碳 13 同位素比值測定測飲料：蔗糖 vs 果葡糖

核心原理：植物光合作用途徑的差異

δ13C值反映的是樣品中穩(wěn)定碳同位素13C相對于標(biāo)準(zhǔn)（PDB）的豐度偏差。其關(guān)鍵區(qū)別源于蔗糖和果葡糖漿原料植物不同的光合作用途徑：

1.C3植物(如甜菜、小麥、大米)：

*光合作用途徑中碳同位素分餾較大。

*導(dǎo)致其產(chǎn)物的δ13C值顯著偏負(fù)。

*典型范圍：-22‰到-30‰(更接近-26‰到-28‰)。

*甜菜蔗糖就來源于C3植物。

2.C4植物(如甘蔗、玉米、高粱)：

*光合作用途徑效率更高，碳同位素分餾較小。

*導(dǎo)致其產(chǎn)物的δ13C值偏正（負(fù)值較小）。

*典型范圍：-9‰到-14‰(更接近-11‰到-12‰)。

*甘蔗蔗糖和玉米（果葡糖漿的主要原料）都來源于C4植物。

區(qū)分蔗糖與果葡糖漿(HFCS)的關(guān)鍵點(diǎn)：

1.蔗糖來源的多樣性是關(guān)鍵：

*甘蔗蔗糖：來源于C4植物，其δ13C值在C4范圍(-9‰到-14‰)。

*甜菜蔗糖：來源于C3植物，其δ13C值在C3范圍(-22‰到-30‰)。

*因此，僅憑一個δ13C值無法直接斷定是蔗糖還是果葡糖漿，因?yàn)檎崽潜旧砭陀袃蓚€截然不同的來源。

2.果葡糖漿(HFCS)的來源相對單一：

*全球商業(yè)化的HFCS絕大多數(shù)(>95%)以玉米為原料。

*玉米是C4植物，因此玉米來源的HFCS其δ13C值必然落在C4范圍(-9‰到-14‰)。

理論上*存在用小麥（C3植物）等生產(chǎn)HFCS的可能，但極其罕見且成本高，不是主流產(chǎn)品。

應(yīng)用策略：解讀δ13C值

1.如果飲料總糖或純化糖的δ13C值在C3范圍(如-25‰±3‰)：

*這強(qiáng)烈表明糖分主要來源于C3植物。

*果葡糖漿(HFCS)幾乎可以排除，因?yàn)橹髁鱄FCS是玉米基的（C4）。

*糖分來源很可能是甜菜蔗糖，或者少量其他C3植物糖（如大米糖漿），但甜菜蔗糖是最常見的C3來源工業(yè)糖。

不太可能*是甘蔗糖或玉米HFCS。

2.如果飲料總糖或純化糖的δ13C值在C4范圍(如-12‰±2‰)：

*這表明糖分主要來源于C4植物。

*可能的來源是：

*甘蔗蔗糖

*玉米果葡糖漿(HFCS)

*兩者混合使用

*僅憑δ13C值無法區(qū)分甘蔗蔗糖和玉米HFCS，因?yàn)閮烧叨紒碜訡4植物，δ13C值非常接近。

*需要結(jié)合其他信息來判斷：

*產(chǎn)品標(biāo)簽/產(chǎn)地信息：如果標(biāo)簽明確標(biāo)注使用蔗糖或HFCS，或產(chǎn)地主要使用某種糖（如美國飲料常用HFCS，某些地區(qū)或“純天然”宣稱可能用蔗糖）。

*成分分析：通過色譜等方法檢測糖的組成（蔗糖是雙糖，HFCS是葡萄糖和果糖的混合物）。但這對摻假鑒別更有效。

*其他同位素或標(biāo)記物(更復(fù)雜)：在特定情況下，可能需要結(jié)合氧同位素或特定化合物同位素分析進(jìn)行更精細(xì)區(qū)分，但這超出了基礎(chǔ)δ13C的應(yīng)用范圍。

總結(jié)：

*δ13C測定是區(qū)分糖分來源的光合作用類型（C3vsC4）的強(qiáng)大工具。

*甜菜蔗糖(C3)具有顯著偏負(fù)的δ13C值（約-25‰），而甘蔗蔗糖(C4)和玉米果葡糖漿(C4)具有偏正的δ13C值（約-12‰）。

*檢測到C3范圍的δ13C值：基本排除玉米HFCS，強(qiáng)烈指向甜菜蔗糖或其他C3糖源。

*檢測到C4范圍的δ13C值：表明糖源是甘蔗蔗糖或玉米HFCS（或兩者混合），僅憑δ13C無法區(qū)分這兩者，需要結(jié)合產(chǎn)品信息或其他分析手段。

*該方法常用于檢測聲稱使用蔗糖（但可能實(shí)際摻入便宜的HFCS）的飲料，或鑒別甜菜糖與甘蔗糖/HFCS。對于區(qū)分同是C4來源的甘蔗糖和玉米糖漿，效力有限。