Food and beverage fraud prevention using stable isotope fingerprints

Význam tématu

Farmářský a potravinářský průmysl čelí rostoucímu tlaku na odhalování podvodů v oblasti označování a ředění výrobků. Stabilní izotopové otisky nabízejí spolehlivou cestu ke stanovení pravosti původu a složení potravin a nápojů, přičemž využívají chemické signatury vzniklé biogeochemickými procesy.

Cíle a přehled studie

Primárním cílem textu je představit využití izotopových otisků pro detekci adulterací ve víně, medu, zelenině i destilátech. Autoři popisují příklady analýz, demonstrují interpretaci dat a hodnotí schopnost jednotlivých IRMS metod rozlišit autentické a pozměněné vzorky.

Použitá metodika a instrumentace

Pro měření stabilních izotopů byli využiti specialisté firmy Thermo Fisher Scientific s následujícími přístroji:

• EA-IRMS (Elemental Analyzer IsoLink IRMS) pro celkové izotopové stanovení uhlíku a dusíku.
• GC-IRMS (GasChromatography IsoLink II + DELTA V) pro oddělená měření δ13C etanolu ve víně a tequile.
• GasBench II + DELTA V pro analýzu kyslíkových izotopů ve vodě ředících víno.
• LC-IRMS (LC IsoLink IRMS) pro oddělené stanovení δ13C glukózy a fruktózy v medu.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza ředění vína vodou odhalila lineární závislost δ18O na přídavku vody, což umožňuje kvantifikovat ředění.
V medu se kombinací δ13C celkových cukrů, poměru fru/glu a obsahu C4 cukrů jednoznačně identifikovaly čtyři pozměněné vzorky.
Zelenina pěstovaná s organickými hnojivy vykazovala δ15N +10‰ až +20‰ oproti +3‰ až +5‰ u vzorků z minerálních hnojiv.
Destilát tequila prokázal odlišné izotopové signatury C a O etanolu u pravé agáve a směsí s cukrem či kaňou, čímž se potvrdila přítomnost nekvalitních přísad.

Přínosy a praktické využití metody

Stabilní izotopové otisky umožňují laboratořím:

• Spolehlivě ověřit původ a integritu potravin a nápojů.
• Rozšířit analytické portfolio o izotopové metody pro širokou škálu vzorků (od medu po destiláty).
• Pracovat s integrovanými softwarovými řešeními pro vysokou propustnost a automatizaci měření.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj softwarových nástrojů pro automatizovanou analýzu a interpretaci izotopových dat. Kombinace s metabolomikou, přídatnými značkami a strojovým učením může zvýšit citlivost a rozlišení metod. Dále roste potenciál rozšíření na nové komodity a sledování životního cyklu produktu.

Závěr

Stabilní izotopové otisky představují účinný, objektivní a robustní přístup k detekci potravinových a nápojových podvodů. V kombinaci s vyspělou instrumentací umožňují odhalit ředění, ředění cukrem, nesprávné označování i geografické padělky s vysokou přesností.

Reference

• 1. Sturm M., Kacjan-Marsic N., Lojen S. Journal of Science of Food and Agriculture 2011, 91, 262–267.
• 2. Ehleringer J.R., Chesson L.A., Valenzuela L.O. Elements 2015, 11, 259–264.
• 3. Schellenberg A. et al. Food Chemistry 2010, 121, 770–777.
• 4. Camin F. et al. Analytical and Bioanalytical Chemistry 2007, 389, 309–320.
• 5. Bowen G.J. et al. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2005, 19, 3442–3450.
• 6. Greule M. et al. European Food Research and Technology 2010, 231, 933–941.
• 7. Calderone G., Reniero F., Guillou C. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2006, 20, 937–940.
• 8. Cabanero A.I., Recio J.L., Ruperez M. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2008, 22, 3111–3118.
• 9. Laursen K.H. et al. Food Chemistry 2013, 141, 2812–2820.
• 10. Schmidt H.L. et al. Isotopes in Environmental and Health Studies 2005, 3, 233–238.
• 11. Rhodes C.N. et al. Food Chemistry 2009, 114, 697–701.
• 12. Camin F. et al. Food Chemistry 2010, 118, 901–909.
• 13. Foldhazzi G. Acta Alimentaria 1994, 23, 299–311.