碳、氮同位素在牛肉产地溯源中的应用研究

【目的】探索稳定性同位素对中国牛肉产地溯源的可行性，了解牛不同组织中δ13C和δ15N指标在其中的作用。【方法】利用同位素比率质谱仪测定了来自吉林、贵州、宁夏、河北4个地域牛肉、牛尾毛、饲料中的δ13C和δ15N值，比较了不同地域牛组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异，分析了各组织中同位素组成的相关关系，并结合牛的喂养方式，研究了δ13C和δ15N值的变化规律。【结果】不同地域牛组织中稳定性碳同位素组成有极显著差异，排序依次为吉林>贵州>宁夏>河北。吉林、宁夏两地样品与贵州、河北两地样品之间的δ15N值有极显著差异，且后者高于前者。不同地域喂养牛的主饲料成分有其明显的地域特征。脱脂牛肉粉、粗脂肪、牛尾毛中碳、氮同位素之间呈极显著相关性。【结论】牛组织中δ13C值可预测其膳食中C4植物所占的比例，δ15N值可区分牧区与农区喂养的牛；δ13C指标对牛肉产地来源的正确判别率高于δ15N指标，两项指标相互补充可显著提高产地来源的正确判别率；脱脂牛肉粉、粗脂肪、牛尾毛中δ13C、δ15N值均可作为牛肉产地溯源的指标，它们对牛肉产地来源的判别规律一致。     

利用稳定同位素进行牛肉产地溯源的研究

本文利用多种稳定同位素对我国牛肉进行产地溯源研究,探究稳定同位素在牛肉溯源研究中的可行性。分别从山东省、内蒙古自治区和山西省采集牛肉样品,测得其粗蛋白中δ13C、δ15N、δ2H、δ18O值,并对其结果进行分析。结果显示,各地的δ13C、δ15N、δ2H、δ18O值都有显著的差异,利用δ13C、δ15N、δ2H、δ18O值可对牛肉产地来源进行追溯,并且可利用δ13C值推断各地牛饲料中的主要成分。     

牛不同组织中稳定性碳同位素组成及变化规律研究

[目的]稳定性同位素分析是用于产品产地溯源的一种有效技术，在食品安全追溯制度建设中有重要应用价值。本研究探讨了牛不同组织中稳定性碳同位素组成特征，以及牛的品种、饲料对牛组织中δ^13C值的影响，旨在为牛肉产地的同位素溯源技术方法的建立提供理论依据。[方法]采用MAT253型同位素比例质谱仪（IRMS），测定了牛尾毛、脱脂牛肉、牛肉粗脂肪的δ^13C值，并进行了相关性分析。[结果]牛尾毛、脱脂牛肉、牛肉粗脂肪的δ^13C值依次递减的顺序为牛尾毛〉脱脂牛肉〉牛肉粗脂肪，三者之间的相关性达到极显著水平；饲料对牛组织中碳同位素组成的影响远大于牛品种对它们的影响；牛不同组织中稳定性碳同位素组成取决于主膳食的构成和成分，浓缩饲料、添加剂等少量成分对它们的影响很小。[结论]牛组织中δ^13C值是表征牛主膳食构成及追溯牛来源地的一项重要指标。     

饲料中C3植物含量对牛组织中稳定同位素碳、氮组成的影向

研究了饲料中C3植物含量不同时对牛不同组织中稳定性同位素碳、氮组成的影响。18头12~14月龄的青年牛随机分为6组,分别饲喂C3植物含量为50.0%、60.0%、70.0%、80.0%、90.0%、100.0%的饲料,132 d后屠宰。利用同位素比值质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C和δ15N值。结果表明,牛组织中碳同位素主要受饲料的影响,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C3植物含量在牛饲料中的比例增大而降低,并且均与C3植物含量呈极显著的负相关关系,用牛组织中的δ13C值可以预测饲料中C3植物所占的比例。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C3植物含量呈现规律性变化。牛不同组织中δ13C和δ15N与饲料之间的富集或贫化比例与其他报道并不一致。     

羊组织中碳、氮同位素组成及地域来源分析#br#

 【目的】探讨羊组织中C、N同位素组成特征及其在地域间的变化规律,为利用稳定性同位素技术进行羊肉产地溯源提供科学依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪（IRMS）测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区羊肉、羊颈毛及饲料样品中的δ13C和δ15N值,比较不同地域羊组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异,分析羊组织同位素组成的相关关系,结合羊的饲喂方式和地域环境,探讨C、N同位素组成的变化规律。【结果】不同地域羊组织的δ13C、δ15N值有显著性差异,其δ13C值与牧草δ13C值高度相关,主要受牧草种类的影响;δ15N值与饲料和地域环境有关。脱脂羊肉、粗脂肪及羊颈毛的δ13C、δ15N值均呈极显著性相关。【结论】稳定性C、N同位素可以作为追溯羊肉产地及其饲喂体系的参考指标。脱脂羊肉、羊颈毛、粗脂肪均可用于羊肉产地溯源研究。     

羊组织中碳、氮同位素组成及地域来源分析

【目的】探讨羊组织中C、N同位素组成特征及其在地域间的变化规律,为利用稳定性同位素技术进行羊肉产地溯源提供科学依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪(IRMS)测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区羊肉、羊颈毛及饲料样品中的δ13C和δ15N值,比较不同地域羊组织中稳定性碳、氮同位素组成的差异,分析羊组织同位素组成的相关关系,结合羊的饲喂方式和地域环境,探讨C、N同位素组成的变化规律。【结果】不同地域羊组织的δ13C、δ15N值有显著性差异,其δ13C值与牧草δ13C值高度相关,主要受牧草种类的影响;δ15N值与饲料和地域环境有关。脱脂羊肉、粗脂肪及羊颈毛的δ13C、δ15N值均呈极显著性相关。【结论】稳定性C、N同位素可以作为追溯羊肉产地及其饲喂体系的参考指标。脱脂羊肉、羊颈毛、粗脂肪均可用于羊肉产地溯源研究。     

加工对牛肉稳定碳同位素组成的影响

【目的】比较加工和未加工牛肉之间稳定碳同位素组成差异,分析不同加工方式对牛肉稳定碳同位素组成变化的影响,探讨稳定碳同位素对牛肉加工制品产地溯源的可行性。【方法】分别从吉林省榆树市、河北省张家口市、宁夏自治区吴忠市采集牛肉样品,其碳同位素平均组成呈高、中、低梯度分布。牛肉样品经剔除表面脂肪、筋和膜处理后,分成四份,一份作为对照样品,其余三份分别作为煮制、煎制和烤制处理样品。煮制处理工艺为将牛肉切分为1.5 cm3,在超纯水中回流煮沸30 min;煎制处理工艺为将牛肉切分为5 cm×5 cm×1-1.5 cm,在195℃下煎制13 min;烤制处理工艺为将牛肉样品切成5 cm×5 cm×1-1.5 cm,在180℃烘烤30 min。对未加工及加工牛肉样品进行冷冻干燥、磨粉及脱脂处理。利用元素分析-同位素比率质谱仪（EA-IRMS）检测未加工和煮制、煎制、烤制加工牛肉样品,以及加工副产物汤渣、烤渣和煎渣中的δ13C值。对加工前后的牛肉样品中δ13C值进行单因素方差分析、配对样本t检验分析和Duncan’s多重比较分析,比较未加工牛肉、不同加工处理牛肉及加工副产物之间碳同位素组成差异,并利用碳同位素为指标对未加工和加工牛肉产地来源进行系统聚类分析。【结果】煮制、煎制和烤制处理与未加工脱脂牛肉之间的碳同位素组成无显著差异,加工前后碳同位素差值范围在0.006‰-0.489‰;煮制和烤制加工处理前后牛肉粗脂肪中碳同位素无显著差异,但煎制处理前后牛肉粗脂肪中δ13C值显著降低（P＜0.05）,3组煎制牛肉样品粗脂肪中δ13C平均值分别降低7.790‰、7.288‰和4.104‰,说明煎炸油影响牛肉粗脂肪中碳同位素组成;碳同位素比率高、中、低的牛肉样品经煮制和烤制后,其副产物汤渣、烤渣与加工后脱脂牛肉中碳同位素组成无显著差异,而煎制后的副产物（煎渣）与脱脂牛肉之间有显著差异,而与加工牛肉的粗脂肪中碳同位素组成比较接近;利用碳同位素对3个地域中未加工和不同加工后牛肉样品产地的聚类结果表明,加工和未加工的牛肉均按照各自的地域来源被明确聚类,而且各地域加工处理前后的牛肉均被聚为一类。【结论】煮制、煎制和烤制对牛肉碳同位素组成无显著影响,δ13C值可作为牛肉加工制品产地溯源的指标。     

稳定同位素技术在肉羊产地溯源中的应用

[目的]通过比较不同部位羊肉中碳氮稳定同位素差异,以及对羊肉、全骨粉、脱脂骨粉与骨胶原的稳定同位素分析,为肉羊产地溯源鉴别提供技术支持.[方法]利用同位素比率质谱仪(IRMS)测定不同部位脱脂羊肉中δ13C和δ15N值,进而比较不同产地来源(新西兰和中国宁夏、甘肃、安徽)的羊肉、全骨粉、脱脂骨粉与骨胶原中δ13C和δ1...     

三七不同器官稳定同位素变化规律

明确三七不同器官中碳、氮、氢、氧同位素的变化规律,以及年限对三七碳、氮、氢、氧稳定同位素的影响,为三七不同器官产地溯源提供理论依据.利用同位素比率质谱仪测定来自云南、广西44个3年生和7个2年生春三七各器官花、茎叶、芦头、块根、筋条、须根中的δ13 C、δ15 N、δ2 H、δ18 O,利用独立样本均值检验以及Duncan's法进行多重比较分析.不同年限间,三七各器官δ13C、δ15N、δ2H、δ18O均无差异.不同器官间δ13C、δ2H变化规律基本一致,均为地下部分极显著高于地上部分,即δ13C表现为芦头、块根、筋条、须根>花、茎叶(P<0.01);δ2H表现为芦头、块根、筋条>须根>花、茎叶(P<0.01);δ15N则表现为花、茎叶>芦头、块根、筋条>须根;δ18O表现为块根>芦头>花、须根(P<0.01).稳定同位素碳、氮、氢、氧在三七不同器官中的分馏效果是不一致的,在进行三七产地溯源时,可以不考虑年限因素.在进行三七各器官产地溯源时,应根据其同位素变化规律选择有差异的同位素指标.     

牛尾毛中稳定性碳同位素组成变化规律研究

 【目的】研究牛尾毛中稳定性碳同位素组成随饲料改变的变化规律,确证牛尾毛一旦长成,其中的稳定性碳同位素不再与其它部分的进行交换,每段毛发记录的同位素信息可反映毛发生长时的饲料信息。【方法】设计控制饲料配比的牛模型试验,利用同位素比率质谱仪测定不同段位牛尾毛中的δ13C值,分析不同段位牛尾毛的δ13C值随饲料改变的变化趋势,以及牛尾毛中的δ13C值与饲料、牛个体的关系。【结果】随着牛生育过程中饲料成分的改变,不同段位牛尾毛中碳同位素组成有极显著差异,而且饲料对牛尾毛中碳同位素组成的影响远大于个体对其的影响;分段取得的牛尾毛δ13C值与其饲料δ13C值、C4植物饲料比例呈极显著相关（P＜0.01）,而不分段的牛尾毛δ13C值与饲料碳同位素组成相关性不显著。【结论】牛尾毛一旦长成,其中的稳定性碳同位素不再与其它部分进行交换,每段毛发的同位素信息可反映牛在毛发生长时的饲料信息,牛尾毛可以看作是记录牛饲料改变信息的档案库。     

稳定性氢同位素在羊肉产地溯源中的应用

 【目的】探讨稳定性氢同位素在羊肉产地来源鉴别中的作用,为羊肉产地同位素溯源指标体系的确定和构建提供依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪（IRMS）测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区脱脂羊肉中的δ2H值,通过方差分析和相关分析,探讨稳定性氢同位素组成的地域特征及其变化规律;结合C、N同位素指标,采用聚类分析及判别分析,进一步了解氢同位素在羊肉产地来源判别中的作用。【结果】不同地域来源羊肉中的δ2H值具有显著性差异,其δ2H值主要与当地饮水中的δ2H值高度相关。判别分析结果表明,δ2H值可使δ13C、δ15N指标对羊肉产地的正确判别率由80.8% 提高到88.9%。【结论】稳定性氢同位素能够提供可靠的地域信息,可作为追溯和鉴定羊肉产地来源的一项有效指标。     

不同桉树品种稳定碳同位素研究

测定了10个不同品种桉树的叶、枝干、根的稳定碳同位素(δ13C值)。结果表明,同种桉树的叶、枝干、根的δ13C值差异显著且依次降低。δ13C值在无性系之间差异显著,叶、枝干δ13C值在种间差异不显著,根的δ13C值在种间差异显著。各个器官的δ13C值和植物半致死温度之间的相关性都在0.3以下,因此δ13C值能否作为品种或抗寒性的判定指标,还需要对δ13C值和其他抗寒性指标的关系做进一步的研究。     

氮、氧同位素与地下水中硝酸盐溯源研究进展

地下水的硝酸盐氮污染已经成为人们普遍关注的问题.最根本的解决办法就是找到硝酸盐的来源,切断污染源.不同N来源的硝酸盐具有不同的N、O同位素组成,利用NO3-中δ15N和δ18O对硝酸盐污染进行示踪研究是当前地下水污染研究的一个重要方向.介绍了水样NO3-氮、氧同位素分析的多种预处理方法、N、O同位素的测定技术以及存在的问题,并对未来发展的方向做了阐述.     

湿地松针叶碳氮稳定同位素及水分利用效率

以福建省福州市滨海沙地湿地松(Pinus elliottii)人工林为研究对象,采用同位素质谱仪测定不同叶龄(当年生、1年生、2年生)针叶碳氮同位素丰度值(δ13C、δ15N),然后运用δ13C值来估算碳同位素分辨率(△13C)和水分利用效率(WUE),研究叶龄对湿地松针叶碳氮稳定同位素组成、△13C、WUE的影响,从而为滨海沙地湿地松人工林的科学经营提供依据.结果 表明:C3植物湿地松针叶的δ13C、δ15N、△13C、WUE的平均值分别为(-2.9323±0.0897)％、(-0.4752±0.0245)％、(2.1224±0.0944)％和(30.842±5.038) μmol·mol-1,但是叶片的δ13C、δ15N值均低于全国平均值,而且δ15N值偏负.叶龄对δ13C、δ15N、△13C、WUE均有显著影响(P＜0.05),其中δ13C、δ15N、WUE随叶龄增加而降低,△13C随叶龄增加而增加.湿地松针叶的δ13C与δ15N呈极显著线性正相关(y=3.553x-1.244,R2=0.945,P＜O.001).     

EA-IRMS技术在牛磺酸碳、氮同位素测定中的应用

分析不同纯度的南珠贝肉牛磺酸样品中的δ13C、δ15N比值。利用元素分析仪-稳定同位素比率质谱仪(EA-IRMS)联用技术测得δ13C为(-2.155%)~(-1.924%),δ15N为0.669%~1.347%,方差分析和回归分析结果表明,δ13C、δ15N比值与牛磺酸的含量是负线性相关,即牛磺酸含量越高,则δ13C、δ15N越小,当牛磺酸的含量99%,下降减缓或趋于稳定,EA—IRMS联用技术可用于分析鉴别不同纯度的牛磺酸样品中的碳、氮同位素比值。     

降水-滴水的δ~(18)O/δD年季变化及与大气环流的关系——以重庆芙蓉洞地区为例

通过对2011年4月至2012年12月期间重庆市芙蓉洞外大气降水氢氧稳定同位素、降水量、温度和洞穴滴水、池水中δD,δ18 O的连续监测,分析了芙蓉洞地区降水中δD,δ18 O的变化特征及其与ENSO事件和季风指数的关系.当地大气降水线方程的截距和斜率均大于全球大气降水线,大气降水中δD和δ18 O值与大气温度成负相关关系,δ18 O与温度的相关系数为r=-0.693(n=20);与降水量的相关系数为r=-0.121(n=20);过量氘(d)也体现出夏季低冬季高的特点.不同季节的水汽源地差异是导致该地区大气降水中δD和δ18 O值出现季节差异的主要原因.芙蓉洞所在的中国南方季风区大气降水中氢氧稳定同位素组成与ENSO有密切联系.当厄尔尼诺发生时,西太平洋副热带高压势力强盛,西北太平洋季风指数高,导致中国南方地区大气降水中氢氧稳定同位素值偏重;拉尼娜发生时,东南信风强,印度洋季风指数高,降水稳定同位素偏轻.     

基于稳定同位素自然丰度技术的土壤氧化亚氮产生与排放过程研究进展

氧化亚氮(N₂O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N₂O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N₂O的同位素值δ15Nbulk(N₂O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ18O(N₂O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ15Nsp(N₂O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N₂O来源、指示N₂O产生的微生物作用途径,在N₂O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N₂O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ15Nbulk、δ18O和δ15Nsp在分析N₂O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N₂O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ15Nsp等N₂O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N₂O溯源研究。图2参80     

科尔沁沙地杨树水分利用策略

目的在科尔沁沙区, 杨树人工林出现了不同程度的退化现象, 水分是本地区植物生存的主要限制因子, 本文为了探究科尔沁沙地杨树人工林的水分来源及水分利用机制, 揭示水分与杨树人工林退化的关系, 为科尔沁沙地杨树人工林生态系统恢复和重建提供参考依据。方法利用氧稳定同位素技术以科尔沁沙地杨树人工林为研究对象, 采用“DELTA plus XP”稳定同位素比例质谱仪测定植物(木质部)水及各潜在水源δ18O值, 结合自动气象站(HOBO U30-NRC)连续观测降雨量等环境和气象因子, 利用同位素质量守恒多元分析方法, 分析雨季和旱季杨树人工林水分利用策略。结果(1) 雨季土壤含水量均高于旱季, 雨季在0~100 cm土层的土壤含水量随土层深度显著增加(P < 0.05), 而100~170cm土层的土壤水分含量显著下降(P < 0.05);旱季林内土壤水分含量均大于林外土壤水分含量, 但差异均不显著(P>0.05)。(2)土壤水和植物水δ18O值都高于地下水δ18O值; 旱季土壤水δ18O值整体上比植物水δ18O值低; 雨季土壤水δ18O值反而高于植物水δ18O值。(3)杨树人工林旱季主要吸收利用130cm以下的深层土壤水, 对浅层土壤水利用较少; 雨季杨树人工林除了吸收130cm以上土壤水, 还少量的吸收深层土壤水和地下水。结论(1) 浅层土壤水氧同位素值受到太阳辐射和降水的干扰程度较大, 而深层土壤水受到的干扰程度较小。在旱季, 林内各层土壤水均大于林外各层土壤水, 尤其是80~170cm土壤层更加显著, 这从侧面解释了杨树在利用较深的土壤水及地下水时, 会将少量水分释放到土壤表层这一现象。(2)雨季沙地杨树人工林主要利用浅层土壤水, 旱季杨树人工林主要利用深层土壤水和地下水。杨树人工林根系在浅层和深层土壤中均有分布, 此种根系分布特征保证了杨树人工林在不同季节采用不同的水分利用策略, 从而确保自身水分的生理需要, 是植物应对干旱沙地环境适应性的表现。      

养殖克氏原螯虾不同季节稳定同位素特征

为了更好地对克氏原螯虾进行育种和养殖,对江苏省淮安区南闸镇水产养殖基地中夏季和秋季的克氏原螯虾作生物学分析和稳定同位素分析。其中,有效试验龙虾共90尾,体长范围在6.48～12.88 cm,其中夏季和秋季克氏原螯虾体长、体质量、头胸甲之间差异均不显著。克氏原螯虾δ~(13)C值范围为-28.97～-19.03(n=90);δ~(15)N值范围为4.86～14.30(n=90)。按不同体长将克氏原螯虾进行分组,发现体型较小的组与体型较大的组之间稳定同位素值均存在显著差异(P0.05),而不同性别之间的克氏原螯虾稳定同位素值不存在差异。不同季节之间雌性克氏原螯虾δ~(13)C值之间没有差异,而δ~(15)N值存在显著差异(P0.05);不同季节雄性克氏原螯虾δ~(13)C值和δ~(15)N值均存在显著差异(P0.05),并且δ~(15)N值差异极显著(P0.01)。通过对克氏原螯虾的生物学特征和稳定同位素特征进行分析,可以更好地了解养殖环境中克氏原螯虾的生长情况以及摄食状况,从而能够根据克氏原螯虾的生长习性和生活习惯进行养殖改进,为克氏原螯虾的育种和养殖提供数据支持和指导作用。     

洞穴新生碳酸钙碳同位素对地表石漠化的指示意义

[目的]研究洞穴新生碳酸钙碳同位素对地表石漠化的指示意义。[方法]采用质谱仪分别测定了贵州中西部洞穴沉积物中δ18O、δ13C值及植被、土壤样品中δ13C值。[结果]洞穴沉积物δ13C值与地表植被覆盖率有关;冰期的δ13C较重,说明降雨量的减少会导致植被的减少;间冰期时段,较老δ13C之间相似,但与新生碳酸钙的δ13C差异较大,说明现代的人类活动对植被的影响比自然因素变化的影响更明显;洞穴沉积物δ13C值基本反映了地表植被、土壤中有机碳δ13C值的变化,植物覆盖率和植被类型是影响洞穴沉积物δ13C值重要因素,地表石漠化的等级越高,洞穴沉积物中δ13C值越重。[结论]洞穴沉积物δ13C记录为研究石漠化演变奠定了理论基础。