神奇的同位素指纹——食品安全检测中的核技术

所谓民以食为天,在大家的日常生活中,菜篮子里的事,就是最重要的事。我们的生活越来越好,人们的对于吃的追求也越来越高,高端食品、进口食品、原产地特色食品也越来越受到大家的欢迎。但是有一些不良商家,为了牟取暴利,采取了一些不法行为:掺假、掺劣、产地冒用等等,食品安全的新闻层出不穷。那该怎么办呢?有没有什么办法能检测呢? 

有的,同位素技术就可以。 

什么是同位素呢?大家都知道,物质是由原子构成的。原子又由原子核和电子构成。原子核内存在着质子和中子两种亚原子粒子。具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同核素,互为同位素。例如,质子数为1的元素称之为氢元素,氢元素有三种同位素,分别为中子数为0 的氢、中子数为1的氘和中子数为2的氚。 

物质中某一种元素的各同位素的相对含量,称之为物质的同位素组成。物质独特的同位素组成也被形象的称作“同位素指纹”。那么这种同位素指纹能够反映什么信息呢? 

由于光合作用途径的不同,植物可分为C3、C4、CAM植物,常见的C3植物包括大豆、小麦、水稻、油橄榄、葡萄等,常见的C4植物包括玉米、甘蔗、高粱等;C3、C4植物的碳稳定同位素组成存在显著不同。根据食物中碳同位素的组成,可以推断它是由什么原料制造而成的。例如,常见的酒精原料为玉米,酿酒原料为水稻,因此用碳同位素我们就能鉴定出酿造的过程中有没有后期添加酒精。另外由于大多数蜜源植物都是碳三(C3)植物,而用来掺假的甘蔗、玉米等属于碳四(C4)植物,碳同位素也可以用于蜂蜜的掺假鉴定。 

氢氧同位素与产地的水文环境有关。在海面上生成的雨云,在从海岸线飘往内陆的过程中,重的同位素会比轻的同位素更容易先随着雨水降落下来。不同纬度、不同海拔的地区,水的蒸发量存在不同,轻的同位素会比重的同位素更容易蒸发。因此,不同地区的降雨、地表水和地下水中氢氧同位素存在明显的不同,吸收了这些水分的植物中,氢氧同位素也随之不同。这可以用来鉴定食物的原产地。例如鉴定进口葡萄酒和国产葡萄酒,以及进口橄榄油和国产橄榄油。 

氮同位素主要受到原产地土壤氮库的影响,氮同位素一般用于原产地溯源。动物体内的氮同位素主要受到饲料和新陈代谢的影响,可以用于鉴定动物源食品的产地和是否有机。根据牛奶或乳粉中酪蛋白的碳、氮同位素组成的不同,可以对牛奶或乳粉的产地进行溯源。另外,有研究表明,非法添加的三聚氰胺或尿素的氮同位素与牛奶本身存在明显不同,因此,可以鉴定其中是否存在非法添加。 

所以,同位素技术可以广泛应用于掺假、掺劣、非法添加、产地冒用等不法现象的鉴定。