‰～-23.45‰、-28.33‰～-23.39‰。
2.2 橙汁中添加30%不同种类糖浆后δ13C值测定
为验证橙汁中δ13C值在添加糖浆后变化情况，实验室选取了一种纯正橙汁作为样品，分别向其中添加30%大米糖浆、30%玉米糖浆、30%甜菜糖浆，然后测定添加糖浆后的δ13C值，测定结果见表2。
从表2可以看出，橙汁样品在添加3种糖浆后，δ13C值均有变化，其中添加30%玉米糖浆后，橙汁中果糖和葡萄糖的δ13C值变化最大，这是由于玉米糖浆的δ13C值分别为果糖-10.52‰、葡萄糖-13.69‰、二糖-10.11‰、寡糖-17.22‰，与橙汁样品相差大;而大米糖浆δ13C值分别为果糖-25.28‰、葡萄糖-27.72‰、二糖-22.91‰、寡糖-29.69‰，甜菜糖浆δ13C值分别为果糖-24.02‰、葡萄糖-25.85‰，二糖、寡糖未检出，与橙汁样品中的δ13C值相差不大，因此，如果在纯正橙汁中掺假玉米糖浆，通过液相色谱-碳同位素比值质谱法能够快速地鉴别，对于样品是否添加甜菜糖浆和大米糖浆则需进一步研究。
2.3 市售（SS）橙汁δ13C值测定
通过实验室数据分析得出的结果，对市售橙汁饮料进行研究，从不同地方随机购买5种橙汁，对其δ13C值进行测定，测定结果见表3。
从表3可以看出，SS橙汁-3、SS橙汁-4和SS橙汁-5这3种橙汁的δ13C值和纯正果汁的δ13C值相差非常大，说明掺杂玉米糖浆。由此可见，液相色谱-碳同位素比值质谱法对掺假玉米糖浆橙汁的阳性检出率高，因此橙汁中掺杂玉米糖浆，通过液相色谱-碳同位素比值质谱法测定δ13C值能有效地鉴别出，这是一种快速、有效的检测方法。
3 结论
该研究利用液相色谱-碳同位素比值质谱法测定橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖组分的δ13C值，利用实验室自制橙汁确定纯正橙汁的δ13C值，通过在纯正橙汁中分别添加3种糖浆测定δ13C值，确定样品掺假玉米糖浆后δ13C值变化显著，最后对市场上销售的橙汁进行研究，发现在购买的5种橙汁饮料中，检测出3种添加玉米糖浆，阳性检出率非常高，由此可见，液相色谱-碳同位素比值质谱法能够大大提高橙汁掺假玉米糖浆的检测能力。
参考文献
[1] 李鑫，陈小珍，蒋鑫，等.元素分析-同位素比率质谱在橙汁掺假鉴别中的应用[J].食品工业，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] 谭梦茹，林宏，沈崇钰，等.元素分析-碳同位素比值质谱法在酿造酱油掺假鉴别中的应用[J].质谱学报，2015，36（4）：334-340.
[8] 费晓庆，沈崇钰，吴斌，等.元素分析-碳同位素比值质谱法在蜂王浆掺假鉴定中的应用[J].质谱学报，2014，35（2）：144-148.
[9] 谭梦茹，费晓庆，吴斌，等.元素分析-碳同位素比值质谱法在纯正葡萄汁掺假鉴别中的应用[J].分析测试学报，2016，35（8）：1031-1035.
[10] 费晓庆，吴斌，沈崇钰，等.液相色谱/元素分析-同位素比值质谱联用法鉴定蜂蜜掺假[J].色谱，2011，29（1）：15-19.
[11] 谭梦茹，张睿，费晓庆，等.元素分析/液相色谱-碳同位素比值质谱法在纯正苹果汁掺假鉴别中的应用[J].食品安全质量检测学报，2017，8（5）：1565-1571.
[12] 刘花德，袁博，许小龙，等.液相色谱-碳同位素比值質谱法在梨汁鉴假中的应用[J].分析试验室，2019（3）：360-363.
[13] AOAC.AOAC Official Method 998.12，C4 plant sugars in honey[S].USA：Association of official Analytical Chemists，1998.
关键词 橙汁;δ13C值;糖浆;鉴假;液相色谱-碳同位素比值质谱法
中图分类号 TS207.3文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2019）21-0204-02
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.061
开放科学（资源服务）标识码（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
作者简介 刘花德（1985—），女，山东临沂人，工程师，硕士，从事食品检测等方面的研究。
收稿日期 2019-05-26
橙汁是指经过各种方法以橙（包括橙、柑橘类）果实为原料制成的汁液，或者在浓缩橙汁中加入与橙汁浓缩时失去的天然水分等量的水，制成的含有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量[1]。目前，市场上销售的大多数橙汁都会在标签上标注未添加糖浆。如果添加了糖浆未注明，则视为违法的掺假行为。有不法分子为了经济利益，在纯正橙汁中掺杂糖浆，损害了消费者的合法利益。因此，开发一种快速、有效的橙汁鉴假方法具有重要意义。
碳稳定同位素比值是指在某一物质中碳的2种同位素（12C、13C）的比值。在20世纪末，国外许多学者开展了利用液相色谱-碳同位素比值质谱法鉴别食品真伪性的研究，并且取得了许多成果[2-6]。国内利用液相色谱-碳同位素比值质谱法鉴别食品真伪性的研究虽然起步较晚，但也取得了显著的成果[7-12]。
该研究通过液相色谱-碳同位素比值质谱法测定橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值，并通过添加3种不同类型糖浆来测定δ13C值变化，根据δ13C值鉴定橙汁是否掺假玉米糖浆，为橙汁鉴假提供一种简捷方法。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
Survey 液相色谱仪、DELTA V Advantage 同位素质谱仪，美国Thermo Scientific 公司;
艾科浦纯水机，重庆颐洋企业发展有限公司;
XW-80A型涡旋混合器，上海精科实业有限公司;
AUX-20A搅拌机，佛山市海迅电器有限公司。
过二硫酸钠，西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司，纯度≥99.0%;
磷酸，西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司，纯度≥99.0%。
1.2 试材
试验所需水果均来自于大型超市，选取不同产地、新鲜、饱满、无病斑、无划痕的水果，采购回到实验室后，去除果梗、果核、果皮，放入榨汁机榨成纯正果汁。
试验所需大米糖浆、玉米糖漿、甜菜糖浆均来自于企业加工厂，来源可靠。市售（SS）橙汁饮料采购于不同地区的多个超市。
1.3 试验方法
1.3.1 样品前处理。
对榨取的橙汁用水稀释30倍混匀后，过0.22 μm水相滤膜至进样瓶中待测。 1.3.2 液相色谱-碳同位素比值质谱条件。
1.3.2.1 液相色谱条件。色谱柱：Rezex RCM-Monosaccharide Ca+2（7.8 mm×300 mm）;柱温80 ℃;流动相为水;流速350 μL/min;氧化剂（1.1 mol/L 过二硫酸钠溶液和0.3 mol/L 磷酸溶液）流速50 μL/min;氧化反应温度99.9 ℃;进样体积9、25 μL，分别用于果糖、葡萄糖和二糖、寡糖的测定。
1.3.2.2 碳同位素质谱条件。电子轰击离子源（electron impact ion source EI）;氦气压力140 kPa;二氧化碳压力50 kPa;离子源电压3.06 kV;真空度为1.8×10-7 kPa。
1.3.3 δ13C值的计算。
样品的δ13C 值由Isodat 3.0 软件直接给出。δ13C 值的计算基于国际标准物质Vienna peedee belemnite standard（VPDB）[13]，计算公式为：
δ13C =（ Rsample-RVPDB）/RVPDB × 1 000
其中，Rsample为样品的13C与12C 的同位素比值13C /12C，RVPDB = 0.011 237 2。
2 结果与分析
2.1 实验室自制橙汁δ13C值测定
首先采用液相色谱-碳同位素比值质谱法对实验室自制的23种橙汁进行检测，典型液相色谱-碳同位素比值质谱图谱见图1，测定结果见表1。
从图1可以看出，纯正橙汁中果糖（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）均有检出。从表1可以得出，纯正橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖的δ13C值分别为-29.90‰～-26.77‰、-30.51‰～-26.46‰、-28.12‰～-23.45‰、-28.33‰～-23.39‰。
2.2 橙汁中添加30%不同种类糖浆后δ13C值测定
为验证橙汁中δ13C值在添加糖浆后变化情况，实验室选取了一种纯正橙汁作为样品，分别向其中添加30%大米糖浆、30%玉米糖浆、30%甜菜糖浆，然后测定添加糖浆后的δ13C值，测定结果见表2。
从表2可以看出，橙汁样品在添加3种糖浆后，δ13C值均有变化，其中添加30%玉米糖浆后，橙汁中果糖和葡萄糖的δ13C值变化最大，这是由于玉米糖浆的δ13C值分别为果糖-10.52‰、葡萄糖-13.69‰、二糖-10.11‰、寡糖-17.22‰，与橙汁样品相差大;而大米糖浆δ13C值分别为果糖-25.28‰、葡萄糖-27.72‰、二糖-22.91‰、寡糖-29.69‰，甜菜糖浆δ13C值分别为果糖-24.02‰、葡萄糖-25.85‰，二糖、寡糖未检出，与橙汁样品中的δ13C值相差不大，因此，如果在纯正橙汁中掺假玉米糖浆，通过液相色谱-碳同位素比值质谱法能够快速地鉴别，对于样品是否添加甜菜糖浆和大米糖浆则需进一步研究。
2.3 市售（SS）橙汁δ13C值测定
通过实验室数据分析得出的结果，对市售橙汁饮料进行研究，从不同地方随机购买5种橙汁，对其δ13C值进行测定，测定结果见表3。
从表3可以看出，SS橙汁-3、SS橙汁-4和SS橙汁-5这3种橙汁的δ13C值和纯正果汁的δ13C值相差非常大，说明掺杂玉米糖浆。由此可见，液相色谱-碳同位素比值质谱法对掺假玉米糖浆橙汁的阳性检出率高，因此橙汁中掺杂玉米糖浆，通过液相色谱-碳同位素比值质谱法测定δ13C值能有效地鉴别出，这是一种快速、有效的检测方法。
3 结论
该研究利用液相色谱-碳同位素比值质谱法测定橙汁中果糖、葡萄糖、二糖、寡糖组分的δ13C值，利用实验室自制橙汁确定纯正橙汁的δ13C值，通过在纯正橙汁中分别添加3种糖浆测定δ13C值，确定样品掺假玉米糖浆后δ13C值变化显著，最后对市场上销售的橙汁进行研究，发现在购买的5种橙汁饮料中，检测出3种添加玉米糖浆，阳性检出率非常高，由此可见，液相色谱-碳同位素比值质谱法能够大大提高橙汁掺假玉米糖浆的检测能力。
参考文献
[1] 李鑫，陈小珍，蒋鑫，等.元素分析-同位素比率质谱在橙汁掺假鉴别中的应用[J].食品工业，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] 谭梦茹，林宏，沈崇钰，等.元素分析-碳同位素比值质谱法在酿造酱油掺假鉴别中的应用[J].质谱学报，2015，36（4）：334-340.
[8] 费晓庆，沈崇钰，吴斌，等.元素分析-碳同位素比值质谱法在蜂王浆掺假鉴定中的应用[J].质谱学报，2014，35（2）：144-148.
[9] 谭梦茹，费晓庆，吴斌，等.元素分析-碳同位素比值质谱法在纯正葡萄汁掺假鉴别中的应用[J].分析测试学报，2016，35（8）：1031-1035.
[10] 费晓庆，吴斌，沈崇钰，等.液相色谱/元素分析-同位素比值质谱联用法鉴定蜂蜜掺假[J].色谱，2011，29（1）：15-19.
[11] 谭梦茹，张睿，费晓庆，等.元素分析/液相色谱-碳同位素比值质谱法在纯正苹果汁掺假鉴别中的应用[J].食品安全质量检测学报，2017，8（5）：1565-1571.
[12] 刘花德，袁博，许小龙，等.液相色谱-碳同位素比值質谱法在梨汁鉴假中的应用[J].分析试验室，2019（3）：360-363.
[13] AOAC.AOAC Official Method 998.12，C4 plant sugars in honey[S].USA：Association of official Analytical Chemists，1998.