EA-IRMS: Characterizing Himalayan rice of different origin by oxygen and hydrogen isotope fingerprints

Význam tématu

Ve světovém potravinářství je ověřování původu surovin klíčové pro prevenci padělání a ochranu spotřebitele i producentů. Metody založené na stanovení stabilních izotopů kyslíku a vodíku nabízejí spolehlivý způsob, jak odhalit nepravdivé označení geografického původu rýže a zajistit integritu potravinového řetězce.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo demonstrovat možnosti použití izotopových otisků (fingerprints) kyslíku (δ18O) a vodíku (δ2H) pro rozlišení rýže pěstované ve dvou himálajských regionech s odlišnou nadmořskou výškou. Studie analyzovala 69 vzorků rýže a identifikovala typické hodnoty izotopových poměrů pro každou oblast.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky rýže byly po usušení při 80 °C připraveny v množství ~2 mg a zapečetěny do stříbrných ampulek. Analýza proběhla pomocí:

• Termo Scientific™ EA IsoLink™ IRMS System
• MAS Plus Autosampler pro automatické dávkování
• DELTA V™ Isotope Ratio Mass Spectrometer pro rozlišení plynů CO a H₂

Jednotlivé měření trvalo přibližně 450 s na vzorek.

Hlavní výsledky a diskuse

Základní rozlišení vzorků ukázalo dvě skupiny:

• Subset 1 (nižší nadmořská výška): průměr δ2H = –62 ‰, průměr δ18O = +28,7 ‰
• Subset 2 (vyšší nadmořská výška): průměr δ2H = –67 ‰, průměr δ18O = +27,1 ‰

Rozložení dat ve 2D grafu δ18O versus δ2H vykázalo jasné oddělení obou skupin. Nižší izotopové hodnoty ve vyšší nadmořské výšce odpovídají větší depleci těžkých izotopů v srážkové vodě, což potvrzuje soulad s globální meteoricou vodní linií (GMWL).

Přínosy a praktické využití metody

Tato metoda poskytuje laboratorím robustní rámec pro:

• ověřování pravosti a geografického původu rýže
• detekci a prevenci podvodných praktik v potravinářském průmyslu
• podporu kvality, transparentnosti a důvěryhodnosti značek

Budoucí trendy a možnosti využití

Perspektivní směry rozvoje zahrnují:

• rozšíření databází izotopových otisků pro různé plodiny a regiony
• integraci víceizotopových dat (C, N, S) s chemometrickými modely
• aplikace v reálném čase (portable IRMS) pro rychlé ověřování přímo v terénu

Závěr

Analýza stabilních izotopů kyslíku a vodíku pomocí EA-IRMS prokázala vysokou schopnost rozlišit rýži z odlišných himálajských lokalit podle nadmořské výšky. Metoda nabízí spolehlivé a automatizované řešení pro laboratorní kontrolu původu potravinových surovin a přispívá k ochraně před potravinovými podvody.

Reference

1. Kelly S. et al., European Food Research and Technology, 214(1), 72–78 (2002).
2. Suzuki Y. et al., Food Chemistry, 109(2), 470–475 (2008).
3. Chung I.M. et al., Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(7), 2433–2439 (2016).