应用稳定同位素进行牛肉溯源的研究

稳定同位素技术在地质学、考古学、医学、环境科学中很早就得到研究和应用,由于其特有的优点,近年来又被用于食品产地溯源的研究中。为了推动稳定同位素技术在我国食品科学中的应用和发展,本研究对其在牛肉溯源中的应用进行了探讨。 为研究牛不同组织器官中不同稳定同位素的组成情况以及品种对同位素组成的影响,采集西门塔尔牛和夏洛来牛的里脊、外脊、腿部肌肉、臀部肌肉、牛尾毛、血液、肝脏、饲料等样品。利用同位素比率质谱仪测定了上述组织及饲料中的δ13C、δ15N、δ2H、δ34S,肉品水中δ2H和δ18O,并借助SAS软件对检测结果进行了方差分析、多重比较分析。结果表明,牛组织中δ13C、δ15N、δ34S值不受品种因素的影响,但δ2H值在牛两品种之间有差异;粗脂肪中的δ13C值远远低于其它组织,不同部位粗脂肪间差异不显著（P>0.05）,δ13C值在其它组织间也无显著差异（P>0.05）;肝脏中的δ15N值远高于其它组织;牛尾毛中的δ2H和δ34S值与肌肉组织相比有极显著差异（P<0.01）,说明同位素在牛不同组织中的分馏效应是不一致的。肉品水中δ2H值和δ18O值存在着较强的相关关系（R2=0.83）,但各组织间的δ13C、δ15N、δ34S、δ2H值相关关系不明显。因此在进行牛肉溯源的研究时,应根据研究目的、研究对象选择适宜的组织和成分。 饲料碳同位素和氮同位素组成不同,影响动物组织中的δ13C和δ15N值。选择36头12-14月龄的青年牛作为试验动物,分为两个大组,分别饲喂C3、C4植物含量不同的日粮,探讨牛组织中δ13C值和膳食中C3、C4植物比例间的剂量响应关系。132天后将试验动物屠宰。利用同位素比率质谱仪测定牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料原料的δ13C和δ15N值。结果表明,牛组织中碳同位素组成主要受饲料的影响,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C4植物含量在牛饲料中的比例增加而升高,随着C3植物含量在牛饲料中的比例增大而降低,并且均与C4、C3植物含量呈极显著的相关性（P<0.01）,用牛组织中的δ13C值可以调查牛饲料中的主要成分;牛组织中的氮同位素一定程度上受饲料因素的影响,但未随饲料组成成分的改变而呈现规律性变化;牛尾毛、脱脂肌肉相对饲料对13C的富集比例两组试验结果不一致,牛尾毛对15N的富集比例大于脱脂肌肉,富集比例约在3‰- 5‰,饲料种类、牛个体等因素对富集比例均有一定影响;牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值三者之间相关性达到极显著水平（P<0.01）。牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪均可作为牛肉溯源的材料。 为了探讨稳定同位素技术对我国牛肉产地溯源的可行性,采集不同来源的牛肉及饮水样品,分别测定脱脂牛肉中的δ13C和δ15N,牛粗脂肪中的δ18O及饮水中的δ18O。结果表明,不同地域来源脱脂牛肉中碳、氮同位素组成有显著差异,粗脂肪中的δ18O值也有显著差异,并且与各地饮水中的δ18O值高度相关,说明利用同位素技术可以区分不同产地来源的牛肉,同时用牛肉中的δ13C值可推断牛饲料的主要成分。 本论文利用稳定同位素质谱技术研究了牛不同组织中δ13C、δ15N、δ2H、δ34S、δ18O的组成变化情况,通过饲养试验确立了牛组织中δ13C值与饲料中C4、C3植物比例的关系,通过分析不同来源的牛肉样品,证明了利用同位素技术进行牛肉产地溯源是可行的,为稳定同位素技术在食品中的应用奠定了基础。