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抽象的

通过其同位素组成来解决绵羊牛奶的地理来源，以突出奶酪“Pecorino Toscano Dop”的真实性。选择来自Manciano GR的四个农场，其中收集牛奶和浇水水样δ¹⁸O、δD同位素分析。此外，采集饲料样品并进行试验¹³C和¹⁵n同位素分析。为了增强同位素模型，对来自位于撒丁岛（Porto Torres）的4个农场的样品进行相同的分析，与不同的环境条件不同的地理区域相对应。结果表明，ΔD和δ的同位素比例¹⁸o在水上样品反映了研究区域的水文制度，而δ¹⁵n和δ¹³C反映喂养模式。托斯卡纳和撒丁岛之间的气候和地理差异对水样的同位素组成产生了强烈的影响，从而区分了当地乳制品的同位素组成。

关键词

稳定同位素，牛奶，乳制品，真实性，可追溯性，掺假

介绍

乳制品构成了食品市场全球化影响的典型例子。产品用于反映特定地理区域和传统生产方法，因竞争而面临灭绝的灭绝和现代食品行业的延长需求。另一方面，食品市场的全球化也为“奢侈品”或“独家”标签的全球化，而不是用于批量消费的市场，作为这种本地化生产的唯一机会生存。因此，对产品起源的能力对本地和/或传统的生产变得越来越重要。如果与农场相关的特定区域特征，主要是通过浇水水和饲养标准以及生产实践，可以在最终乳制品（或副产品）中追踪这一点。Among the various analytical techniques, with direct and indirect tracing indicators that have been used to identify the geographical origin of individual products and systems of food production, isotopic traceability, with dominant the stable isotope ratios of H-O-C-N, constitutes one of the most reliable methods [1-9]. Deuterium (D/¹h）和氧气（¹⁸o /¹⁶o）同位素主要反映与地理区域相关的产品的起源和普遍存在的环境条件。碳 （¹³C /¹²C)和氮同位素(¹⁵不/¹³n）与农场采用的饲养制度以及生产​​实践有关。

考虑到意大利在托斯卡纳奶酪生产中的卓越存在，本研究旨在描述“Pecorino Toscano DOP”的同位素特征，以保护标签的真实性。“Pecorino Toscano DOP”的名称涉及一种具有以下特点的奶酪:(a)软奶酪或半硬奶酪，完全由来自标记区域的农场的羊奶生产;(b)牧羊场的放牧标准或来自与生产区域相对应的天然牧场的干草，由饲料精料提高。

同位素背景

水分子同位素（包括D，¹⁸O或两者)直接依赖于环境条件:降水、湿度、温度[10]。每一地区的水文地质状况都具有构成“水源”(灌溉或饮用水)的可用水(地表水或地下水)的同位素特征。因此，这些同位素的分析被应用于牛奶水，以追溯牛奶和奶制品的地理来源。为了突出来自不同地理区域的奶制品之间的同位素差异，研究还对撒丁岛的羊奶进行了研究，因为它在代表不同环境条件的DOP奶酪生产中发挥了作用。碳同位素被用来鉴定饲料来源。植物的碳同位素信号依赖于其光合作用途径。典型的δ¹³C4 (hatc - slack, C4-二羧酸途径)植株的C值一般在-9‰至-19‰之间[11,12]，而C3 (Calvin循环)植株的C值一般在-20‰(暴露于水分胁迫的开阔区域)至-35‰(封闭冠层)之间[11,12]。还有第三种称为CAM的光合作用途径，它呈现δ¹³C 3和C4类型的端部成员之间的C值。一般来说，C3植物代表树木和灌木，温带灌木和草药，以及在凉爽的环境中生长的草地，而C4植物代表干旱的草地，一些沙漠灌木和草药，呈现在热带，亚热带和温带中。温暖的夏天降雨量。凸轮类型实际上反映了植物环境平衡。所以，δ¹³适用于每个农场的特定饲料模型的C值应符合区域植被。此外，氮同位素（δ¹⁵Ν)用于揭示放牧或自由放牧动物、山区或近海牧场放牧、施肥措施等农业措施[13-16]。

因此，可以根据δ可靠地控制来自特定地理区域的羊牛奶和饲料供应的“磷酸苦瓜DOP”的要求，可以基于δ可靠地控制²H-δ.¹⁸O,δ¹³c和δ¹⁵n同位素。

研究领域的描述

在上面讨论的两个基本规则下选择的托斯卡纳和撒丁岛地区：（1）两者都在DOP奶酪生产中占主导地位，因此具有良好控制的羊奶生产和（2）它们代表不同的环境条件。根据Köppen分类（Kottek等，2006）[17]在内的大多数撒丁岛（包括波尔图托雷斯）的特点是CSA气候，并且只有中央山区的CSB。另一方面，托斯卡纳在沿海地区拥有CSA气候，CFA在南部内陆零部件（Manciano位于两者的边界），而其余的，更广泛地，内陆地区是CFB类型。

托斯卡纳研究区

托斯卡纳在不同地区展出不同的气候特征。平均年度温度，沿着Tyrrhenian海岸左右录制的最高值，往往会减少内陆和北方的迁移;在平原和内陆山谷（中间Valdarno和Val di Chiana）最大夏季气温通常接近40°C，冬季温度有时达到零的几度。靠近东方西部轴的亚平宁人，在Versilia和Casentino之间，降水量每年往往达到2000毫米，扶盟Alps和托斯卡纳 - 艾米莲亚平宁山脉的最高峰;相反，沿着Maremma和Argentario的海岸，平均每年500毫米，几乎没有报道。降雨量也在克里特塞斯内西，Val d'Orcia和Val di Chiana的区域发现，平均年度值在600 mm和700毫米之间。降雪剧集在亚平宁山脉和阿米马塔顶部覆盖周围的丘陵地区，但很少达到托斯卡纳北部海岸的平原甚至更少。阳光持续时间（日光长度）是格罗塞托省海岸的特征，它达到了靠近整个意大利的据报道的绝对最大值的价值，每天平均超过7小时（12月最低限度价值4小时每天4小时，6月和7月每天最高价值超过11小时）。

撒丁岛研究区域

撒丁岛的主要特点是地中海气候。沿海地区的冬天很温和，因为有海水，温度很少降到0°C以下。夏季炎热干燥，蒸发量大。低湿度和海风使夏季的高温(通常超过30°C或35°C)可以忍受。即使在内陆平原和丘陵地区，气候也是典型的地中海气候，但由于远离海洋，与沿海地区相比，冬季气温较低，夏季气温较高。在更远的内陆地区，如高地和山谷，通常位于山脉之间，气候变得大陆性，极端的温度变化，最低温度甚至可以达到-10到-12°C。在夏季，气温可以达到非常低的水平，而在其他地区则超过40°C。在山上，冬天气温会降到零度以下，因为经常下雪，而夏天通常很凉爽。夏季最高气温由非洲亚热带反气旋引起，并伴有撒哈拉暖气团;在这种情况下，平原和内陆山谷达到最高温度。 In winter, the lowest temperatures are recorded upon the arrival of the cold air masses of Arctic origin transported by the Russian-Siberian anticyclone.

降雨分布是高度可变和不规则的。降水似乎沿着海岸中等，平均年值约为500-600毫米，南部海岸降低（400毫米）。特别是，Capo Carbonara的位置记录了意大利的最小值，每年266毫米。在内陆地区，平均降雨量为500-800毫米。靠近山区降雨量达到或每年超过1000毫米，在某些地区超过1300-1400毫米。鉴于西风风雨的主导地位，雨天最高频率是岛的西部地区，因为它直接暴露于伴随着大西洋的干扰。东部地区由于orography呈现下雨天的较低频率，但是，它们受到大雨（24小时数百毫米）。降雨主要发生在10月和4月之间的间隔，而5月至9月之间，干燥季节延伸稳定和晴朗的天气。在撒丁岛的大约50个河流盆中存在，其中许多托架建造了。降雪在海拔500-600米的高度中相对频繁，在1000米以上的海拔高度中更加强烈。 Sardinia is also a very windy region with northwest and southeast winds starring. The first during the winter are cold and violent while in summer they present moderate temperatures but the same intensity (which easily exceeds 100 km/h); the second (southeast winds) related to dust transport from the Sahara Desert and they are particularly harmful at the end of spring where they suffer intensify evapo-transpiration process causing water stress to non-irrigated crops.

材料与方法

采样

2013年1月和4月在格罗塞托省的曼西亚诺进行了两个抽样项目，2013年3月在萨萨里省的波尔图托雷斯进行了一个抽样项目。Manciano的取样涉及四个羊场(M_1、M_2、M_3、M_4)，它们生产的牛奶用于“Caseificio Sociale Manciano”的“Pecorino Toscano DOP”的生产。离海距离分别为18公里、18公里、16.5公里和18.6公里，海拔分别为65米、94米、105米和120米。共采集88份羊乳样品、饲料和饮用水。对于水样，只有一个代码来自于Fiora, GR的水网对应的浅水地下水位。1月份的采样周期具有多降水集的特点，而4月份的采样周期降水集要少得多。为了更好地反映每个农场在各个时期的特征，每个农场在每个采样期间取3个水样和牛奶样，其均值如表1所示。

表格1。来自托斯卡纳和撒丁岛农场的牛奶和水样的同位素数据。MA1，μα2和SA分别表示来自Manciano_1（1月），MANCIANO_2（4月）和Porto Torres的浇水水样，ML1，ML2和SL是指ML1-D，ML2-D和SL-D的牛奶（乳清）样品从牛奶中提取的样品。数字1-4对应于不同的农场

	代码	数据	类型	δ.18o‰v-smow	δ.2H ‰ v-smow.	an.unc。 δ.18O(‰)	an.unc。 δ.2H(‰)
Manciano 1	MA11	1/2013	水	-6.3.	-41	±0.1	±1
	MA12.	1/2013	水	-8	-47	±0.1	±1
	MA13	1/2013	水	-8.3	-53	±0.1	±1
	MA14	1/2013	水	-8.3	-52	±0.1	±1
	ML11	1/2013	牛奶(乳清)	-	-	-	-
	ML12	1/2013	牛奶(乳清)	-0.8.	－20	±0.6	±6.
	ML13	1/2013	牛奶(乳清)	-	-	-	-
	ML14	1/2013	牛奶(乳清)	-1.9	-25年	±0.6	±6.
Manciano 2.	MA21.	4/2013	水	-6.5	-41	±0.1	±1
	MA22.	4/2013	水	-8.1	-51	±0.1	±1
	MA23.	4/2013	水	-8	-48	±0.1	±1
	ML21	4/2013	牛奶(乳清)	０．５	-14	±0.6	±6.
	ML22	4/2013	牛奶(乳清)	1	－20	±0.6	±6.
	ML23	4/2013	牛奶(乳清)	0．3	-12	±0.6	±6.
	ML21-D	4/2013	牛奶馏分液	1.2	-8	±0.1	±1
	ML22-D.	4/2013	牛奶馏分液	1.3	-10	±0.1	±1
	ML23-D.	4/2013	牛奶馏分液	1.8	-12	±0.1	±1
波尔图托雷斯	SA1	3/2013	水	-6.6	-37年	±0.1	±1
	SA2	3/2013	水	-5.9	-36年	±0.1	±1
	SA3	3/2013	水	-6.9	-38年	±0.1	±1
	SA4	3/2013	水	-5.8	-34年	±0.1	±1
	SL1	3/2013	牛奶(乳清)	-	-	-	-
	SL2	3/2013	牛奶(乳清)	2	-25年	±0.6	±6.
	SL3	3/2013	牛奶(乳清)	-	-	-	-
	SL4	3/2013	牛奶乳清）	1	－20	±0.6	±6.

撒丁岛的取样是在萨萨里大学农业部的合作下进行的，涉及萨萨里省波尔图托雷斯生产用于佩科里诺奶酪的牛奶的四个农场(S_1, S_2, S_3, S_4)。海拔74米、40米、36米、31米，距海1.4公里、9.6公里、2公里、3.9公里。在这些农场中，也采集了羊奶、饲料和水样，而字母对应于中深钻孔(40 m-80 m)，并发现一个样品来自浅层地下水(S_4为7 m)。

按照牛奶水中氧、氘同位素和饲料中碳、氮同位素的测定方法进行取样。对于牛奶样品，使用50毫升带安全盖的无菌瓶，而对于饲料样品，使用塑料袋，标签正确。在分析前均立即冷冻，仅将水样(50毫升带安全盖的无菌瓶)保存在4°C左右的冰箱中。

稳定的同位素分析

所有测量都是在NCSR Demokritos(希腊雅典)纳米科学和纳米技术研究所的稳定同位素和放射性碳实验室进行的，根据国际原子能机构(原子能机构)推荐的国际标准进行定期校准的实验室标准。

氧气-18和氘的稳定同位素分析：氢气（D）和氧气的同位素组成（¹⁸O)在连续流动的Finnigan DELTA V +稳定同位素质谱仪上，按照Hilkert, Avak[18]和Duhr, Hilkert[19]描述的程序进行测量

将样品引入预先填充10mL的10mL容器中，含有0.3％Co的混合气体₂/他在大气压力下。将容器置于搅拌器中，并在25°C的温度下进行至少24小时的平衡，这是达到平衡所需的时间。

同位素比例d /¹h由h确定₂由2％HE / H平衡产生的₂．

结果以标准V-Smow偏差为以下标准δ符号（δ）以标准ΔEquation（△）表示为：

Δ=（（r_样本-R._标准）/ R._标准）×1000（1）

在哪里

R_样本和R._标准= D /¹H或¹⁸o /¹⁶o分别对样品和标准的比例。

对测定氘的分析方法进行了改进，降低了灵敏度。为此，我们在比萨中国地质大学地球科学与地球资源研究所建立了低温真空管道，通过该管道，我们的灵敏度可以达到0.1‰¹⁸对于D. D.用于水样的测量精度，基于重复分析为0.1‰，1‰¹⁸乳清水样δ精度分别为0.6‰和6‰¹⁸分别为O和δD。

碳-13和氮气-15的稳定同位素分析：δ的同位素值¹³c和δ¹⁵使用闪光元素分析仪在1020℃下使用柱燃烧确定，与热科学ΔV加上稳定同位素质谱仪。δ的同位素比率¹³C是表达与PDB标准和为¹⁵n与大气氮气。结果以标准的δ符号（δ）表示，根据标准V-PDB和V空气偏离¹³C和¹⁵n分别根据等式（1）

在哪里

R_样本和R._标准＝¹³C /¹²C或¹⁵不/¹⁴样品和标准品的N比。

δ的分析精度为0.1‰和0.2‰¹³c和δ¹⁵分别。

结果

氧气-18和水和牛奶样品中的氘同位素

对牛奶水进行的分析结果如表1所示。很明显，不确定度指的是测量的δ¹⁸ο和低温真空管线从牛奶中提取的水中的Δd值（0.1°，δ¹⁸与天然乳酸化后得到的乳清(δ为0.6‰)相比，O和δ d分别为1‰和1‰¹⁸o和6‰Δd）。

显然是明显的（表1）从牛奶中提取的水的同位素值比浇水水样本更富含浇水水样，独立于它们的起源（Manciano或Porto Torres）或抽样期间（1月，4月或3月）。关于δ¹⁸o值，浇水水样的范围为-8.3‰至-6.3‰，对于manciano_2，来自-8.1‰至-6.5‰，对于porto托雷斯的-6.9‰至-5.8‰;MANCIANO_1的牛奶样品的范围为-1.9‰至-0.8‰，从0.3‰到1.0‰的MANCIANO_2，从1.0‰到2.0‰for porto torres（表1）。关于氘同位素值呈现更高的范围。浇水水样的范围从-53‰到-41‰用于Manciano_1，从-51‰到-41‰，对于manciano_2，从-38‰到-34‰for porto torres;Manciano_1和Porto Torres的牛奶样品的范围为-25‰至-20‰，Manciano_2的-20‰至-12‰（表1）。通常是来自甘油蛋白_1和Manciano_2的浇水水样的平均同位素值（氧气和氘）与波隆托雷斯对比发现更丰富的值的波兰特托雷斯相反。

不同产地牛奶样品的氧-18同位素值存在明显差异;Porto Torres的正平均值最高(1.5‰)，其次是Manciano_2(0.6‰)和Manciano_1，均为负平均值(-1.4‰)。牛奶的氘同位素平均值似乎随取样周期的不同而有所不同。

在表2中，命名为“移位”的行对应于反射通过所有代谢过程的路径发生的体内分级的进气和乳产品之间的平均同位素值的变化。第一种方法导致对Manciano_1报告的“换档”之间的区别（6.4‰和26‰¹⁸Manciano_2的δ值分别为8.1‰和31‰¹⁸(Ο、δ d)，波尔图托雷斯(7.8‰、14‰)¹⁸分别为Ο和δD)。

表2。δ的平均值和标准偏差¹⁸o‰V-smow和Δd‰摩尔摩和牛奶样品的V-smow值在曼西亚诺和托尔图托雷斯农场进行不同的采样期

碳-13和氮气-15馈送物供应

每个农民采用不同的饮食模型，导致与饲料组合有关的独特同位素签名。目的是在每种饮食类型的所有组分中确定碳-13和氮-15的同位素特征，以识别由于曼西亚诺和波尔图托雷斯种植的草地的地理来源而在羊乳中出现任何差异。进料组成根据不同季节的每种草型的可用性而变化（四月更大）。下面详细描述了Manciano中每个农场的饲料组合物：

• 农场M_1 Manciano_1：40％燕麦干草/三叶草，30％Medick培养2ⁿ从托斯卡纳农业财团（法案）的农业联盟供应削减和30％
• 农场M_2 Manciano_1：40％燕麦干草，30％夸张的梅里克栽培1^英石削减30%来自ACT的供应
• 农场M_3 Manciano_1：70％燕麦干草和30％的行为供应
• Farm M_4 Manciano_1：65％燕麦干草和行动中的35％供应

所有养殖场(M_1、M_2、M_3、M_4) Manciano_2的饲料组成相同，牧草占57%，ACT占24%，燕麦干草/三叶草占19%。在下表3中，δ¹³c和δ¹⁵呈现了饲料类型的值。

托斯卡纳样品的δ值为-29‰¹³C（与ACT Feed相关）至-25.1‰δ¹³c（与农场3中的燕麦干草样本有关，来自Manciano_1的农场3和曼西奥_2的牧场）。该动作供给供应由含有原料供给材料的混合物组成，其中组合物为：高粱24％，奥盎司20％，大豆13％，挤出亚麻籽10％，中间数8.2％，向日葵种子6％，甘蔗糖蜜5％，军医栽培4％，大豆油3％，甜菜纸浆2％，碳酸钙1.5％，磷酸二钙0.9％，碳酸氢钠0.8％，氯化钠0.6％，Act羊乳0.5％，粘合剂0.25％，硒0.2％和Metio-中国0.05％。混合物相对于碳-13同位素含量的异质性是明显的，因为一方面，有很大比例的高粱，属于C4植物，导致δ耗尽¹³C值，而另一方面各种数量的强δ¹³C负组分如挤出的亚麻籽和大豆油，也包括在内。

碳同位素值δ¹³C对于撒丁岛饲料的C-28.1‰至-26.8‰除了农场S_2的冷凝水样品外，除外（表3）。该样品由玉米面粉（C4植物）制造的事实可以证明更积极的δ¹³C值与其他撒丁岛和托斯卡纳样本相比。关于¹⁵不/¹⁴n同位素所有样品都在δ中富集¹⁵与氮-15同位素组成相比，大气（0‰定义）相比。具体而言，δ¹⁵N‰托斯卡纳饲料样品的值在2°之间变化，参见燕麦粥样族M_1和4.2‰的燕麦干草/三叶草样品，用于来自Manciano_2的ACT进料样品。对于撒丁岛饲料样本δ¹⁵S_2农场合成食品的N‰值为3.2‰，S_4农场合成食品和干草的N‰值为6.2‰。

表3。δ.¹³c和δ¹⁵Manciano和Porto Torres农场饲料供应的N同位素数据(^＊ACT:托斯卡纳农业联合会

	N°农场	数据	示例代码	饲料类型	δ.13C ‰ V-PDB	δ.15N‰ V空气	an.unc。 δ.13C(‰)	an.unc。 δ.15n（‰）
Manciano 1	1	1/2013	Fi_av_trif	燕麦干草/三叶草苜蓿	-25.3.	2	±0.1	±0.2
	1	1/2013	Fi_m	第二切口的培养	-26.1	2.4	±0.1	±0.2
	2	1/2013	Fa_m	第一次扦插栽培	-26.5	2.6	±0.1	±0.2
	2	1/2013	FI_AV.	燕麦干草	-25.3.	3.1	±0.1	±0.2
	3.	1/2013	FI_AV.	燕麦干草	-25.1.	3.8	±0.1	±0.2
	4	1/2013	FI_AV.	燕麦干草	-25.2	2.8	±0.1	±0.2
	＊	1/2013	形式	行为	-28.2	2.6	±0.1	±0.2
Manciano 2.	1	4/2013	Pasc	牧场	-25.2	3.1	±0.1	±0.2
	2	4/2013	Pasc	牧场	-25.3.	2.5	±0.1	±0.2
	3.	4/2013	Pasc	牧场	-25.1.	2.1	±0.1	±0.2
	＊	4/2013	形式	行为	-29年	4．2	±0.1	±0.2
波尔图托雷斯	1	3/2013	Pasc	牧场	-27.2	4．1	±0.1	±0.2
	1	3/2013	c + Fi	混合冷凝水饲料和干草	-26.8	5．2	±0.1	±0.2
	2	3/2013	Pasc	牧场	-26.9	4．8	±0.1	±0.2
	2	3/2013	Fi	干草	-27.3.	6．1	±0.1	±0.2
	2	3/2013	c	组成玉米食品，甜菜浆和颗粒贸易	-23.6	3.2	±0.1	±0.2
	3.	3/2013	Pasc	牧场	-27.1.	5．2	±0.1	±0.2
	3.	3/2013	Fi	干草	-27.5	4．8	±0.1	±0.2
	3.	3/2013	c	组成的甜菜纸浆和颗粒贸易的食物	-27.1.	6．2	±0.1	±0.2
	4	3/2013	Pasc	牧场	-27.2	5.9	±0.1	±0.2
	4	3/2013	Fi	干草	-28.1.	6．2	±0.1	±0.2
	4	3/2013	c	组成的甜菜纸浆和颗粒贸易的食物	-27.4	5．6	±0.1	±0.2

讨论

氧气-18和水和牛奶样品中的氘同位素

δ¹⁸ο曼西亚诺和波尔图托雷斯农场的进气的Δd值如图1所示。在相同的情况下，根据方程式还描绘了全局易用水线[20]：

δD = 8×δ¹⁸O + 10 (1)

和根据等式的局部流量水线（LMWL）[21]：

δδD = 5.7¹⁸O−2.4 (2)

撒丁岛水样似乎比托斯卡纳的水样似乎更丰富，在曼西诺（MA11和MA21）中来自农场M_1的水样，与其余部分相比，呈现更多的正值。报道了来自波尔图托雷斯的农场S_4的水样的最大变化，并且对应于深度约7M的浅地下水。相比之下，与来自Fiora液压网络的Manciano M_2，M_3和M_4农场采用的样品的比较突出了撒丁岛和托斯卡纳水域之间的显着同位素差异，因为最后一个来自位于阿米维塔山的集水区平均高度超过1400米。因此，两个研究领域的特征在于浇水水的同位素组成，其使它们容易区分。还考虑了指肉瘤，Sassari [22]和Capo Caccia（IAEA）的水的同位素组成，以便利用研究区域的流域异常水域的同位素组成的更好肖像。

所有牛奶样品相对于水样都表现出富集，呈现出一个斜率，让人想起水经历了蒸发过程(图1)。此外，指出通过低温真空线(ML21-D, ML22-D和ML23-D)提取的牛奶水样，与天然形成的乳清(ML21、ML22和ML23)相比，通常呈现更丰富的同位素组成，反映了提取技术(冷程序)的有效性。事实上，在这个过程中，同位素值在提取的最后耗尽，因为轻同位素很容易在气层通过。考虑到原始基质(牛奶)和最终(副产品)(提取水和残余干重)之间的质量平衡，对低温真空生产线的正常功能进行了额外的控制;结果可接受，偏差为±0.5%。

尽管撒丁岛数据的可用性有限（两种牛奶样品的同位素数据），但是观察到它们在氘中呈现比甘莲在氘中的浓缩较少。从图1中给出的浇水水混合线是明显的，Porto Torres混合线与坡度混合线相比，凹槽混合线呈现出显着不同和更低（约1.7）的斜率，其斜率为约4.04。不同的斜坡系数可以归因于绵羊农场（撒丁岛和托斯卡纳）的区域的不同水文制度。实际上，动物体水中的氧气-18和氘值，然后在生产的牛奶中，由氧气-18和氘水，食物，大气氧中包含的水衍生自氧-18和氘的混合物组成[23]．通过例如[24]的进气，一些氢和氧原子在体水池中被动地扩散在体水池中，而其他氢气通过进气量散开，而其他因素是由于食物或大气氧代谢期间的水产生而从划痕中添加。产生代谢水的同位素组成通常相对于浇水水富集。虽然进气构成主要来源，但δ¹⁸O和δD值可被代谢水显著改变[13,25,26]。浓缩牛奶水和浇水水之间的程度,应该与动物摄入水的总量:摄入水量越大,两者之间的相似性越高水矩阵浇水水增加的贡献相比,在动物体内代谢水水池。基于以上，可以假设撒丁岛牧羊场可能会表现出更高的摄入量，因为与Manciano牧羊场的同位素值相比，他们的牛奶水的同位素特征更接近当地饮水水的同位素特征。其他研究记录了大约2-6‰的浓缩¹⁸o /¹⁶o在牛的进气和牛奶水之间。

图1所示。Δd‰vsmow和δ¹⁸o‰VSMOW同位素值，用于浇水水和肉类水样来自托斯卡纳和撒丁岛

与浇水水相比，另一个观察涉及来自Manciano_1（ML2和ML3）中的农场M_1的牛奶水之间的少量差异。在常见的蒸发过程中，这种观察到的轻微差异将与与季节变异有关的温度变化一致。然而，在复杂的系统中，作为食物和牛奶合成代谢的身体内发生的系统，这种平行症可能是危险的，即使在某种程度上可能会被同化两种现象。

然而，不管控制δ的原因是什么¹⁸o和ΔD牛奶的富集，似乎可以基于进气的同位素分析来区分牛奶样品（撒丁胺酸和毒素）的起源。

碳-13和氮气-15馈送物供应

由于饲料供应的同位素信号取决于它们的光合途径，因此其转弯与环境条件相关，所以在每个农场中使用的地理特性和饲料组合物，它被认为是上面已经分析的，那Δ¹³c和δ¹⁵N同位素的饲料值可用作牛奶认证的额外工具。进料样品呈现了依赖于δ的典型组成C3植物¹³C值[-22°至-30‰[13,27-35]。更详细地，波尔图托雷斯样品表现出更多耗尽δ¹³除了Manciano1和manciano2中ACT饲料和波尔图托雷斯S_2农场浓缩饲料供应对应的样品外，C值高于Manciano的。后者是指以玉米、甜菜粕和颗粒贸易为成分的组合食品，因此，δ的富集¹³C可能是由于玉米的存在，这是一种C4植物，使更多的正同位素组成。由于所有的撒丁浓缩饲料样品具有相同的名义成分，因此可以认为，在波尔图托雷斯的S_2农场中，饲料标准中玉米的含量高于其他混合物。与此相反，ACT Form样品(F)相对于其他饲料类型呈现的同位素耗散是由于大豆油(13‰)和挤压亚麻籽(10‰)的存在，它们的同位素信号约为-32‰(Dotsika, 2013年未发表数据)。尽管ACT饲料类型由24%的高粱(C4植物)组成，但同位素贫化成分的贡献显然是特别重要的。

乳制品的氮气-15同位素值反映了动物消耗的植物，并与土壤的原始同位素组成相关[13-16]。δ.¹⁵N的取值范围为2.0‰~ 6.2‰。这些数值与文献[26,30]中公布的数据一致。托斯卡纳饲料样品δ值较低¹⁵N与撒丁岛相比;无论饲料类型是什么(牧草、饲料、干草或浓缩饲料类型)，都存在这种差异。一个例外是来自波尔图托雷斯S_1农场的牧草和来自波尔图托雷斯S_2农场的浓缩饲料类型样本，它们的富集值低于撒丁岛样本的一般富集值。植物的氮-15同位素值主要由土壤硝态氮和铵态氮的同位素组成和有效性决定[36,37]。依次为δ的同位素组成¹⁵土壤中的n取决于气候和地理条件[38]以及施肥等农业实践。通常，应用有机肥料或密集农业的实践，导致土壤δ增加¹⁵N值为[39]，因此δ增加¹⁵在同一土壤上生长的植物的值。有机肥料的密集使用和其他做法如土壤，盐度和海面的近距离倾向于增加比例¹⁵不/¹⁴土壤、动植物产品中的氮。植物作为大气氮(约0‰)的主要来源，导致δ值较低的动物产品¹⁵N值与以土壤为主要氮源的植物相比。

在Samples fi_av_trif，fi_m和fa_m来自manciano的Clover和Medick的贡献似乎部分证明了下Δ¹⁵n值与对应于OAT Hay仅（FI_AV）的样本相比。

最后，基于以上，我们可以假设，区分两种羊奶来源的两个因素与每个研究区域(托斯卡纳和撒丁岛)的不同气候和地理环境有关。Heaton[38]记录的降水与δ之间存在负相关关系¹⁵N，因此δ值更大¹⁵在干旱气候条件下的氮含量比在潮湿环境下的氮含量高。事实上，这一趋势与观测到的δ相一致¹⁵n价值观和研究领域的环境制度。托斯卡纳较少δ¹⁵n值提高平均年降水量（1000毫米/年），比撒丁岛呈现平均年降水量约为350mm /年，更积极δ¹⁵N值。其斜率为-0.39‰δ¹⁵由Heaton[38]提出的年降雨量N/100进一步证实了观测到的相互作用。

这种关系用于评估降水因子的影响程度，通过确定两种研究区域之间的预期分化。考虑到平均值δ¹⁵n对于两项研究领域：2.7‰manciano和5.4‰到porto托雷斯，不包括来自农场s_2的撒丁岛样本c，并且来自manciano的法案样本，在某种程度上表现出异常值，看起来观察到的δ差异¹⁵N可由降水情况解释:理论值为2.5‰，实际值为2.7‰。

由于降水已被确定为控制δ的主要因素¹⁵n值是尝试突出额外的本地因素。与海的距离与与牧场相关的饲料样品表现出有趣的相关性。在两个研究领域，δ之间存在正相关性¹⁵n和距离大海的距离，有很大的r²系数，更多的是在波尔图托雷斯的情况下（图2）。然而，这种观察通过加热冲突[38]支持δ的减少¹⁵N值随离海距离增加而增加。

图2。研究养殖场的饲料与离海距离的关系

图3总结了观察到的δ¹³c和δ¹⁵两个研究区域的饲料成分的N同位素差异明显，因此满足作为检验乳制品真实性的工具所需要的条件。

图3。关系δ¹⁵N‰V-AIR和δ¹³托斯卡纳和撒丁岛样品的饲料样品中的‰V-PDB

结论

本文采用稳定同位素技术对“佩科里诺托斯卡诺DOP”的产地进行了鉴定。对饮用水和牛奶样品进行δ¹⁸△和ΔD同位素分析试图追踪进气，称为“源水”，在最终乳制品中。此外，δ¹³c和δ¹⁵n同位素分析是根据需要根据所需的农业实践认证其原产地及其生产的所有饲料类型的样本进行分析。首先，利用使用低温真空线从牛奶中提取水的技术的兴趣致力于提高氘分析的分析方法的敏感性。实际上，在地球科学研究所和地球资源研究所建立了低温真空线，比萨，比萨，敏感度为0.1‰¹⁸o和1‰²H.通过对牛奶和绵羊饮水之间关系的研究，突出了控制撒丁岛和托斯卡纳牛奶样品同位素富集的几个因素。与Manciano牛奶样品相比，撒丁岛牛奶样品的氘富集程度较低，且δD斜率较低vs。δ.¹⁸o浇水水和牛奶水样之间的“混合线”，以建立为“1”。7“对于波尔图托雷斯和”4.0“为Manciano。饲料样品（不包括两种情况）呈现典型Δ¹³C3植物的C值（-22‰<δ¹³C <-30‰)，而Porto Torres (Sardinia)样品的同位素组成较贫¹³c比人类（托斯卡纳）的c。相反，关于δ¹⁵在饲料供应中，托斯卡纳样品的N值通常不如撒丁岛的样品积极。这归因于两个地理区域不同的降水情况，这几乎完全证明了δ的变化是合理的¹⁵n同位素根据斜率-0.39°δ¹⁵n / 100mm.^-1Heaton[38]报道(理论差2.5‰，实际差2.7‰)。综上所述，实验结果表明:D/¹H -¹⁸o /¹⁶O在水中¹⁵不/¹⁴n¹³C /¹²在提供给牲畜的饲料中与原产地相关。事实上，研究区域（托斯卡纳和撒丁岛）的气候和地理特征反映在绵羊浇水水的同位素组合物中，并在局部种植饲料的同位素组合物中反映。

参考

1. Martin GJ，Mazure M，Jouitteau C，Martin Yl，Aguile L（1999）通过同位素和微量元素测量的组合使用，颂歌的地理起源。我是j enol vitic: 409 - 417
2. Ogrinc N, Košir IJ, Kocjancic M, Kidric J(2001)结合IRMS和SNIF-NMR分析来确定斯洛文尼亚葡萄酒的真实性，地区起源和年份。农业食品化学杂志49：1432。
3. Calderone G, Naulet N, Guillou C, Reniero F(2004)欧洲葡萄酒甘油的特性:稳定碳同位素方法。农业食品化学杂志52：5902-5906。(Crossref)
4. Flamini R，Panighel A（2006）葡萄和葡萄酒化学的质谱。第二部分：消费者保护。质谱rev.25：741-774。(Crossref)
5. Niculaua M, Cosofret S, Cotea VV, Nechita CB, Odageriu G(2006)罗马尼亚葡萄酒中稳定同位素测定的思考。Cercetari Agronomice在摩尔多瓦39: 25-31
6. Bréas O, Thomas F, Zeleny R, Calderone G, Jamin E, et al.(2007)元素分析/同位素比值质谱法测定四甲基脲和其他化合物的D/H比值的性能评价——实验室相互比较的结果。快速公共质谱21日:1555 - 1560。
7. Calderone G, Guillou C, Reniero F, Naulet N(2007)利用气相色谱-同位素比值质谱法鉴定气泡饮料中二氧化碳的13C/12C。食物res40: 324 - 331。
8. Guillou C, Koziet J, Rossmann A, Martin GJ(2010)果汁中有机酸和糖类中13C含量的测定:相互比较研究。Analytica Chimica学报388：137-143。
9. PîrnauA，Bogdan M，Magdas D，Solusocu D（2013）对2小时NMR和IRMS的一些罗马尼亚葡萄酒的同位素分析。食物生物物理学：24-28。
10. (1997)水文地质中的环境同位素。纽约:刘易斯出版社，第35-78页。
11. O'Leary MH（1988）光合作用中的碳同位素。超便宜38：328-336。
12. Ehleringer JR，Monson RK（1993）光合途径变异的进化和生态方面。生态学与系统学年度回顾24：411-439。
13. Kornexl是，Werner T，Rossmann A，Schmidt HL（1997）测量牛奶和牛奶成分的稳定同位素丰富 - 这是一个可能的原产地分配和质量控制的工具。z·勒宾陀螺燃烧室205：19-24。
14. Rossmann A, Kornexel BE, Versini G, Pichlmayer F, Lamprecht G(1998)利用多元素稳定同位素比值分析(Sira)确定高山地区牛奶的来源。La Rivista di Scienza Dell'Alimentaione1：9-21。
15. Manca G，Camin F，Color GC，Del Caro A，Depentori D等人。（2001）用酪蛋白稳定同位素（13C / 12C和15N / 14N）的配给和游离氨基酸比表征Pecorino Sardo Cheese的地理来源。农业与食品化学杂志49: 1404 - 1409。
16. Chiacchierini E, Bogoni P, Franco MA, Giaccio M, Versini G(2002)通过酪蛋白稳定同位素13c /12C和15N/14N比值来表征羊和牛奶酪的区域起源。商品科学杂志41（iv）：303-315。
17. kottk M, Grieser J, Beck C, Rudolf B, Rubel F(2006)更新了Köppen-Geiger气候分类的世界地图。弗罗尔Z.15：259-263。
18. HILKERT AW，AVAK H（2004）应用笔记30048：18O-使用Thermo Scientific Gasbench II的水，果汁和葡萄酒的平衡。Thermo Fisher Scientific，不来梅，德国。
19. DUHR A，HILKERT AW（2004）应用说明30049：使用Thermo Sciencific Gasbench II对水性样品进行DD测定的自动化H2 / H2O平衡。Thermo Fisher Scientific，不来梅，德国。
20. Craig H（1961）陨石同位素变异。科学133：1702-1703。(Crossref)
21. Doveri M, Mussi M(2014)水同位素作为了解地下水流动的环境示踪剂:在托斯卡纳地区(意大利南部托斯卡纳)Scansano-Magliano裂隙含水层系统中的应用。水6：2255-2277。
22. Longinelli A, Selmo E(2003)意大利降水的同位素组成:第一个总体地图。J Hydrol.270: 75 - 88。
23. RITZ P，CORE TJ，Davies PS，Goldberg Gr，Coward WA（1996）2H和18O天然丰富变化与DLW测量的能量支出之间的相互作用。是杂志271：E302-E308。(Crossref)
24. Murphy MR(1992)奶牛的水分代谢。J Dairy Sci.75: 326 - 333。(Crossref)
25. KOHN MJ（1996）预测动物D18O：核算饮食和生理适应。Geochim Cosmochim Acta.60: 4811 - 4829。
26. Camin F, Perini M, Colombari G, Bontempo L, Versini G(2008)饲粮组成对牛奶碳、氮、氧、氢稳定同位素比值的影响。快速公共质谱22：1690-1696。
27. Minson DJ，Ludlow MM，Troughton JH（1975）自然碳同位素的差异牛奶和头发从牛放牧热带和温带牧场。自然256：602。(Crossref)
28. 呼吸二氧化碳，牛奶，血清和瘤胃发酵产品的碳 - 同位素含量对奶牛的D13C价值D13C价值的碳 - 同位素含量的依赖性。英国营养杂志63: 187 - 196。
29. Masud Z，Vallet C，Martin GJ（1999）稳定同位素表征乳成分和乳清乙醇。农业食品化学杂志47: 4693 - 4699。(Crossref)
30. (2006)不同饲料对牛尿和奶中C和N稳定同位素的影响。肛交生物化学386: 104 - 108。(Crossref)
31. Crittenden Rg，Andrew As，Lefournour M，Young Md，Middleton H等人。（2007）使用多元素稳定同位素比例分析确定澳大利亚牛奶的地理来源。国际乳品期刊17：421-428。
32. Molkentin J，Giesemann A（2007）通过稳定同位素和脂肪酸分析来分化有机物和常规产生的乳。分析和生物分析化学388：297-305。
33. Molkentin J(2009)用delta13C认证有机牛奶和乳脂中α -亚麻酸含量。农业食品化学杂志57: 785 - 790。(Crossref)
34. Molkentin J，Giesemann A（2010）有机与常规牛奶稳定同位素分析的随访。肛交生物化学398: 1493 - 1500。(Crossref)
35. SACCO D，Brescia Ma，Sgaramella A，Casiello G，Buccolieri A等。（2009年）南部意大利南部和外国牛奶样品的歧视使用光谱和分析数据。食品化学114：1559-1563。
36. Evans RD, Ehleringer JR(1994)智利阿塔卡马沙漠中沿雾梯度的植物d15N值。中国科学(d辑:地球科学)
37. 瓦格纳H（2005）稳定同位素签署了一种确定地理起源的方法？这是我最喜欢的44: 217 - 222。
38. Heaton（1987）南非和纳米比亚的15N / 14N比率：与气候和沿海/盐水环境的关系。环境科学74：236-246。
39. 自然土壤硝酸盐:地下水管道中硝酸盐污染的原因地下水13: 53 - 62。
40. Yoneyama T（1995）植物中氮素同位素的氮代谢和分馏。在E. Wada，T. Yoneyama，M. Minagawa，T. Ando，＆B. D. Fry（EDS。）。生物圈PP：92-102中的稳定同位素。