大豆及其制品是我國(guó)人民膳食結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，其富含植物蛋白質(zhì)、微量元素和多種維生素等成分，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。大豆榨油后產(chǎn)生的豆粕也是我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)畜禽飼料的重要來源。然而當(dāng)前我國(guó)本土生產(chǎn)的大豆產(chǎn)量已經(jīng)不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年都要進(jìn)口大量大豆以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的缺口。特別是近兩年，中國(guó)大豆進(jìn)口量穩(wěn)居世界第一，2019年我國(guó)進(jìn)口大豆8851萬噸，2020年全年累計(jì)進(jìn)口大豆10032.82萬噸，同比增幅為11.7%。我國(guó)進(jìn)口大豆的主要國(guó)家是巴西、阿根廷、美國(guó)和加拿大等國(guó)。2017年，我國(guó)進(jìn)口大豆總量的53.3%來自巴西，34.4%來自美國(guó)。2018年4月中美爆發(fā)了貿(mào)易爭(zhēng)端，我國(guó)開始對(duì)進(jìn)口來自美國(guó)的大豆等農(nóng)產(chǎn)品征收25%的關(guān)稅，懲罰與制裁美國(guó)來源的大豆等農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易商。受到中美貿(mào)易摩擦影響，我國(guó)進(jìn)口大豆來源發(fā)生劇烈變化，2018年我國(guó)進(jìn)口大豆中巴西大豆占進(jìn)口大豆總量的75.1%，美國(guó)大豆占比下降至18.9%。美國(guó)產(chǎn)大豆是否通過第三國(guó)逃避關(guān)稅制裁進(jìn)入我國(guó)，對(duì)進(jìn)入我國(guó)的大豆的產(chǎn)地溯源問題就變得尤其重要。

氫、氧、碳、氮、硫等穩(wěn)定同位素比值具有強(qiáng)大溯源、示蹤能力，近30年來，穩(wěn)定同位素分析技術(shù)已在食品、考古、環(huán)境等領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足發(fā)展和應(yīng)用，特別是在食品的真假、摻偽和產(chǎn)地溯源方面，如葡萄酒、飲料、蜂蜜、咖啡等成功應(yīng)用解決了部分棘手的食品真假及產(chǎn)地溯源問題。在大豆及其制品的摻偽、產(chǎn)地溯源等領(lǐng)域，近年來也有部分學(xué)者進(jìn)行了研究。而利用元素分析–同位素比質(zhì)譜儀（EA–IRMS）技術(shù)，測(cè)定大豆水溶性蛋白質(zhì)的內(nèi)源性穩(wěn)定同位素δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O和δ²H值來進(jìn)行進(jìn)口大豆的產(chǎn)地溯源尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。

筆者利用IRMS技術(shù)測(cè)定大豆水溶性蛋白質(zhì)的內(nèi)源性穩(wěn)定同位素δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O和δ²H值，并結(jié)合數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，研究探討了大豆產(chǎn)地溯源鑒別方法，構(gòu)建了識(shí)別準(zhǔn)確率高的大豆產(chǎn)地溯源鑒定模型?？蔀槲覈?guó)海關(guān)對(duì)特定貿(mào)易國(guó)實(shí)施特殊關(guān)稅措施提供有力的技術(shù)支撐，有效防止和打擊特定國(guó)家的大豆通過第三國(guó)轉(zhuǎn)運(yùn)出口至我國(guó)的非法行為，從而維護(hù)國(guó)家利益。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀：DeltaV型，美國(guó)賽默飛世爾科技公司。真空冷凍干燥機(jī)：Alpha1–2LDPLUS型，德國(guó)Christ公司。粉碎機(jī)：JL064型，上海嘉定糧油有限公司。超純水儀：Milli-QElix-advantageA10型，美國(guó)密理博公司。超聲儀：SW30H型，瑞士SONOSWISS公司。高速冷凍離心機(jī)：SIGMA3–30KS型，德國(guó)西格瑪離心機(jī)公司。電子分析天平：SartoriusBT223S型，分度值為0.001g，德國(guó)賽多利斯公司。He氣（載氣）、CO₂標(biāo)準(zhǔn)參考?xì)?、CO標(biāo)準(zhǔn)參考?xì)?、H₂標(biāo)準(zhǔn)參考?xì)?、N₂標(biāo)準(zhǔn)參考?xì)猓杭兌龋w積分?jǐn)?shù)）均大于99.9995%，空氣化工產(chǎn)品(中國(guó))投資有限公司。超濾離心管：3K，美國(guó)密理博公司。EA–IRMS用碳、氮同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：IAEA–600咖啡因（δ¹³C=–27.771‰，δ¹⁵N=1.00‰，分別以V-PDB和空氣中的N為基準(zhǔn)），天津歐捷科技有限公司。EA–IRMS用氫、氧同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：EMA–P1聚酰胺（δ²H=–25.3‰，δ¹⁸O=20.99‰，以V-SMOW為基準(zhǔn)），英國(guó)ElementalMicroanalysis公司。大豆樣品：100份，分別產(chǎn)自阿根廷（ARG）、美國(guó)（USA）、加拿大（CAN）和巴西（BRA）。實(shí)驗(yàn)用水為超純水，電阻率為18.2MΩ·cm。

1.2 樣品處理

加入10mL超純水，超聲30min提取水溶性蛋白質(zhì)，以10000r/min轉(zhuǎn)速離心5min，取1mL上清液加入3K超濾離心管中，離心分別獲得相對(duì)分子質(zhì)量大于3kDa的蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中，冷凍干燥8h以上至全干，獲得固態(tài)蛋白質(zhì)粉末。

1.3 EA–IRMS檢測(cè)方法

用錫杯和銀杯分別包裹1.2中的固態(tài)蛋白質(zhì)粉末，校正EA–IRMS，分開檢測(cè)樣品中穩(wěn)定碳和氮同位素比，以及穩(wěn)定氫和氧同位素比。錫杯包裹的樣品引入元素分析儀的980℃高溫燃燒爐，獲得CO₂和N2氣體，進(jìn)入穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀主機(jī)檢測(cè)樣品中δ¹⁵N和δ¹³C值；銀杯包裹的樣品引入元素分析儀的1380℃高溫裂解爐中，獲得CO和H₂氣體，導(dǎo)入穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜主機(jī)進(jìn)行檢測(cè)樣品中δ²H和δ¹⁸O值。

1.4 同位素比數(shù)值校正

樣品測(cè)定時(shí)，每個(gè)樣品的分析起始階段通入高純CO、H₂、N₂和CO₂作為參考?xì)怏w，然后用已知δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O和δ²H值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定參考?xì)怏w的δ值，再以參考?xì)怏w的標(biāo)定δ值為標(biāo)準(zhǔn)，校正樣品中的δ值。數(shù)據(jù)處理及分析均通過Isodat3.0軟件（美國(guó)賽默飛世爾公司)進(jìn)行。δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O和δ²H的計(jì)算以δ¹³C為例，大豆水溶性蛋白中δ¹³C的計(jì)算是基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)美國(guó)白堊紀(jì)皮狄組層位中的擬箭石化石（V-PDB），按式(1)計(jì)算：

式中：R—同位素¹³C與¹²C的比率；

R_V-PDB=0.0112372。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

將樣品中水溶性蛋白質(zhì)中的δ¹³C、δ¹⁵N、δ¹⁸O和δ²H值歸納整理成excel表格，導(dǎo)入SIMCA14.1軟件(瑞典Umetrics公司)中，進(jìn)行主成分分析（PCA）與正交偏最小二乘法判別分析（OPLS–DA），獲得不同產(chǎn)地大豆同位素分布規(guī)律，從而構(gòu)建大豆產(chǎn)地溯源的同位素鑒別模型。

相關(guān)鏈接：聚酰胺，咖啡因，氮同位素，氮

聲明：本文所用圖片、文字來源《化學(xué)分析計(jì)量》，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系