【毕业学位论文】（Word原稿）利用稳定同位素进行鸡肉溯源的研究动物营养与饲料科学硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 利用稳定同位素进行鸡肉溯源的研究 on by on by I 摘 要 2006 年 10 月 农产品质量安全法颁布实施 之际 ，我国 将逐步实行农产品质量安全追溯制度，对市场上销售的不符合质量安全标准的农产品追根溯源，查明责任，依法处理。实施农产品安全追溯制有利于保证农产品的安全、增强消费者对食品安全的信心。 目前，国际上主要通过条形码系统和稳定同位素、 红外反 射光谱等检测技术追溯农产品的来源。通过检测技术追溯农产品的来源，可以 验证已标明产地产品的真实性，与条形码溯源系统形成互为验证的平行技术；识别错标记或假冒产品；辨别第三国（地）产品；甄别有特别标注例如“有机”、“绿色”、“生态”产品。 稳定同位素技术因为其特有的优点，在地质、医学、环境科学中很早就得到研究和应用。近年来，稳定同位素技术又被应用于动物产品的溯源研究中。 本研究 以碳、氮、氢、氧等稳定同位素作为指示剂，分析了 鸡肉 、 饲料 和饮水 中 相关的指标，追溯了鸡肉中色素的来源 及 鸡肉的产地，从而对产品的来源进行了有效 的追溯。 试验一：本试验选用 320 只 1 日龄 鸡，分成两组，每组 4 个处理，每个处理 4 次重复，分别用添加不同 浓度 加丽素红的基础日粮和玉米含量不同的基础日粮饲喂 42 天。在试验期的第21 天和第 42 天，测定鸡爪的 ，并且采集鸡肉样品 。样品 经过前处理，测定其稳定同位素 13C 值和 15N 值。结果表明：鸡爪的 与加丽素红的添加量及玉米含量，鸡肉粗蛋白中 13C 与饲料中的玉米含量呈显著的正相关， 相关系数分别为 肝脏 肾脏的脂肪。相对膳食而言，脂肪组织在合成过程中对 肌肉、毛发、肝脏、血液和血浆组织对 外，他们还发现，各组织中的 13 13关系数变化范围在 尽管动物在利用食物过程中存在不同程度的同位素分馏现象，但从整体上看，动物的同位素组成还是由食物同位素组成决定的，而 植物间也存在稳定同位素组成差异，且这种差异在特定环境中是恒定的、可以预测的。同时，植物同位素组成差异又反映在生活于不同环境的动物组织中（ ， 1994）。 由此可见，植物与动物组织中稳定同位素组成的对应关系是利用稳定同位素技术研究动 以 ,测得动物组织中稳定同位素值，结合动物生存环境中植物的稳定同位素组成特征 ,，我们就可以对动物的食物来源进行较为准确的分析。 另外，稳定性氢、氧同位素是广泛存在于水中的环境同位素， 在降水、地表水、地下水、土壤水和动、植物体内水转化循环过程中 , 发生 氢氧同位素的分馏 , 不同的水有不同的氢氧同位值。利用这种差异 , 可研究水分来源，从而可以推断动物的地理起源。 1961） 根据不同地区收集的大量雨水资料分析 ,提出了降水样品对 18O 和 D 值成线性关系的全球雨水线方程 ： D= 8 18O+10 我国科学家曾对天然降水中的氢氧同位素组成进行了研究 （于津生 ， 1987） , 在我国东部 , 大气降水的雨水线方程为 : D= 8O+ 一结果与全球雨水线相近 ； 同时在东部地区存在纬度效应和海拔效应 ,随着纬度的升高 ， 18 随着海拔升高 ， 18 海拔每升高 100m, 18值分别下降 对于 D， 由于大气降水的氢氧同位素受纬度效应、海拔效应和大陆效应的综合影响 ， 因此不同地区的降水有不同的含量 ， 其雨水线接近全球雨水线 ， 但并不相等。多项研究表明，动物组织水中 D、 18值与 18因此，可以根据不同动物组织水中 18 2004）测定了来自平原和高原地区中度泌乳水平的荷斯坦奶牛所产的牛奶，然后 和当地的饮水比较，结果发现，牛奶中 18 2，这个相关同样适用于当地饮水中 18 2时，牛奶和牛肉中 182002）也调查了德国、中国农业科学院硕士学位论文 第一章 序 言 10 英国和阿根廷各地地下水中 18 18果发现，德国牛肉与阿根廷牛肉中 18以把二者清楚地区分开来，但是不能通过 18外，也不能区分德国南部和北部的产品。由此说明，通过测定动物产品中 18 2待于后人进一步研究。 锶作为一种痕量元素，肉品中 876各地的地质条件直接相关（ ， 2000； 2000）。因此，也可以作为追溯肉品地理起源的一个指标。但是， （ 2007）通过对巴西、法国、德国、匈牙利和瑞士五个国家家禽胸肌和牛肉干的研究发现，不同国家的样品中没有明显的差别，这主要是因为肌肉中锶的含量很低，样品中 876小的变化很难测定出来。但是与家禽胸肌样品相比，各国牛肉干样品中 876异稍高。造成这种现象的原因主要是由于用于育肥的家禽主要采用笼养的方式，与周围环境接触很少，且饲养周期很短，动物体内锶同位素组成还没有与环境、饲料间达到平衡。另外，家禽饲料的全球性贸易也是造成各国家禽胸肌样品间 876异不大的主要原因。 综上所述，同位素溯源技术在鉴别植物性食品是否掺假方面应用较多，而在追溯动物性产品的地理起源和饲料来源方面应用较少，且结果不太稳定。尤其是在国内，利用稳定同位素技术进行牛肉溯源性研究刚刚起步（郭波莉， 2006；郭波莉， 2007），因此，这一技术在动物产品的 溯源性检测中有广阔的前景，同时对于确保动物产品的安全有重要的意义。 稳定同位素测定方法简述 常规的有机碳、氮稳定同位素比值分析主要包括 3 个过程： 1）有机物的氧化分解（燃烧过程）， 2）干扰物质的去除， 3）碳氮同位素比值的质谱分析。对碳和氮稳定同位素而言，就是要将样品中的碳和氮组分分别转化成二氧化碳和氮气。样品的预处理过程也就是将样品转化成可供质谱仪测量的纯净气体的过程。 样品中有机碳、氮稳定同位素的测定预处理步骤主要包括样品的采集与保存、干燥、粉碎、气化、纯化过程等。生物样品被采集之后，对中、小型生 物一般需要用过滤过的海水清养 它们尽可能排空其消化道内含物，然后冷冻储存在 。采用真空冷冻干燥法干燥样品。其后，将样品研磨成细粉，使样品混合均匀，既具有代表性又能使反应充分进行。气化和纯化是将样品中的有机碳、氮成分转化为可供质谱测量的 前常用的有两种方法： 1）真空热解法。将所测样品装入石英管中，加入适量的 及 催化剂，抽真空密封后在 800下反应 2h。最后，采用冷冻分离和冷冻吸附法提纯并分离出供质谱分析用的 ）湿式氧化法。对碳同位素测定因 其回收率不如燃烧法，目前已基本不采用此法了。对氮同位素可采用凯氏消化法：先将样品消化转化为 ，再将消化液加浓 馏到硼酸中，然后用标准酸液滴定确定 N 量，再浓缩，抽真空移走大气中 后用次溴酸钠或次溴酸锂将 氧化成 德陵， 2002）。比较以上两种氮同位素处理方法，结果发现，用两种方法准备的样品 15N 丰度值之间仅发现了极微小的差异（ 1960）。所以，在样品的制备过程中，两种方法均可使用。 应用质谱仪测量被测生物与标准物质之间的碳或氮稳定同位素比值的差 ， 以国际通用的 “”标记法表示。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 序 言 11 本研究的目的和意义 近年来，“苏丹红”、“ 胭脂红 ”、“ 吊白块 ”、“红心蛋”事件的频频发生，造成很大社会影响，给消费者的利益带来了极大损害，人工合成色素、工业色素等食品加工原料的滥用给食品安全带来极大挑战。在养殖业中，一些养殖户往往在饲料里添加一种叫“加丽素红”的人工色素，它的有效成分为角黄素，家禽在采食了添加加丽素红饲料 7 d 后，就可以使产品的颜色更加鲜亮。但是，这种添加剂不能任意添加，国际上和我国规定它在禽类饲料中的最大添加量是 30 果过量添加，会给消费者的 健康带来极大的隐患。然而，一些不法养殖户为了迎合消费者的心理，追求更高的经济利益，往往过量使用，并且往往声称产品的颜色是由于饲喂高含量黄玉米饲料而引起的。这使得消费者对某些动物产品的质量失去信心。 目前报道的检测食品中是否添加人工色素主要是利用高效液相色谱法、 气相色谱 相色谱 这些方法都是检测直接添加到产品中的人工色素（黄晓兰等， 2005；李军等， 2005；王骏， 2005），对经过饲料途径最终沉积到产品中的人工色素的检测，还未见报道 。 目前报道的用稳定同位素质谱法推断动物产品的饲料 来源和地理起源主要是应用于牛、羊等反刍动物，另外还有报道 用同位素质谱法追溯家禽饲料中是否含有肉骨粉（ ， 2006），及家禽的地理起源（ ， 2007），但用稳定同位素技术检测饲料中是否含有人工色素添加剂， 尚未见 报道。 本研究主要目的是： 1）根据鸡肉产品中 13C 值和 13N 值 推断肉鸡饲料的主要成分，并且确定色素的来源，为检测动物饲料中是否添加人工色素提供方法，从而为监督禽类产品的质量奠定基础，以确保消费者的消费安全。 2）研究不同地理来源的鸡肉与饲料中 13C 值的相关关系，从而确 定动物饲料 的主要成分 。 3）研究不同地理来源的鸡肉组织中 2H 值 与当地的饮水 18O 值 之间的相关关系，为推断畜产品的地理起源奠定基础。 研究内容 1）分别用加丽素红水平不同、玉米水平不同的基础日粮饲喂肉鸡，测定饲料、肌肉粗蛋白中 13C、 15N 值，从而追溯肉鸡色素的来源。 2）建立饲料中玉米含量与 肉鸡肌肉粗蛋白中 13C 值、 15N 值的相关关系和回归方程； 3）测定不同地区肉鸡胸肌粗蛋白中的 2H 值、 18O 值；建立鸡肉粗蛋白中 2H 值和肉鸡饮水中 18O 值的相关关系和回归方程。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 序 言 12 技术路线 用添加不同浓度梯度 色素的饲料饲喂肉鸡 6 周 用玉米含量不同的 饲料饲喂肉鸡 6 周 对鸡爪的色度进行比较， 并且采集样品 对鸡肉样品进行前处理 样品 13C 值、 15N 值的测定 样品中 13C 值、 15N 值和饲料中加丽素红添加量的相关 采集地理起源不 同的鸡肉和饮水 样品、饲料和饮水中 13 15N、 18O 的测定 建立鸡肉样 品 13C 值和饲料中 13C 值回归方程 建立 13C 值与饲料中 玉米含量的回归方程 建立样品中 2H 值和饮水中 18O 的相关关系 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 13 第二章 肉鸡色素来源的 追溯 试验原理 植物光合作用途径的不同是产生碳同位素组成差异的主要因素。植物根据其光合作用的路线可分为 物、 物。植物在吸收同化二氧化碳过程中因为碳同位素分馏作用的不同，各类植物都有不同的 13C 值范围。植物同位素差异可以通过饮食传递给动物，并在动物代谢的进一步分馏下，使动物产品中同位素组成存在明显差异。 本试验由于在肉鸡日粮中添加的加丽素红是一种人工合成的色素，其有效成分为角黄素，又名斑蟊黄。它 可以改善肉鸡产品（如脚胫和胴体）的颜色，使其色泽更加鲜亮，符合消费者的心理。但添加加丽素红对产品中 13C 值没有任何影响。而玉米是一种 黄玉米中含有丰富的类胡萝卜素类色素（玉米黄素和叶黄素），能沉积在脂肪、皮肤和 肌肉 中。 如果 它在日粮中所占的比例较大，既可以改善肉鸡产品的颜色、风味，同时对产品中 13C 值又起决定性的作用。因此，可以利用稳定同位素质谱技术测定产品中 13C 值，来推断产品中沉积的色素究竟来源于玉米还是色素添加剂。 材料和方法 试验动物 选用 320 只刚出雏的健康的 爱拔益加肉鸡（ 为供试鸡。 试验设计和日粮 试验分为 2组，每组 4个处理，每个处理 4个重复（表 2每个重复 10只鸡。试验期 42 d，。第一大组按 豆粕 鱼粉型基础日粮，前 3周加丽素红在各组的添加量分别为 0153060试验的第 3周末撤除加丽素红，继续饲喂 3周。具体日粮配方组成和试验日粮的营养水平如表 2 表 2试验设计 别 1 3 周（前期） 4 6 周（后期） 处理 1 基础日粮 基础日粮 处理 2 基础日粮 +15mg/丽素红 基础日粮 处理 3 基础日粮 +30mg/丽素红 基础日粮 处理 4 基础日粮 +60mg/丽素红 基础日粮 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 14 表 2粮配方组成和营养水平 of 期 后期 百分比 ( ) 营养指标 营养水平 百分比 ( ) 营养指标 营养水平 玉米 谢能 J/谢能 J/粉 蛋白 %) 蛋白 ) 豆粕 ) ) 粉 磷 ) 磷 ) 物油 效磷 ) 效磷 ) 粉 氨酸 ) 氨酸 ) 酸氢钙 氨酸 ) 氨酸 ) 盐 1%预混料 第二大组也分为 4 个处理 ， 每个处理 4 个重复 （ 表 2 每个重复 10 只鸡。试验期为 42 天。分为 2 期（ 1 3 周， 4 6 周）。前期分别用玉米含量为 10、 30、 50、 70的基础日粮饲喂，后期第 6 和第 7 处理的基础日粮不变，第 5 和第 8 处理改变日粮，分别用玉米含量为 70和 10的基础日粮饲喂。按 鸡营养需要标准配制玉米 豆粕 鱼粉型基础日粮，具体 日粮配方组成和试验日粮的营养水平如表 2示。 表 2试验设计 别 1 3 周（前期） 4 6 周（后期） 处理 5 含 10%玉米的基础日粮 含 70%玉米的基础日粮 处理 6 含 30%玉米的基础日粮 含 30%玉米的基础日粮 处理 7 含 50%玉米的基础日粮 含 50%玉米的基础日粮 处理 8 含 70%玉米的基础日粮 含 10%玉米的基础日粮 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 15 表 2粮配方及营养水平 of 10玉米 含 30玉米 含 50玉米 含 70玉米 前期 后期 前期 后期 前期 后期 前期 后期 玉米 粉 豆粕 粉 物油 粉 酸氢钙 盐 预混料 养成分 代谢能 MJ/ 蛋白 %） %） 磷 %） 效磷 %） 氨酸 %） 氨酸 %） 饲养管理 试验前鸡舍充分冲洗和严格消毒，试验鸡采用四层立体笼养，试验期间，鸡群自由采食、饮水和 24h 光照，采用人工投料，鸡舍温度、湿度、光照和饲养密度依据常规要求而定。鸡群按正常免疫程序进行免疫，饲养期间，及时淘汰病鸡，捡出死鸡。 样 品采集与分析 主要试剂及仪器 乙醚：分析纯，天津市福晨化学试剂厂； 滤纸； 样品袋； 聚乙烯样品瓶； 罗氏比色扇； 索氏抽提器； 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 16 陶瓷刀； 恒温水浴锅； 冷冻干燥机； P 同位素质谱仪， 素分析仪。 样品采集 饲料样品的采集 分别从各组饲料中取出 1000g，混匀，再从次级样品中取出 100g， 置于透气性好且耐一定高温的器皿中在 60左右的干燥箱 干燥 48h。烘干的样品及时磨碎， 过 60 目的筛子，以备分析测试。 鸡肉样品的采集 在试验的第 21 天和第 42 天，每试验组各重复分别屠宰 3 只试鸡，每只试鸡取胸肌至少 50g，在 存，直到分析。 爪色度的分析 罗氏 比色扇已被认可为国际蛋黄品质标准， 根据黄色的深浅 共 分为 15 种不同颜色的扇条。分别 用罗氏比色扇分析各试鸡鸡爪的黄色度（用 表示），记录数据。本试验以肉鸡鸡爪的色度代表鸡肉的色度，主要是为了避免屠宰肉鸡时因放血不完全而引起的误差。 、 N 稳定同位素分析 样品前 处理 分析前，用陶瓷刀把样品切成厚约 2薄片置于低温冰箱，等样品充分冻实后取出，再用冷冻干燥机冷冻干燥 24 48h，使样品完全干燥（样品是否完全干燥可以通过用手触摸盛样品的容器，感觉比周围的其余物品凉，说明还没有完全干燥）。把完全干燥的样品用陶瓷剪刀剪碎，再用玛瑙或陶瓷研钵磨碎至粉末状。 取大约 30g 磨碎的鸡肉样品，用索氏抽提器提取粗脂肪。具体步骤为：用滤纸包好样品，置于索氏抽提器的抽提筒内，连接好抽提器各部分，注入乙醚，液面至虹吸管高度以上，使样品完全浸没在乙醚中。待乙醚流净后，再加乙醚至虹吸管高度的 三分之一处，接通冷凝水水流，在恒温水浴中进行抽提，用一小块脱脂棉轻轻塞入冷凝管上口，水浴温度控制在使冷凝下滴的乙醚成连珠状，并且乙醚每 6 8流一次，抽提至抽提筒内的乙醚用滤纸点滴检查无油迹为止。抽提瓶中的乙醚另行回收。 将滤纸包取出，置于通风橱使乙醚充分挥发，滤纸包里的物质为脱脂干物质（主要成分为粗蛋白）。把其中的脱脂干物质转到样品袋，编号，密封保存，直到分析。 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 17 提出的粗脂肪用无水乙醚溶解，转到聚乙烯样品瓶，待其中的乙醚完全挥发后，编号，密封保存。 在这一过程中，利用陶瓷剪刀对样品进行切割，并用玛瑙 或陶瓷研钵研磨样品，主要是为了避免金属器械对测定微量元素时的干扰。 肌肉是由不同性质的材料组成的混合物，主要包括脂肪、水分（血液、细胞液等）和粗蛋白。从肌肉中提出粗脂肪，目的是把样品中不同成分分离开来，以避免不同成分之间的相互干扰。另外，不同肌肉中，其蛋白质、脂肪或水分的含量也会有所不同。为了对不同来源或不同构成的肌肉进行标准化和可比较的测量，也需把样品中的水分、脂肪、蛋白部分进行分离，以使样品同质化。 分析方法 取 料和粗蛋白，用锡箔杯包装好后通过自动采样器送到元素分析仪，在 此，样品中的碳元素和氮元素定量地转化为 后通过一气相色谱柱分离出来，进入同位素质谱仪中，测定其 13C 和 15N。稳定同位素在自然界含量极低，用绝对量表达同位素的差异比较困难，因而国际上公认使用相对量来表示同位素的富集程度，计算公式为： =1000*（ R 样品 准 ） /R 标准 样品中同位素丰度比（ 13C/12C， 15N/14N）； 标准中同位素丰度比（ 13C/12C， 15N/14N），国际通用的标准物质对碳同位素是美国南卡罗来纳州 造中白垩系的拟箭石 （ ,对氮同位素是大气氮（ ， 1983） 。 数据分析和处理 试验数据运用 件 进行单因素方差分析和邓肯氏多重比较。同时运用 行回归分析。 结果与分析 不同处理对 的影响 日粮在肉鸡体内滞留很短的时间，营养物质被迅速消化吸收，相应地，色素物质也很快地沉积于肉鸡体内（付静， 2002）。 本试验在第 21 d 从每个重复随机抽取 3 只肉鸡，用罗氏比色扇测定鸡爪的 ，然后在更换日粮后的第 21 d 再从每个重复随机抽取 3 只 肉鸡，用罗氏比色扇测定鸡爪的 。测定结果的均值如图 2图 2示。统计分析结果如表 2示。 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 18 表 2加色素组和不同含量玉米组对 的影响 of of CF 别 组别 前期 后期 前期 后期 处理 1 理 5 理 2 理 6 理 3 理 7 理 4 理 8 ：同一列有不同肩标的表示差异显著（ 下同。 in is as 添加色素组，在试验前期，随着加丽素红添加量的增加，鸡爪的 也有所增加，增加的幅度由各个处理中添加量高低决定。图 2观地反映了加丽素红的添加量对鸡爪 的影响。从表 2以看出，处理 1 和处理 3、处理 4 之间差异显著（ 在试验后期，撤除色素添加剂后，各处理鸡爪的 均 有所下降，并且趋于一致，各处理间差异均不显著（ P由此可见，添加加丽素红 确实在短期内能增加 肉鸡产品的 ，且增加的色度是可以逆转的。 这个结果与张克英等（ 2000）的报道是一致的。 图 2 - 1 添 加 色 素 组 前 、 后 期 色 度 比 较 F i g u r e 2 - 1 C o m p a r i s o n o n R C F v a l u e s b e t w e e n i n i t i a l a n d f i n a l p e r i o d o f a d d i n g p i g m e n t g r o u p s 前期 前期 前期 前期 后期 后期 后期 后期 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 组 别 色 度 中国农业科学院硕士学位论文 第二章 肉鸡色素来源的追溯 19 饲喂不同玉米含量的试验组，在试验前期，随着玉米含量的增加，鸡爪的 有显著升高，鸡爪颜色显著加深（图 2图 2表 2明，当饲料中玉米的含量由 10换成 70时，鸡爪的 大幅度升高（ 从表 2以看出，随着基础日粮中玉米含量的变化，各处理鸡肉粗蛋白中 13C 值存在显著差异（ 图2图 2观地反映了这种变化关系。 1979）分别用小麦面粉（ 玉米面粉 （ 及二者混合物 （ 各 50%）来饲养甲虫 ,结果表明甲虫 13C 值与其所食食物的平均 13C 值高度吻合。这与本试验的结果一致。这些结果都揭示了食物同位素 组成决定了动物的同位素组成。 另外，处理 1 4,在试验前期和后期各处理间 15N 的差异均不显著（ 如山东德州与山东淄博之间、山东泰安和广东广州之间。 由于山东德州与山东淄博距海洋的距离相似， 因此，两地样品 的 34S 值差异不显著，这与 （ 2007） 提出的 肉品 34S 值与海洋的距离有关。另外，肉品中 34S 值还与饲料中海洋生物的含量、 植物性饲料在生长时利用含硫肥料的多少有关 （ ， 2007） 。本试验中， 山东泰安和广东广州虽然在地理位置上相差甚远，但两地样品的 34S 值差异不显著 (p这可能 是由于各地 饲料中鱼粉含量和植物性饲料的比例不同造成的。 表 3不同地区鸡肉样品中 13C、 34S、 15N 值及平均值 3C, 34S 5N in in 区 样品编号 13C 值 ( ) 34S 值 ( ) 15N 值 ( ) 测定值 平均值标准差 测定值 平均值标准差 测定值 平均值标准差 山东淄博 1 宁 B 1 东泰安 1 东新兴 1 宁 C 1 宁 A 1 国农业科学院硕士学位论文 第三章 鸡肉中稳定同位素组成与饲料和饮水的关系 33 3 东广州 1 . 02f 东济南 1 宁 E 1 东德州 1 京 1 宁 D 1 南株洲 1 南长沙 1 国农业科学院硕士学位论文 第三章 鸡肉中稳定同位素组成与饲料和饮水的关系 34 3 23 19 15 13C/12C %o 3同地区鸡肉粗蛋白中碳、硫同位素比 of 北京 2 山东济南 山东德州 山东淄博 山东泰安 湖南长沙 湖南株洲 广东广州 广东新兴 图 3 - 1 不同地区鸡肉粗蛋白中碳、氮同位素比F i g u r e 3 - 1 C a r b o n a n d n i t r o g e n i s o t o p i c r a t i o s o f c h i c k e n p r o t e i n f r o m d i f f e r e n t r e g i o n 5 - 2 3 - 2 1 - 1 9 - 1 7 - 1 51 3 C / 1 2 C % o v s . V - P D 4N%o 山东济南 山东德州山东淄博 山东泰安 湖南长沙湖南漳州 广东广州 广东新兴中国农业科学院硕士学位论文 第三章 鸡肉中稳定同位素组成与饲料和饮水的关系 35 鸡肉粗蛋白中 13C 与饲料中 13C 的关系 测得饲料和鸡肉粗蛋白中 13C 值列于表 3表 3图 3以看出，鸡肉中 13C 值和大都低于饲料中 13C 值，差值也在 2左右，且鸡肉和饲料中 13C 值之间的相关性达到极显著水平，相关系数为 p由此可见，鸡肉中 13C 值与饲料中 13C 值高度相关。但与第二章的测定结果不同的是，虽然肌肉粗蛋白中 13C 值 与饲料中的 13C 值 相差也在 2左右，但却低于饲料中的。目前，比较公认的说法是脂肪含量较高的组织比脂肪含量低的组织 13C 低， 因为脂肪组织在合成过程中对 13C 有贫化作用，而肌肉、毛发、肝脏、血液和血浆组织对 13C 有富集作用。如 （ 1978）、 （ 1985）报道，因为富集作用，动物肌肉中 13 2 。但是易现峰等人（ 2004）对高原鼠兔进行试验，结果发现，肌肉中13C 比食物中的低 人（ 1997）也报道水产动物肌肉中 13C 相对于食物而言，有富集效应，而陆生动物却恰恰相反（ ， 1997），国内蔡德陵等（ 2003）报道鲈鱼脊肉与饵料碳稳定同位素差值为 。这两种观点到底哪种正确，现在尚无定论。本试验的结果与易现峰试验的结果是相似的。出现这种结果的原因，还有待于进一步研究。但是，动物组织中 13C 值确实与饲料的主要成分高度相关，因此，可 以根据动物组织中 13C 值来推断饲料的主要成分。 中国农业科学院硕士学位论文 第三章 鸡肉中稳定同位素组成与饲料和饮水的关系 36 表 3不同地区鸡肉中 13C 平均值及饲料中 13C 值 13C in in 区 饲料中 13C 值 鸡肉中 13C 平均值 北京 1 京 2 宁 1 宁 2 宁 3 宁 4 宁 5 东济南 东德州 东泰安 东淄博 南长沙 南株洲 东新兴 东广州 3 - 3 鸡肉 13C 平均值与饲料 13C 值的相关关系F i g u r e 3 - 3 T h e c o r r e l a t i o n o f 13C v a l u e sb e t w e e n c h i c k e n a n d f e e 13C 值（ ）T h e 13C ( ) v a l u e s o f f e e ）) 第三章 鸡肉中稳定同位素组成与饲料和饮水的关系 37 鸡肉粗蛋白中 2H 与饮水中 18O 的关系 本试验测定了各地鸡肉中 2H 值及各地饮水中 18O 值。测定结果如表 3示。从表 3同地区的饮水 18O 值有较大的差别，且随着纬度的升高， 18O 值总体上有降低的趋势。这一点与 人（ 2004）的报道是相似的。 18O 为氧的一种稀有同位素，自然丰度比为 因此， 18O 浓度的微小变化可以为动物产品的产地提供信 息。首先动物产品中 18O 与其饮水有密切关系。而动物的饮水和地下水又是密切关联的。地下水中 18O/16O 比随地理位置而改变， 18O 的浓度随纬度的增加而减少。由于蒸发和浓缩过程均为同位素分馏过程，存在很大的温度效应，高纬度地区气温较低，与温度较高的低纬度地区相比，水中 18O 浓度较低。 另外， （ 2004）与 （ 2004）报道，牛奶与牛肉中 18O 值明显地随着季节的变化而变化。在已知季节的前提下，可以通过 18O 值较为精确地区分不同地区的牛肉。由于本试验采集的是鸡肉样品，肉鸡的饲养周期一般都在 7 8 周龄，因此，在分析鸡肉中 18O 值时，可以不考虑季节对 18O 值的影响。但对于那些饲养周期较长的动物，如牛、羊等，在分析组织中 18O 值时，必须把季节因素考虑在内，否则容易造成较大的偏差。 氢可以作为推断动物产品的地理起源的主要原因为：自然界中的氢有两种质量各为 1 和 2 的稳定同位素。其中质量较重的氘的含量很低，其自然丰度仅为 但由于氢的质量较小，与质量较重的碳、氧同位素相比，氢同位素更易被许多物理和生物过程所分馏。结果随着地理条件和物种的不同，氘含量的变化具有极大的多样性。影响动物组织中 D/H 比的第一个因素是地下水。由于蒸发和浓缩过程均为较强的同位素效应 气相氘的浓度较小，液相相应增加，所以地下水及雨水中氘的含量比海水中的要低。第二个因素是大气温度，较温暖地区（低纬度）的雨水及地下水中氘的含量较高。本试验测定各地的 2H 值基本遵循上述规律。 2H 值受季节因素的影响较小，这是造成同一动物在不同季节组织水分中 2H 值与 18O 值相关系数发生改变的主要原因。 从图 3可以看出各地鸡肉中 2H 值及饮水中 18O 值有极显著的相关性 （ p，相关系数达到 此可见，各地鸡