一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法和应用，将水果榨汁后获得的果汁样品过固相萃取柱去除杂质，将经净化的水分样品还原为H

【技术实现步骤摘要】
一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法和应用
本专利技术涉及稳定同位素分析领域，具体涉及一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法和应用。
技术介绍
水果水分中的稳定性氢、氧同位素是水果产地溯源、果汁掺伪鉴别的重要依据。水果原汁中的水分稳定性氢氧同位素组成受水果种植区域的海拔、温度、纬度、与海岸距离等地理、气候和环境因素的影响，因此成为产地鉴别的溯源指标；由于水果生长过程的蒸腾作用，水果中水分稳定性重同位素(2H和18O)比地下水、大气降水等源水水分相对富集，导致水果中水分的氢氧同位素组成与掺杂的外源水分具有明显差异，因此稳定性氢、氧同位素组成是鲜榨果汁与兑水果汁区分的判别依据。随着氢氧同位素技术应用越来越广泛，其检测方法也不断得到提升和改进。根据文献报道，水果水分稳定性氢、氧同位素比值分析主要有两种，一是将榨汁后样品水分通过蒸馏方式收集后，利用元素分析仪-稳定同位素质谱仪进行测定；二是采用离线平衡或在线平衡法将水汽与外源气体进行平衡交换后，利用稳定同位素质谱仪进行测定。前者的缺点在于，水分蒸馏过程容易导致重同位素与轻同位素分馏，影响了结果的准确性，此外，蒸馏提取需要专门的水分真空抽提装置，且耗时长(通常彻底蒸馏需2h以上)。后者由于操作较自动化，是目前应用较多的方法，但也存在如下缺点：①平衡过程耗时长，如测定氧同位素需平衡6-15h；②由于平衡时间长，样品容易发酵变质，影响了结果的准确性；③测定氢同位素和氧同位素时需分别进行平衡，不能同时处理；④样品基质中的挥发性成分如乙醇等容易与平衡反应气体进行同位素交换，干扰测定结果。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的缺陷和不足，实现操作简便快速、测定精度、准确度好，氢氧同位素的同时测定，本专利技术提供一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法和应用。本专利技术一方面在于提供一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法，将水果榨汁后获得的果汁样品过固相萃取柱去除杂质，将经净化的水分样品还原为H2和CO，然后进行氢氧同位素比值的测定。根据本专利技术的一些优选实施方式，包括：步骤1)，净化：将水果榨汁并离心后的果汁样品过固相萃取柱去除杂质；所述固相萃取柱可有效去除糖分等杂质；步骤2)，过滤：将步骤1)中除杂后的果汁样品过微孔滤膜，得到进一步净化的水分样品；所述微孔滤膜用于滤除颗粒物和细菌等；步骤3)，测定：将步骤2)中的所述水分样品还原为H2和CO并分离，然后进行氢氧同位素比值的测定。根据本专利技术的一些优选实施方式，还包括：步骤4)，校正：采用步骤1)-步骤3)的方法对标准水样进行氢氧同位素测定，建立校正曲线，并对步骤3)中的样品测定值进行校正。根据本专利技术的一些优选实施方式，步骤1)中，所述固相萃取柱为活性炭固相萃取柱，优选为500mg/6mL活性炭固相萃取柱。根据本专利技术的一些优选实施方式，步骤1)中，样品上样量为2～3mL，收集样品体积为0.25～0.5mL优选0.25mL。根据本专利技术的一些优选实施方式，步骤2)中，所述微孔滤膜为0.45μm水系滤膜。根据本专利技术的一些优选实施方式，步骤3)中，将步骤2)中，采用元素分析仪-稳定同位素比值质谱进行氢氧同位素的同时测定；优选的，仪器测试参数为：氦气载气流速为90～110mL/min优选100mL/min；高温裂解管温度为1350～1410℃优选1380℃；分子筛色谱柱温度为65～85℃优选75℃；进样量为0.1μL。根据本专利技术的一些优选实施方式，所述水分样品进入元素分析仪的高温裂解管转化成H2和CO，在载气的带动下在分子筛色谱柱内分离，并进入稳定同位素比值质谱仪中，不同质荷比的带电离子在磁场作用下分离，并被法拉第杯接收转化成电信号，系统分别计算出氢和氧的同位素比值，图1为仪器采集相关信号后获得的H2和CO同位素异构体离子质谱图。在质谱仪中优选H2被离子源电离成质荷比为2和3的同位素异构体离子，CO被离子源电离成质荷比为28，29和30的同位素异构体离子。根据本专利技术的一些优选实施方式，步骤4)中所述校正曲线为以标准水样测量值为横坐标、标准水样真实值为纵坐标的线性拟合曲线。根据本专利技术的一些优选实施方式，步骤1)中，所述杂质包括有机物，优选所述有机物为糖分、有机酸、色素；和/或，所述离心的条件为：以8000～12000rpm优选10000rpm离心3～10min优选5min。本专利技术另一方面在于提供所述的测定方法在水果产地溯源或果汁掺伪鉴别中的应用。本专利技术的有益效果至少在于：本专利技术提供的水果水分氢氧同位素分析方法，与现有方法相比，至少具有以下优势：①操作简便快速，无需进行费时的水分蒸馏提取操作和水汽平衡反应；②前处理过程干扰因素少，测定精度和准确度好；③可实现氢氧同位素的同时测定，进一步节约检测成本。本专利技术方法对于推动氢氧同位素技术进行水果产地溯源、果汁掺伪鉴别等领域的更广泛应用具有重要意义附图说明图1为果汁水分稳定性氢氧同位素比值测定的同位素质谱图。图2为不同体积流出液中总糖含量变化。图3为氢氧同位素比值校正曲线(左：氢同位素；右：氧同位素)。图4为不同产地桃果氢氧同位素比值分布区间。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术的实施方式或实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。本专利技术中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本专利技术中所用的原料均可在国内产品市场方便买到。根据本专利技术的一些实施方式，具体包括以下步骤：(1)离心：将榨汁获取的果汁样品以10000rpm离心5min。(2)净化：以500mg/6mL的活性碳固相萃取柱为吸附净化柱，吸附果汁中的糖分，取离心后的果汁上清液2～3mL上样，通过注射器加压使样品缓慢通过固相萃取柱，控制流速为0.5～1mL/min，收集初始流出的0.25mL净化后的水分。(3)过滤：将收集的水分过0.45μm水系微孔滤膜，滤除过固相萃取柱时淋洗下来的颗粒物杂质和细菌，将样品转移至带有内衬管的进样小瓶中，待上机分析。(4)测定：利用元素分析仪-稳定同位素质谱仪对净化后的水分测定稳定性氢氧同位素比值测定(δ2H和δ18O)。水分样品进入元素分析仪的高温裂解管后，水分的氢和氧元素分别转化成H2和CO，转化气体在载气的带动下在分子筛色谱柱内分离，并先后进入稳定同位素比值质谱仪中，在质谱仪中H2被离子源电离成质荷比为2和3的同位素异构体离子，CO被离子源电离成质荷比为28，29和30的同位素异构体离子，不同质荷比的带电离子在磁场作用下分离，并被法拉第杯接收转化成电信号，系统分别计算出氢和氧的同位素比值。仪器测试参数为：氦气载气流速为100mL/min；高温裂解管温度为1380℃；分子筛色谱柱温度为75℃；进样量为0.1μL。(5)校正：利用标准水样，对同一批活性炭固相萃取柱，按上述果汁水分净化方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法，其特征在于，将水果榨汁后获得的果汁样品过固相萃取柱去除杂质，将经净化的水分样品还原为H

【技术特征摘要】
1.一种水果水分氢氧同位素比值的测定方法，其特征在于，将水果榨汁后获得的果汁样品过固相萃取柱去除杂质，将经净化的水分样品还原为H2和CO，然后进行氢氧同位素比值的测定。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
步骤1)，净化：将水果榨汁并离心后的果汁样品过固相萃取柱去除杂质；
步骤2)，过滤：将步骤1)中除杂后的果汁样品过微孔滤膜，得到进一步净化的水分样品；
步骤3)，测定：将步骤2)中的所述水分样品还原为H2和CO并分离，然后进行氢氧同位素比值的测定。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
步骤4)，校正：采用步骤1)-步骤3)的方法对标准水样进行氢氧同位素测定，建立校正曲线，并对步骤3)中的样品测定值进行校正。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述固相萃取柱为活性炭固相萃取柱，优选为500mg/6mL活性炭固相萃取柱。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中，样品上样量为2～3mL，收集样品体积为0.25～0.5mL优选0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李安，潘立刚，靳欣欣，
申请(专利权)人：北京农业质量标准与检测技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11