Veda a výživa
Dr. Eng. Roxana Elena Ionete
Preukázanie originality produktu z hľadiska geografického a biologického pôvodu (rastlín alebo zvierat) je v súlade s vnútroštátnymi právnymi predpismi a medzinárodnými normami a usmerneniami mimoriadne dôležitým predmetom v súvislosti s bezpečnosťou potravín, kvalitou potravín a ochranou spotrebiteľa.
Na konkurenčnom trhu, na ktorom sú si spotrebitelia vedomí vplyvu, ktorý môžu mať potraviny alebo určité zložky potravín na ich zdravie, predstavuje možnosť overiť/potvrdiť pravosť a kvalitu surovín, z ktorých výrobky pochádzajú, skutočná výzva. Vedecké inovácie a technologický vývoj sú tie, ktoré dnes ponúkajú praktické riešenia na identifikáciu podvodov a falšovania produktu, a to aj v obzvlášť sofistikovaných prípadoch.
Stabilné izotopy sú jedným z najcitlivejších a najspoľahlivejších markerov pôvodu a tvoria základ mnohých oficiálnych metód alebo medzinárodných štandardov na testovanie pravosti potravín. Podstatou týchto metód je meranie obsahu stabilných izotopov (2H, 13C, 18O, 15N atď.) V produkte alebo jeho konkrétnej zložke (napr. Zložke alebo cieľovej molekule).
Stabilné izotopy - značky pôvodu
Organické a anorganické látky sú v prírode zmesou dvoch alebo viacerých izotopov (stabilných a nestabilných), pričom meranie ich prirodzeného množstva sa úspešne využíva pri geochemickom výskume, výskume životného prostredia alebo bezpečnosti potravín. V organickej hmote majú hlavné bioelementy (H, C, N, O, S) rôzne stabilné izotopy (D, H; 13C, 12C; 15N, 14N; 18O, 17O, 16O; 36S, 34S, 33S, 32S).
Rozdiely medzi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami izotopových zlúčenín (chemické zlúčeniny pozostávajúce z molekúl obsahujúcich rôzne izotopy toho istého prvku) sú určené rozdielom v hmotnosti medzi atómami atómov, ktorý je možné zvýrazniť pomocou meraní hmotnostnou spektrometriou na stanovenie izotopových pomerov. prvkov (napr. 2H/1H, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S a 87Sr/86Sr).
Čiastočná separácia ľahkých izotopov od ťažkých izotopov počas fyzikálnych procesov a počas chemických reakcií je známa ako izotopová separácia/frakcionácia, to znamená fenomén zmeny izotopového pomeru toho istého prvku. Táto zmena môže nastať prechodom zlúčeniny z jedného stavu agregácie do druhého (napr. Prechodom vody z kvapalnej fázy do parnej fázy) alebo k inej chemickej zlúčenine (napr. Oxid uhličitý na organický uhlík) alebo môže nastať. rozdielom medzi izotopovými zloženiami dvoch zlúčenín v chemickej rovnováhe (napr. rozpustený hydrogenuhličitan a oxid uhličitý) alebo fyzikálnej rovnováhe (napr. kvapalná voda a vodná para).
Štúdie autentifikácie potravín využívajúce spektrometrické metódy zahŕňajúce stanovenie stabilných izotopov ako markerov pôvodu majú osobitný význam na národnej aj medzinárodnej úrovni z dôvodu možnosti poskytnúť objektívne výsledky v ochrane potravín (napr. Charakterizácia pôvodu použitej suroviny, ochrana názvu) tradičná osobitosť a ochrana zemepisného označenia).
Izotopový obsah a distribúcia v rastlinných a živočíšnych molekulách je ovplyvnená klimatickými podmienkami, geografickou oblasťou (nadmorská výška, zemepisná šírka, vzdialenosť od oceánu/mora), poľnohospodárskymi postupmi - distribúciou izotopov v absorbovaných živinách a metabolickými cestami zahŕňajúcimi molekuly - takže môžu byť izotopy slúži na vysledovanie pôvodu danej zlúčeniny v porovnaní s identickou chemickou molekulou z iného zdroja.
V rastlinnej organickej hmote nie je pomer izotopov konštantný, je ovplyvnený izotopovou frakcionáciou prebiehajúcou pozdĺž biosyntetických dráh a pôvodným izotopovým obsahom molekúl použitých v rastline na fotosyntézu.
Aplikácie stabilných izotopov na ICSI Rm. Vâlcea
Autentifikácia potravinového výrobku môže zahŕňať rôzne aspekty, od certifikácie správnosti označenia a vyhlásenia o pôvode až po identifikáciu falšovania alebo skreslenia lacnejších prísad.
Potraviny sa skladajú zo štyroch hlavných prvkov: uhlík, vodík, kyslík a dusík, ktoré sa prirodzene vyskytujú v niekoľkých izotopových formách, distribúcia je ovplyvnená prírodnými javmi a ľudskými činnosťami alebo procesmi. Fenomén izotopovej separácie je možné merať hlavne pomocou dvoch analytických techník, ktoré sa obidve úspešne implementujú v rámci Národného výskumno-vývojového ústavu pre kryogénne a izotopové technológie - ICSI Rm. Vâlcea za odborné znalosti potravinových výrobkov, ako je víno, ocot, destiláty, ovocné džúsy, med, rastlinné oleje atď. a akreditovaná od roku 2008 v súlade s požiadavkami akreditačných a certifikačných orgánov a medzinárodnými normami pre skúšobné laboratóriá.
Pretože izotopové vlastnosti rastlinných produktov sú ovplyvňované faktormi životného prostredia, ako sú teplota, zrážky, zemepisná šírka, nadmorská výška, vzdialenosť od mora, pôdy atď., Je možné za účelom overenia sledovateľnosti produktov na trhu vytvoriť izotopové mapy s referenčnými vzorkami. Podobne v prípade výrobkov živočíšneho pôvodu je z hľadiska izotopu platný výraz „ste, čo jete“, takže na základe informácií o deklarovanom pôvode (údaje týkajúce sa pitnej vody v oblasti pôvodu, krmiva, živín) ) dajú sa skontrolovať rovnakým spôsobom.
Víno, mušt, destiláty a iné výrobky na báze vína
Izotopové metódy potvrdzujú pôvod a pravosť alkoholu. V prípade vinárskych výrobkov teda analýza stabilných izotopov môže určiť: botanický pôvod alkoholu; pridanie cukrov pred a po fermentácii (špecifické pre sladké vína); pridanie vody; geografický pôvod; rok výroby. V prípade destilátov možno identifikovať surovinu, z ktorej alkohol pochádza.
Izotopová správa hmotnostnej spektrometrie (IRMS) meria celkové pomery stabilných izotopov, ako napríklad 13C/12C, a poskytuje ďalšie indikátory autenticity na detekciu medzi dvoma skupinami rastlín C3 (vrátane hrozna, cukrovej repy) a C4 (vrátane cukrovej trstiny, kukurice).
Na identifikáciu pridania cukrov z rastlín skupiny C3 (napr. Cukrová repa), iných ako hrozno, je na stanovenie izotopových pomerov deutérium/vodík (D/H) určitých špecifických skupín molekuly nevyhnutné doplnkové použitie techniky SNIF-NMR. etanolu.
Pridanie vody sa stanoví pomocou analýzy izotopového pomeru kyslíka pomocou IRMS. Na overenie geografického pôvodu vína sa musia použiť izotopové pomery prvkov kyslíka, vodíka a uhlíka. Pre interpretáciu sú výsledky analýz porovnané s izotopovými údajmi referencií v databáze ICSI Rm. Vâlcea.
med
Pravosť medu sa hodnotí na základe izotopových analýz a možno zistiť sériu nevyhovujúcich postupov týkajúcich sa: vyhlásenia o pôvode; druh medu; pridanie cukrového sirupu alebo ovocia.
Aj keď melisopalinologická analýza určí kvetinový sortiment, z ktorého med pochádza, jedinou metódou, ktorá môže potvrdiť falšovanie (detekciu a kvantifikáciu pridania cukrov pochádzajúcich zo skupiny rastlín C4), je vzorka medu, je izotopová analýza uhlíka, a to cukrov aj medového proteínu.
V prípade pravého medu by cukry a bielkoviny v mede mali pochádzať z rovnakej suroviny. Bez ohľadu na včelie jedlo (napr. Akáciové kvety, lipa, repka, polyflóra) je vzťah medzi izotopovými pomermi uhlíka v cukroch a poteínom extrahovaným z medu konštantný.
Ovocie, ovocné džúsy, ovocné výrobky
Pomer stabilných izotopov bioprvkov uhlík, vodík a kyslík v ovocí, zelenine, ovocných džúsoch, ako aj vo výrobkoch na ich základe je dôležitým nástrojom pri určovaní pôvodu ovocia a zeleniny, ako aj pri posudzovaní zhody a pravosti výrobkov. spracované (napr. ovocný džem, džúsy bez pridania cukru).
Multiizotopová analýza uhlíka, dusíka a kyslíka a niekedy aj stroncia môže potvrdiť deklarovaný geografický/regionálny pôvod potravinárskeho výrobku. Analýza izotopových pomerov uhlíka a deutéria umožňuje identifikáciu pridaných cukrov z rastlín C4 (napr. Cukrovej trstiny) alebo cukru z rastlín C3 (napr. Cukrovej repy) v ovocných šťavách. Zároveň sa analýzou stabilných izotopov kyslíka a vodíka dá zistiť pridanie vody z prírodných štiav.
V rámci ICSI Rm Valcea boli vyvinuté rôzne ďalšie aplikácie stabilných izotopov na rôzne ďalšie potravinové matrice, ako je ocot, rastlinné oleje, včelí jed, obilniny alebo rastlinné pigmenty. Neustále pokračuje výskum v oblasti hodnotenia a certifikácie kvality a autenticity potravín založený na použití stabilných izotopov ako značiek pôvodu, najmä organických výrobkov.