稳定同位素比值质谱法鉴别猪油中掺杂石蜡的研究初探

李 安，马红枣，潘立刚，王 冬，梁 刚，满 燕

(1.北京农业质量标准与检测技术研究中心，北京100097；2.农业部农产品质量安全风险评估实验室(北京)，北京100097)

油脂安全

稳定同位素比值质谱法鉴别猪油中掺杂石蜡的研究初探

李 安1, 2，马红枣1, 2，潘立刚1, 2，王 冬1, 2，梁 刚1, 2，满 燕1, 2

(1.北京农业质量标准与检测技术研究中心，北京100097；2.农业部农产品质量安全风险评估实验室(北京)，北京100097)

采用元素分析仪-稳定同位素比值质谱法开展了猪油中掺杂石蜡的鉴别技术研究。以猪油为掺杂对象和工业石蜡为添加物，分析测定了不同猪油样品和不同厂家的石蜡样品中δ13C值大小，并对石蜡掺杂量与δ13C值进行了相关性分析和回归分析。猪油中δ13C值的分布范围为-21.089×10-3～-16.418×10-3，石蜡中δ13C值分布范围为-32.128×10-3～-30.713×10-3，两者存在明显差异。当石蜡添加量达到10%时，可鉴别出猪油中是否添加了石蜡，根据回归方程可对猪油中石蜡的含量进行初步估算。该方法简便快速，能为动物油脂掺假行为的监管提供技术参考。

稳定同位素比值质谱法；δ13C值；猪油；石蜡；掺假

食品掺杂行为损害了消费者的经济利益，甚至可能危害生命健康。近年来，媒体多次报道了动物油脂中掺杂石蜡的现象，不法分子为了降低成本以及增加油脂硬度等目的，进行猪油掺蜡、火锅底料的牛油中添加石蜡等非法掺杂行为。石蜡是一种重要的石油产品，是由饱和烷烃类化合物组成的混合物，几乎无色无味[1]。由于过量摄入石蜡可引起消化系统疾病，我国法规标准明令禁止将任何形式的石蜡添加到食品中，仅允许食品级石蜡用作糖果、焙烤食品等加工工艺过程的脱模剂[2]。

目前文献报道的动物油脂中石蜡的鉴别方法主要为石蜡提取称重法[3-4]、GC-MS[5]以及傅里叶变换红外光谱法[6]。石蜡提取称重法和GC-MS虽能准确定量出样品中的石蜡含量，但需要进行液液萃取前处理，消耗大量溶剂，且检测时间长。傅里叶变换红外光谱法也需要前期皂化等工序，操作烦琐。稳定同位素比值质谱法(Isotope ratio mass spectrometry, IRMS)是近些年来发展起来的食品掺杂掺假的快速鉴别手段，在蜂蜜[7]、葡萄酒[8]、果汁[9]、食用油[10]的真伪鉴别上得到了广泛的应用。由于动物油脂与石蜡的来源不同，其13C/12C值理论上存在明显差异，利用该差异可以鉴别动物油脂中是否掺入石蜡。本研究以猪油为试验对象，通过对掺杂不同含量石蜡的猪油中δ13C值进行比较分析，对猪油中掺杂石蜡的鉴别方法进行初步探究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

谷氨酸标准物质(wc=40.8%；δ13CVPDB-LSVEC=-26.39×10-3±0.04×10-3)，16份猪油样品和8份石蜡样品均购自市场。

MAT 253气体稳定同位素比值质谱仪(美国Thermo公司)，FLASH 2000HT元素分析仪(美国Thermo公司)，VORTEX 4涡旋混合器(德国IKA公司)，2.5 μL移液器(德国Eppendorf公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 样品制备

将猪油或石蜡样品在70℃水浴中融化成液体状，并涡旋混匀。用移液器吸取0.25 μL样品至锡杯中，用镊子钳住杯口，用另一支镊子挤扁杯身以排尽杯内的空气，并将其折叠成小方块或小球状。叠好后放入固体进样盘中待测。

1.2.2δ13C值的测定

采用元素分析仪-稳定同位素比值质谱(EA-IRMS)系统测定δ13C值，该系统主要运行参数见表1。

表1 EA-IRMS系统主要参数

样品经自动进样器进入元素分析仪，并在960℃高温下瞬间燃烧转化成CO2。采用谷氨酸标样标定CO2参考气中的δ13C值，仪器工作软件根据CO2参考气的δ13C值自动计算出样品中的δ13C值。

2 结果与分析

2.1 猪油及石蜡中稳定同位素分析方法评价

利用EA-IRMS系统测定了猪油样品中δ13C值。为了考察方法的精密度，以参考气CO2的平行试验考察内精密度，分别选取1个猪油样品和1个石蜡样品进行5次平行试验以考察外精密度，结果见表2。

表2 EA-IRMS系统测定参考气和

由表2可知，参考气CO2的标准偏差小于0.006%，样品的标准偏差均小于0.015%，因此仪器的精密度达到分析要求。

2.2 猪油及石蜡中碳稳定同位素的分布特征

采集了16份不同来源的猪油样品和8份不同来源的石蜡样品，利用EA-IRMS分别测定了猪油和石蜡中的δ13C值，结果见表3、表4。

表3 不同来源的猪油样品中碳稳定同位素δ13C值

由表3可知，猪油的δ13C值分布范围在-21.089×10-3～-16.418×10-3之间，平均δ13C值为-18.670×10-3，极差为4.671×10-3。与郭莲仙等[11]对猪油δ13C值测定范围(-16.83×10-3～-18.70×10-3)相比，本文所测定的猪油δ13C值变化范围分布较宽，这与本研究采集的猪油样品来源广泛有关。动物的脂肪组织对13C具有贫化作用[12]，但贫化水平与动物品种、产品加工方式、产地以及饲料来源等因素有关。由表3可知，精制猪油的δ13C值总体比普通熬制猪油的低，地方黑猪的猪油品种δ13C值总体高于地方白猪的δ13C值。由表4可知，石蜡的δ13C值分布在-32.128×10-3～-30.713×10-3之间，平均值为-31.249×10-3，极差仅为1.415×10-3，且石蜡的生产厂家、精炼程度、熔点、形状等因素对其δ13C值没有明显影响。猪油与石蜡的δ13C值存在较大的差异，且两者的分布区间不重叠，因此利用δ13C值能够准确区分纯猪油与纯石蜡样品。

表4 不同来源的石蜡样品中碳稳定同位素δ13C值

2.3 猪油与石蜡混合物的δ13C同位素值

根据文献报道[13-14]，混合样品的理论δ13C同位素值按照下式进行计算。

δ13C=Xw(δ13Cw-δ13Cp)+δ13Cp

式中：δ13Cp和δ13Cw分别为猪油和石蜡的δ13C值，Xw为混合后的样品中石蜡所占百分比。

按照公式计算了猪油与石蜡混合物的δ13C理论值，并各选取了一份猪油和石蜡样品进行掺杂实验，利用EA-IRMS对分别掺杂5%、10%、20%、30%、40%和50%石蜡的猪油样品中δ13C值进行测定，两者进行比较，结果如图1所示。

图1 猪油中石蜡掺杂量对δ13C值的影响

由图1可知，随着猪油样品中石蜡掺杂量的增加，δ13C值逐渐降低，两者呈极显著相关关系(r2=0.941 9)。实际测定值与理论计算值的变化趋势一致，但数值大小总体小于理论计算值。原因可能是石蜡为烃类混合物，分子中碳元素所占比重高于猪油中，因此相同质量的猪油与石蜡样品，石蜡对δ13C的贡献要大。由图1也可知，当猪油中石蜡掺杂量达到10%时，就能与未添加石蜡的该样品进行区分。随着石蜡掺杂量的增加，δ13C值更明显地远离猪油的δ13C值分布区间。猪油中石蜡的掺杂量为自变量，样品δ13C实测值为因变量，建立了线性回归方程，依据方程可推算出样品中石蜡的掺杂量。由于猪油的δ13C值分布较宽，因此对于在区间上限区域的猪油样品，还需进一步研究石蜡掺杂量对δ13C 值的变化范围。

3 结 论

本研究利用EA-IRMS系统对猪油、石蜡以及掺杂石蜡的猪油样品中δ13C值进行了测定，结果表明猪油与石蜡的δ13C值分布区间差异明显，利用δ13C 值鉴别掺石蜡猪油具有可行性。与传统的石蜡鉴别方法相比，稳定同位素比值质谱法省去了烦琐的前处理步骤，并避免了大量有机溶剂的使用，降低了有毒试剂对环境和实验人员的危害风险。因此，稳定同位素比值质谱法在动物油脂掺蜡鉴别中具有潜在的应用价值。

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Preliminary study on identification of paraffin in lard by stable isotope ratio mass spectrometry method

LI An1, 2, MA Hongzao1, 2, PAN Ligang1, 2, WANG Dong1, 2，LIANG Gang1, 2, MAN Yan1, 2

(1.Beijing Research Center for Agricultural Standards and Testing, Beijing 100097, China;2.Risk Assessment of Agro-products Quality and Safety (Beijing),Ministry of Agriculture, Beijing 100097, China)

The identification technology of paraffin in lard was studied by the method of elemental analyzer-stable isotope ratio mass spectrometry (EA-IRMS). With lard as the adulterated object and industrial paraffin as the additive, theδ13C values of different lard samples and paraffin samples from different manufacturers were determined. Correlation and regression analysis were carried on between the paraffin dosage andδ13C values. The distribution range ofδ13C value of lard was-21.089×10-3--16.418×10-3, while the distribution range ofδ13C value of paraffin was-32.128×10-3--30.713×10-3. There were significant differences in the distributions ofδ13C value of the two types of samples. When the dosage of paraffin reached 10%, paraffin could be identified in lard. According to the regression equation, the paraffin content in lard could be preliminarily estimated. The method had the items of simpleness and rapidness, which could provide technical reference for regulation of adulteration in animal fat.

stable isotope ratio mass spectrometry;δ13C value; lard; paraffin; adulteration

2016-04-07；

2016-09-23

北京市农林科学院青年科学基金项目(QNJJ201517)

李 安(1985)，男，助理研究员，博士，研究方向为农产品质量与食品安全(E-mail)lia@brcast.org.cn。

潘立刚，研究员(E-mail)panlg@brcast.org.cn。

TS225.2；TS207.7

A

1003-7969(2017)03-0088-04