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　　Foodjx導(dǎo)讀：近年來(lái)，食品安全事件頻頻出現(xiàn)，促使有機(jī)食品受到青睞。有機(jī)食品有四要素：原料是有機(jī)的；生產(chǎn)過(guò)程是有機(jī)的；產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后有全套的有機(jī)跟蹤記錄；食品必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的有機(jī)認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證。
　　
　　有機(jī)食品，除了不能用農(nóng)藥之外，還不能施化肥，當(dāng)然用不用農(nóng)藥，現(xiàn)在已經(jīng)有檢測(cè)方法，就是檢查有沒(méi)有農(nóng)殘，這個(gè)能檢測(cè)到。但是施不施化肥，很長(zhǎng)時(shí)間一直沒(méi)有檢測(cè)方法，就是說(shuō)施了化肥跟沒(méi)有施化肥，在市場(chǎng)流通上沒(méi)有人能發(fā)現(xiàn)，而施不施化肥，對(duì)產(chǎn)量的影響卻很大。而測(cè)定穩(wěn)定同位素的方法則為監(jiān)測(cè)農(nóng)作物是否施用化肥提供了可能。
　　
　　穩(wěn)定同位素方法追溯農(nóng)作物施肥情況
　　
　　中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院穩(wěn)定同位素食品分析實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人鐘其頂介紹，關(guān)于穩(wěn)定同位素在有機(jī)食品領(lǐng)域的研究始于2011年，至今，穩(wěn)定同位素食品分析實(shí)驗(yàn)室不僅建立了穩(wěn)定可靠的檢測(cè)方法，還對(duì)一些農(nóng)作物進(jìn)行了從種子到果實(shí)的跟蹤研究，了解了部分植物生長(zhǎng)過(guò)程中的同位素分餾變化規(guī)律和影響因素，并對(duì)市場(chǎng)上一些有機(jī)和常規(guī)樣品進(jìn)行鑒別實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證明，所收集到的樣品中約百分之九十的所謂“有機(jī)食品”是真實(shí)的有機(jī)樣品，有大約10%的樣品可能在生長(zhǎng)過(guò)程中使用了化肥。通過(guò)試驗(yàn)也證明測(cè)定穩(wěn)定同位素組成鑒別某些作物或食品原料生長(zhǎng)過(guò)程中是否施用化肥的方法是可行的，結(jié)合檢測(cè)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留以及有機(jī)食品的常規(guī)檢測(cè)、審核和認(rèn)證程序等，可以較好地鑒別某些有機(jī)食品。
　　
　　同位素是具有相同原子序數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，亦即中子數(shù)不同的一組核素。同位素分為兩大類(lèi)：放射同位素和穩(wěn)定同位素。利用生物體中存在的各類(lèi)化合物中穩(wěn)定同位素的組成上天然存在的、不可人為更改的差異，從原子水平上進(jìn)行檢測(cè)、分析，從而解決食品、農(nóng)產(chǎn)品的識(shí)別與溯源問(wèn)題。
　　
　　穩(wěn)定同位素方法用于農(nóng)作物施肥情況追溯的基本原理是：在自然界中，物理、化學(xué)及生物化學(xué)等因素均會(huì)引起同位素自然豐度的變異，被稱(chēng)為同位素分餾作用，從而使不同來(lái)源的物質(zhì)中同位素組成比例存在顯著差異。有機(jī)肥和化肥中，氮同位素組成差異很大，這是由于15N比14N質(zhì)量大，容易在體外富集。因此，15N在植物體內(nèi)不斷富集，生物鏈中，級(jí)別越高的生物越容易富集15N。由于化學(xué)合成氮肥是由空氣中的N2在高溫高壓條件下完成，化學(xué)法氮肥中15N的含量與大氣中的含量相當(dāng)。而有機(jī)肥歸根到底是zui初來(lái)源于動(dòng)植物。由于15N的富集，植物或動(dòng)物體內(nèi)的15N豐度明顯高于空氣，因此，有機(jī)肥中的15N豐度明顯要高于化學(xué)法氮肥。
　　
　　早在二十世紀(jì)七十年代，美國(guó)科學(xué)家V.W.Meints等人通過(guò)穩(wěn)定同位素來(lái)研究植物、土壤和肥料的關(guān)系。近十年來(lái)，國(guó)外在穩(wěn)定同位素方法區(qū)分有機(jī)和常規(guī)食品的研究中做了大量的工作。在我國(guó)，穩(wěn)定同位素質(zhì)譜在地質(zhì)、海洋和生態(tài)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域卻鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。
　　
　　2002年，Woo-JungChoi等人對(duì)施尿素和豬糞肥的玉米及其土壤進(jìn)行15N豐度檢測(cè)，認(rèn)為氮同位素組成是個(gè)很好的追蹤田間的氮源的方法，并且利用氮同位素組成的數(shù)據(jù)庫(kù)可能建立土壤氮分餾模型。2003年，A.Nakano等人對(duì)肥料種類(lèi)、有機(jī)和非有機(jī)肥對(duì)土豆的15N豐度和13C豐度的影響進(jìn)行研究，結(jié)果認(rèn)為植物的15N豐度和13C豐度尤其是15N豐度受肥料種類(lèi)影響嚴(yán)重。2005年，M.Georgi等人對(duì)有機(jī)和常規(guī)甘藍(lán)、洋蔥、萵苣和大白菜的多種同位素比進(jìn)行研究，結(jié)果證明兩種生產(chǎn)系統(tǒng)的蔬菜的氮同位素組成差異顯著，有機(jī)產(chǎn)品的15N富集明顯。2010年，SimonD.Kelly等人對(duì)番茄和萵苣進(jìn)行了15N同位素分析，結(jié)果認(rèn)為結(jié)合微量元素和氮同位素分析，可以大大提高有機(jī)和常規(guī)蔬菜的鑒別正確率。2011年，F(xiàn).Camin和M.Perini等人對(duì)多種水果的氮同位素組成進(jìn)行檢測(cè)，認(rèn)為結(jié)合同位素和化學(xué)標(biāo)記可以很好地區(qū)分有機(jī)水果和常規(guī)水果。
　　
　　檢測(cè)手段的發(fā)展可以促進(jìn)誠(chéng)信體系建設(shè)
　　
　　“當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)造假的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常生產(chǎn)的時(shí)候，就沒(méi)有人去造假了。”中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院穩(wěn)定同位素食品分析實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人鐘其頂介紹，“我們現(xiàn)在做的工作，就是想通過(guò)現(xiàn)代科技技術(shù)構(gòu)建誠(chéng)信監(jiān)管手段以提高社會(huì)造假的成本，當(dāng)造假者獲取不了高額利潤(rùn)，社會(huì)造假的經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力沒(méi)有,整個(gè)社會(huì)的誠(chéng)信環(huán)境將會(huì)變得更好。”
　　
　　比如通過(guò)檢測(cè)蔬菜的氮穩(wěn)定同位素比值來(lái)鑒別有機(jī)蔬菜，該鑒別技術(shù)基于原子水平上的特征進(jìn)行區(qū)分，造假者很難通過(guò)簡(jiǎn)單添加化學(xué)成分而改變其氮穩(wěn)定同位素;它也不像農(nóng)藥殘留，通過(guò)科技手段如添加農(nóng)藥分解酶降解蔬菜表面的農(nóng)殘，從而逃避有機(jī)蔬菜檢測(cè)與監(jiān)管。因此，采用氮穩(wěn)定同位素技術(shù)鑒別有機(jī)蔬菜是普通造假者難以采用“道高一尺，魔高一丈”簡(jiǎn)單低成本的造假方式可以逃避監(jiān)管的;一般情況下，你改變不了蔬菜中的氮穩(wěn)定同位素，一旦使用了化肥，你就可能被檢出不是有機(jī)食品了。
　　
　　穩(wěn)定同位素的應(yīng)用范圍很廣。比如同樣是一瓶水，普通瓶裝水很便宜，而5100冰川礦泉水很貴。在這種情況下，如果拿普通瓶裝水直接灌到5100的瓶子里面，若采用一般化學(xué)方法是很難檢測(cè)出來(lái)，就可以謀取暴利。若采用穩(wěn)定同位素檢測(cè)方法，是很容易區(qū)分的，因?yàn)樵诟咴ǖ貐^(qū)，水的18O和2H的同位素明顯低于平原地區(qū)水，通過(guò)穩(wěn)定同位素測(cè)定非常容易判別。那么，水中的18O和2H的同位素有沒(méi)有辦法改變或摻假呢?答案是可以的，但如果你采用各種同位素分餾方法去改變水中的同位素，那你花費(fèi)的成本會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水的價(jià)格，相信沒(méi)有經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，應(yīng)該沒(méi)有人去造假的。
　　
　　再比如央視2002年、2006年和2010年曾多次報(bào)道經(jīng)過(guò)精心勾兌的“三精一水”勾兌葡萄酒成功通過(guò)現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物理和化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)。正常生產(chǎn)的葡萄酒工藝是不允許添加任何水的，因此葡萄酒中水全部來(lái)自葡萄壓榨來(lái)的水，該水中的δ18O同位素經(jīng)過(guò)葡萄生長(zhǎng)富集，含量明顯高于環(huán)境中的水。
　　
　　一般情況下，環(huán)境中水δ18O同位素比值是負(fù)值,而正規(guī)生產(chǎn)葡萄酒中水的δ18O同位素比值為正值。一旦添加環(huán)境的水，葡萄酒中水的δ18O同位素比值會(huì)顯著降低;但如果添加葡萄中壓榨出來(lái)的水，成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)造假成本，沒(méi)有人會(huì)去做的。因此，采用穩(wěn)定同位素技術(shù)是鑒別摻水葡萄酒的有效技術(shù)手段。