本发明属于食品检测领域，涉及一种检测果汁中外源甜菜糖的方法。
背景技术：
：浓缩果汁是我国水果深加工的主要产品，浓缩果汁是生产果汁、果酒和果醋的重要原料，目前我国浓缩果汁远销全球60多个国家和地区，稳居全球最大的浓缩果汁生产国和出口国。国外进口商十分重视浓缩果汁的质量安全与真实性，早在2012年，欧盟理事会通过了一项果汁指令，规定“果汁中不允许添加糖类成分”，果汁中有无添加非苹果来源的廉价糖原料是国际贸易中的关键指标。稳定同位素技术是检测果汁产品及原料掺假掺杂问题的重要手段，根据碳同位素特征的差异能够检测果汁中是否掺入碳-4植物糖(包括甘蔗糖、高果玉米糖浆)，欧洲、美国和我国均制定了果汁中碳同位素的分析方法标准，欧洲果蔬汁行业协会(aijn)颁布了果汁中碳-4植物糖的判定标准，但此类标准对检测甜菜糖无实际意义。在此背景下，美国分析化学家协会(aoac)制定了点特异性分馏-核磁共振(snif-nmr)检测果汁中甜菜糖的方法。该方法需要①将果汁稀释后经过酵母菌发酵转换成乙醇，由于糖转化为乙醇过程中，一些不可交换氢成分会转移到乙醇的甲基位点上；②通过特定微蒸馏系统在保证无同位素分馏的情况下从发酵液中分离提取乙醇，③准确测定提取物中乙醇浓度并精确称量乙醇进样量，④使用大功率核磁共振波谱仪测定乙醇甲基上的氢同位素比值，记为果汁中糖的不可交换氢的同位素比值。然而，该技术存在两大缺点：①上述微蒸馏系统需要特别定制才能达到回收率高于96.5％、馏分中乙醇浓度大于95％v/v的要求，该微蒸馏系统为法国eurofins公司的专利产品，单套需80万人民币，而且使用过程中对操作人员的熟练程度要求高，尽管如此，单次蒸馏的时间也需要4h以上；②核磁共振仪测定乙醇甲基的氢同位素比值，其原理是测定定量样品中甲基位点的氘的绝对含量，由于自然状态下氘的含量仅占氢原子的0.02％，因此为得到足够的信噪比和稳定性，单一样品的测定时间长达5h以上。上述两个缺陷导致该项技术的分析效率很低，而且我国至今尚无一单位能够运用该技术，这严重妨碍了我国在果汁掺假检测领域的研究与应用。技术实现要素：本发明提出采用稳定同位素技术准确分析糖的不可交换氢的同位素特征，构建该特征的数据库，并以此为基础检验产品中是否含有甜菜糖。本发明提出一种检测果汁中外源甜菜糖的方法，包括如下步骤：1)选取纯果汁样品，去除水分，配制纯果汁样品的水溶液，发酵，将纯果汁样品转化成乙醇，测定乙醇的氢同位素比值，构建纯果汁转化的乙醇的氢同位素比值数据库；2)将待测果汁，去除水分，配制待测果汁的水溶液，发酵，将待测果汁转化成乙醇，测定乙醇的氢同位素比值；3)将步骤2)待测果汁乙醇的氢同位素比值测定结果与步骤1)所得纯果汁样品的乙醇的氢同位素比值数据库进行比较，若待测果汁的测定结果小于数据库的最小值，则认定待测果汁中添加了甜菜糖。进一步地，步骤1)和步骤2)中，去除水分包括：将纯果汁样品或待测果汁用水溶解，冷冻干燥，得固体粉末。进一步地，步骤1)和步骤2)中，去除水分、配制纯果汁样品的水溶液、配制待测果汁的水溶液中，所使用的水为相同的水，且水中氢同位素比值相同。进一步地，步骤1)和步骤2)中，发酵的条件相同；发酵的条件包括：分别向纯果汁样品的水溶液、待测果汁的水溶液加入活性干酵母，30±0.5℃厌氧发酵直至发酵结束。本发明中，所述纯果汁样品为鲜榨果汁，是无任何非法添加的产品，其所构建数据库为真实有效的数据库。进一步地，所述活性干酵母的添加量为0.5wt％。进一步地，步骤1)和步骤2)中，乙醇的氢同位素比值用气相色谱-裂解-稳定同位素比值质谱技术测定。上述技术中，气相色谱从发酵液等含氢混合物中在线分离乙醇，并在裂解装置中将乙醇上的6个氢原子均转变成氢气，再利用稳定同位素比值质谱仪测定乙醇的氢同位素比值，无需离线提纯乙醇，操作简单，方便快捷。进一步地，步骤1)和步骤2)中，发酵所得发酵液中乙醇在进样前用无水丙酮稀释至8g/l。进一步地，所述果汁包括橙汁、苹果汁、梨汁的一种或两种以上。本发明具有以下优势：本发明基于代谢组学、稳定同位素分馏原理和稳定同位素比值分析技术实现了果汁中甜菜糖的检测，通过稳定同位素技术检测果汁中甜菜糖的方法，去除果汁中水分影响、排除果汁糖中羟基氢交换的干扰，分析果汁糖中不可交换氢的同位素特征并建立数据库，通过对比，据此判断待测样品是否含有甜菜糖。本发明提供的方法，克服了当前需要snif-nmr系统的技术难题，有效解决了果汁领域中缺乏简单快速、低成本检验甜菜糖的方法的应用技术难题。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1待测橙汁中甜菜糖检测a)收集对照样品：从橙汁生产企业采集浓缩橙汁原料6个，新鲜脐橙27个，记录采样时间与地点；b)获取待检样品：登记待检橙汁的详细信息，分为待检样品一与待检样品二；c)新鲜脐橙榨汁，浓缩果汁按照1:5的比例用水稀释成橙汁，各对照橙汁样品和待检样品均取150g橙汁，取粉末待用；d)分别取各样品的固体粉末20g，用80g水(水中δ2h固定且统一，如均为-80.49‰)后溶解后加0.5g活性干酵母，控制发酵条件，在30℃条件下进行厌氧发酵，将糖分转化为乙醇；e)取各发酵液1ml，用无水丙酮将发酵液稀释至乙醇浓度8g/l左右，用0.22um水系滤膜过滤后保存待用；f)调整气相色谱-裂解-稳定同位素比值质谱系统的工作状态，测定丙酮稀释后的各发酵液中乙醇的氢同位素比值；测得到对照样品转化的乙醇δ2h值分布范围为-301.67‰～-238.03‰，由此得橙汁数据库中乙醇δ2h值的最小值为-301.67‰；待检橙汁样品一的乙醇δ2h值为-327.28‰，待检橙汁样品二的乙醇δ2h值为-263.96‰；g)对比待检橙汁与橙汁数据库的乙醇δ2h值可知：待检橙汁样品一的乙醇δ2h值小于数据库最小值，可判定为产品中含有甜菜糖；待检橙汁样品二的乙醇δ2h值符合数据库的分布范围，可判定为产品中不含甜菜糖。实施例2待测苹果汁中甜菜糖检测a)收集对照样品：从苹果汁生产企业采集浓缩苹果汁原料18个，新鲜苹果12个，记录采样时间与地点；b)获取待检样品：登记待检苹果汁的详细信息，记为浓缩苹果汁样品一与浓缩苹果汁样品二；c)新鲜苹果榨汁，浓缩果汁按照1:5的比例用水稀释成苹果汁，各对照苹果汁样品和待检样品均取150g苹果汁，取粉末待用；d)分别取各样品的固体粉末20g，用80g水(水中δ2h固定且统一，如均为-80.49‰)后溶解后加0.5g活性干酵母，控制发酵条件，在30℃条件下进行厌氧发酵，将糖分转化为乙醇；e)取各发酵液1ml，用无水丙酮将发酵液稀释至乙醇浓度8g/l左右，用0.22um水系滤膜过滤后保存待用；f)调整气相色谱-裂解-稳定同位素比值质谱系统的工作状态，测定丙酮稀释后的各发酵液中乙醇的氢同位素比值，得到对照样品转化的乙醇δ2h值分布范围为-325.86‰～-275.26‰，由此得苹果汁数据库中乙醇δ2h值的最小值为-325.86‰；待检浓缩苹果汁样品一的乙醇δ2h值为-315.63‰，待检浓缩苹果汁样品二的乙醇δ2h值为-287.54‰；g)对比待检果汁样品与苹果汁数据库的乙醇δ2h值可知，两个待检浓缩苹果汁的乙醇δ2h值均大于-325.86‰，因此可判定为产品中不含甜菜糖。试验例1验证本发明检测方法的准确性a)选取一个甜菜糖(编号1#)和一个新鲜橙汁样品(编号2#)为研究对象；b)根据橙汁样品的含糖量，分别向其中加入20％、40％、60％和80％的甜菜糖，编号分别为3#、4#、5#和6#；c)从上述6个样品中各取100g并冷冻干燥，保留固体粉末待用；h)取各样品的固体粉末20g，各加入δ2h＝-80.49‰的水80ml，加入0.5g活性干酵母，控制发酵条件，在30℃条件下进行厌氧发酵，将糖分转化为乙醇；i)取各发酵液1ml，用无水丙酮将发酵液稀释至乙醇浓度8g/l左右，用0.22um水系滤膜过滤后保存待用；j)调整气相色谱-裂解-稳定同位素比值质谱系统的工作状态，测定丙酮稀释后的各发酵液中乙醇的氢同位素比值，结果见表1。k)同时预测值。根据纯果汁样品和甜菜糖的混合比例计算而得。表1各样品转化的乙醇δ2h值(‰)样品编号1#2#3#4#5#6#测定值-371.07-262.05-283.854-305.658-327.462-349.266预测值---285.56-302.87-331.54-345.39差异---1.712.79-4.083.88由表1可知，预测值与测定值的差值的绝对值均＜4.1‰，符合稳定同位素比值质谱仪测定氢同位素比值的标准偏差＜3‰要求，因此可说明本发明方法能够准确分析橙汁转化的乙醇的氢同位素比值；而对比实施例1中橙汁乙醇的氢同位素数据库，通过本例可知当橙汁中掺入甜菜糖比例高于40％时乙醇δ2h值已小于数据库的最小值，即可判定为橙汁中含有甜菜糖。以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种检测果汁中外源甜菜糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选取纯果汁样品，去除水分，配制纯果汁样品的水溶液，发酵，将纯果汁样品转化成乙醇，测定乙醇的氢同位素比值，构建纯果汁转化的乙醇的氢同位素比值数据库；
2)将待测果汁，去除水分，配制待测果汁的水溶液，发酵，将待测果汁转化成乙醇，测定乙醇的氢同位素比值；
3)将步骤2)待测果汁乙醇的氢同位素比值测定结果与步骤1)所得纯果汁样品的乙醇的氢同位素比值数据库进行比较，若待测果汁的测定结果小于数据库的最小值，则认定待测果汁中添加了甜菜糖。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤1)和步骤2)中，去除水分包括：将纯果汁样品或待测果汁用水溶解，冷冻干燥，得固体粉末。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
步骤1)和步骤2)中，去除水分、配制纯果汁样品的水溶液、配制待测果汁的水溶液中，所使用的水为相同的水，且水中氢同位素比值相同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤1)和步骤2)中，发酵的条件相同；发酵的条件包括：分别向纯果汁样品的水溶液、待测果汁的水溶液加入活性干酵母，30±0.5℃厌氧发酵直至发酵结束。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤1)和步骤2)中，乙醇的氢同位素比值用气相色谱-裂解-稳定同位素比值质谱技术测定。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤1)和步骤2)中，发酵所得发酵液中乙醇在进样前用无水丙酮稀释至8g/l。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述果汁包括橙汁、苹果汁、梨汁的一种或两种以上。
技术总结本发明提出一种检测果汁中外源甜菜糖的方法，属于食品检测领域。该方法包括如下步骤：1)选取纯果汁样品，去除水分，配制纯果汁样品的水溶液，发酵，将纯果汁样品转化成乙醇，测定乙醇的氢同位素比值，构建纯果汁转化的乙醇的氢同位素比值数据库；2)将待测果汁，配制待测果汁的水溶液，发酵，测定乙醇的氢同位素比值；3)将步骤2)待测果汁乙醇的氢同位素比值测定结果与步骤1)所得纯果汁样品的乙醇的氢同位素比值数据库进行比较，若待测果汁的测定结果小于数据库的最小值，则认定待测果汁中添加了甜菜糖。本发明主要用于检测果汁中外源甜菜糖，有效解决了果汁中缺乏简单快速、低成本检验甜菜糖的方法的应用技术难题。
技术研发人员：钟其顶;王道兵
受保护的技术使用者：中国食品发酵工业研究院有限公司
技术研发日：2020.02.06
技术公布日：2020.06.09
