食品温定仪

文/石敏（华测团队）缘起东方美人茶 东方美人茶，学名“白毫乌龙＂，当地土名“膨风茶”，是台湾北埔、峨眉乡客家庄的特产，蕴涵自然而淡雅的花香、果香、蜜香，生长于低海拔丘陵，使用传统的耕种方式，种植30年至70年树龄的“青心大冇茶”所生。青心大冇茶源自于福建，在台湾培育有成。一百多年前古氏家族先民自惠州陆丰渡海来台，结合台湾北埔、峨眉一带的风土，以及当地的“小叶绿蝉”的吮啄“着涎”发酵后，产生特有的花香、果香、蜜香，令人一尝难忘，回味无穷（如图1）。 日据时代，东方美人茶是当地指定生产的特种茶，专供外销，在上世纪70年代以前，盛行一时，但后来随经济发展工业化与都市化，这项当地特产与传统制茶工艺逐渐式微，2000年后，北埔人意识到这危机，有识之士决定共同振兴原乡的人文物产。古氏家族恢复了祖传的“宝记”茶行，推广传统制茶工艺与茶艺。，近年来真正原乡所产的“东方美人茶“已十分稀少、珍贵，坊间所贩卖的大多为非原产地、传统种茶、制茶工艺的仿冒品，甚至是添加人工香精伪品。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608230837_606226_3051334_3.jpg图1 2015年春天，宝记茶行委托华测集团稳定同位素实验室以稳定同位素原产地检测技术对东方美人茶进行溯源保护，并提供十方禅林、番婆坑、赤柯坪、中盛村等四处6个茶园的茶叶作为第一批“春时美人茶”（东方美人茶春茶）的试范区。华测集团接受委托，于4月中旬采样，5月中旬完成检测，结果数据分析后，得出碳、氮、氢、氧等4种稳定同位素的分布图谱（如图2），对这批东方美人茶进行了“身份”认证。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608230837_606227_3051334_3.png 图2 蓝色楕圆形区域内的，是宝记“2015春时美人茶”的稳定同位素分析数据点，即为符合北埔、峨眉产地的传统耕作制造的东方美人茶（不使用农药、化肥），并经华测确定不含355种农药残余。在楕圆圈外的，即是在附近茶园所生产的茶叶对照样品。 在“东方美人茶”身份认证这个案例中，华测集团所运用的稳定同位素原产地检测技术正是从原子等级的超精密分析，从原子分子间的差异，鉴别产地与生产方式（有机、非有机）。唯有真正符合“纯”与“真”的产品，才能通过这项最高规格的食品鉴识技术。这一新的技术手段的运用意味着食品“纯真”年代的开启。稳定同位素测试原理 稳定同位素（Stable isotope），是指化学元素中，不发生放射性衰变或不易发生放射性衰变的同位素，稳定同位素即使会发生衰变，因半衰期太长而无法测量出。稳定同位素是同位素的一种类型，它是不自衰变的、不存在放射性衰变的稳定的同位素。比如H(氢)，D（氘）互为稳定性同位素。16O，17O和18O互为稳定性同位素。稳定性同位素为自然界广泛存在的，如12C、13C、16O、18O等。稳定同位素和放射线同位素最大的差异在于稳定同位素都是天然分布的，不会放出放射线。 地球形成之初，其每个角落的同位素比值有所不同，国际间建立一套各种稳定同位素比值的标准基准，各地的各种同位素与之相比，产生正负千分比的差异。各地区由于地质条件不同、经纬度不同、气候不同，故在自然背景的同位素分布不同，因而产生不同的稳定同位素比值。再加上生物吸收、代谢、累积的作用，各地区的生物体内不同的组织（如植物的根茎叶，动物的器官）与组织内的成分（如水、蛋白质、脂质、糖类等）也会因地区而发生变异。由于农业、畜牧业的耕作、养殖方式不同，因此在相同的地区，也可能因外来的肥料、农药，或是饲料不同，而使稳定同位素比值产生差异。利用碳、氮、氢、氧、硫这5种稳定同位素比值，进行数学模式分析，建立各种维度的指纹图谱，借以鉴别产地。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608230837_606228_3051334_3.png图3 稳定同位素图谱指纹的应用可以用来识别食品的掺假（如蜂蜜是否掺了C4植物糖浆冒充，鲜奶是否调合了植物脂肪还原）、产地（是否产于某一特定的区域符合该食品的地理标示），以及有机耕种或放养（是否加了人工肥料，吃了外地来的饲料）。 因此，利用生物体内各类化合物在稳定同位素的组成上天然存在的、不可人为更改的差异，从原子水平上进行检测、分析，就可以解决食品、农产品的真伪与溯源问题。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/08/201608230837_606229_3051334_3.png图4稳定同位素检测应用于食品掺假鉴定 食品为何要掺假？因为掺假食品可以鱼目混珠，低价高卖，帮助不良商家获取不当或不法的经济利益。这是欺诈犯罪的行为，但是在巨大的利益趋动下，仍有生产经营者铤而走险，从而给消费者造成经济损失甚至健康风险。 目前国内唯一的国家稳定同位素比检测标准是蜂蜜的碳的比值，因为蜂蜜中的糖具有特定的碳同位素的比值。检测方出具比值报告，供委托方作为判断依据。 国内行业也积极进行酒类（白酒、红酒）中乙醇，醋类中的乙酸碳同位素比值的检测标准，目前这些行业标准正在制定中。 掺假食品除了经济上低价高卖的欺诈外，也会提高消费者、食用者的健康风险。例如不宜吃糖的高血糖患者，可以吃蜂蜜，但在食用掺了蔗糖的蜂蜜后，则会导致血糖升高。而假酒、假醋对于健康的危害更是不小。 稳定同位素在食品掺假鉴定中的应用范围很广。以水为例，普通瓶装水较便宜，高端冰川矿泉水很贵，但两者之间的差异若采用一般化学方法很难检测出来，在这种情况下，用普通矿泉水充当高端冰川矿泉水就可以谋取暴利。若采用稳定同位素检测方法，则很容易区分，因为在高原冰川地区，水的18O和2H的同位素明显低于平原地区。那么，水中的18O和2H的同位素能不能改变或掺假呢？答案是可以的，但采用各种同位素分馏方法去改变水中的同位素花费的成本会远远高于水的价格，失去经济利益的驱动，自然没有造假的必要。稳定同位素检测应用于生产地溯源 欧洲曾经发生大规模的食物中毒事件。不同来源的蔬菜，其卫生管控条件不同，东欧的蔬菜冒充西欧的，消费者不查，未经清洗就食用，结果造成多人受害送医，甚至有死亡案例，引发轩然大波。 许多农产品的产地是价格的保证，地理标识证明非常重要，但这些地理标识认证只是生产履历文件审查，对于产品本身缺乏检测鉴定手段。稳定同位素比值可以依据真正原产地的物产建立同位素比值的指纹图谱，通过比对就可鉴别来源的真实性。初期，以顾客提供原产地的标准样品，华测集团可以协助采样与原产地见证，并标示出样品的来源经纬度、高度、种植、养殖方式等，经稳定同位素实验室检测，可出具同位素比值指纹图谱报告。 中、长期，华测集团将建立中国与亚洲食品产地的指纹图谱数据库，以此鉴别主要食品的原产也。 农产品、食品标准样品的来源必须是真的、纯的，否则无法建立标准的稳定同位素指纹图谱。 目前我国尚未出台任何稳定同位素比值证明产地的检测标准，华测集团与英国食品鉴识公司Food Forensics（已获得英国认可机构UKAS认可）合作，率先应用稳定同位素比值指纹图谱技术来检测农产品或食品的来源。 华测集团采用与英国食品鉴识公司完全一致的检测方法、流程、设备、试剂，所有检测数据都由英国食品鉴识公司专家审查、确认、核可后发布报告，可以为中国境内需要了解、建立食品来源真实性的顾客提供服务。稳定同位素检测应用于耕种饲养方式鉴定 虽然在相同区域中自然背景的稳定同位素比值相近、难以区分，但是耕种、养殖方式不同，农畜水产品的稳定同位素比值也会产生差异。因此，运用稳定同位素检测可鉴别农畜水产品是否为有机栽培，或是否为放养。 有机耕作的农作物由于不使用人工化肥（含人工合成的氮肥），故植物体内蛋白质的氮元素同位素比值会有一定的特征，不同于非有机耕种。同样地，使用农药如杀虫剂、除草剂会直接或间接影响植物的生理代谢，农产品的稳定同位素比值也会产生差异。放养的家禽畜食用当地的料草（不同于圈养的饲料）经过生理代谢后，肉里的蛋白质中所含的碳、氮比值会有所差异，因此可以此鉴别饲养方式。水产品如果是野生洄游的，所经过的水域，摄取的食物变异大。而人工养殖的水产品水域固定，且多为人工喂养，所以体内、甲壳内的蛋白质碳、氮的比例会因生长环境与食