CN101808531A - 标记方法 - Google Patents

Abstract

一种识别产品的方法，包括：通过向所述产品中加入含有至少一种示踪剂化合物的示踪剂物质而形成标记的产品，其中所述示踪剂化合物可接受地在食物中用作添加剂；随后分析所述产品的样品，以确定所述示踪剂化合物的存在，藉此确定所述样品是否是所述标记的产品的样品。该方法尤其适用于源自可持续管理的来源的植物油产品的识别。将允许的食物添加剂用作示踪剂能使产品在供应链中被识别，同时如有需要，也能使它安全地用于食品中。

Description

标记方法

发明领域

本发明涉及一种天然产品的标记方法以及使用该标记方法识别这样的产品的方法。本发明尤其涉及一种以特定方式或在特定地点产出的天然产品的标记方法。

背景技术

当前，以经济和环境可承受的方式生产的产品的引入和可得性在商业上非常有利。为降低化石燃料的消耗而不断增加的政治压力增加了替代性燃料(例如产自可再生资源的那些燃料，尤其是生物柴油)的生产和消耗。生物柴油包括长链脂肪酸的甲酯，并通过与甲醇的酯交换反应从植物油(甘油三酸酯)中生产。生物柴油消耗的增加所带来的问题是需要大量的土地来种植从中生产植物油的含油的农作物。当生物柴油农作物在非法开垦的或由生产食物而转用的土地上种植时，其产物可对环境和生物多样性产生不希望的后果。因此，有必要提供一种以可持续的方式生产的植物油的识别方法。本发明的目的就是提供这样的方法。

发明内容

根据本发明，识别产品的方法包括：通过向所述产品中加入含有至少一种示踪剂化合物的示踪剂物质而形成标记的产品，其中所述示踪剂化合物可接受地在食物中用作添加剂；随后分析所述产品的样品以确定所述示踪剂化合物的存在，藉此确定所述样品是否是标记的产品的样品。标记可食用的产品(如食品)的概念在US2004/0029295中有论述，其中，用嵌有可视觉识别的标志的平面微粒用作标记物。该微粒由通常被美国食品与药品管理局认为是安全的(GRAS)聚合材料组成，检测通过视觉技术进行，例如显微镜方法或荧光的方法。类似地，US2004/081587描述了一种通过使用允许使用在食物中的调味剂以识别药物是否被病人服用的方案。调味剂经选择以使其在水性介质(例如在人体中存在的那些)中的溶解度低，以及使其挥发性相对较高。这意味着可在病人呼出的气体中检测到痕量的调味剂。

所述方法的优选的应用是用于生物衍生的天然产品的识别，即其本身是或者源自植物或动物源的组合物。这种产品包括植物油和动物脂肪，尤其是适合用作燃料或用作制备燃料的原料(例如生物柴油)的那些。备选的应用包括醇的标记和识别，尤其是用作燃料的乙醇和甲醇，例如汽油-乙醇混合燃料，其为汽油和乙醇的混合物。通过本发明的方法也可以标记并识别其它的液体产品。“标记”，意思是将可识别的示踪剂或标记物添加到产品上以形成标记的产品，接下来通过化学分析或其它方式，该示踪剂能够在产品的样品中被识别，以便确定样品与标记的产品的样品的同一性。

虽然示踪剂物质可结合到或涂在固体产品上，但是本方法尤其适合于标记液体产品，或示踪剂物质可以柔软或熔融态分散于其中的固体产品。优选的是，得到的标记的产品包括示踪剂物质和产品的均匀或接近均匀的混合物。在一个特定的实施方案中，本发明适合于标记和识别衍生自动物和植物源的油，例如，包括棕榈油以及衍生自大豆和玉米的油。当果实被压碎时或者刚被压碎后，优选将示踪剂加入油中。或者，在初次处理之后，可将示踪剂加入油中，以避免在处理步骤中降解所述一种或多种示踪剂化合物。优选在粗油被从其源中移出之前，将示踪剂加入该粗油中，以使示踪剂可容易地与该源结合。为此效果，不管是某个区域或是单个的生产商，每种初始的源可具有其本身唯一的示踪剂物质。通过这种方式，一批油的身份或来源可通过在随后的任意处理阶段分析示踪剂得到确认，不管所述油是否用于燃料的生产或用于其他目的。

所述示踪剂物质包括至少一种示踪剂化合物，该示踪剂化合物在食物中可接受地用作添加剂，例如作为防腐剂、防结块剂、包衣、营养添加剂、树胶或者优选地作为调味剂。优选地，示踪剂包括以下机构列出的允许作为食品添加剂的化合物：美国食品药品管理局(FDA)和/或由欧盟委员会指定的相关组织和/或负责调整任意区域的食物中的添加剂的使用的其它组织或者代替上述的组织执行它们的功能的任何组织。具体地，合适的化合物包括以下中列举的那些化合物：

(i)1999/217/EC：“根据1999年2月23日的委员会决议，采用1996年10月28日欧洲议会和理事会草拟的第2232/96号规则申请(EC)，决定对用于或用在食品中的调味物质采用注册制”；和/或

(ii)美国法典第21条-食品和药品，第一章的分章B第172部分-“允许直接添加到人类消费的食物中的食物添加剂，分部分F-调味剂和相关物质，第172.515节-合成调味物质和佐剂”。

相关列表的参考资料包括更新的参考资料和可时不时地出现的对列表的修改。优选地，示踪剂化合物达到了被诸如香料和提取物制造者协会(FEMA)之类的组织评价的GRAS(“通常认为是安全的”)状态。通过选择已知安全地添加到食用产品中的那些物质作为示踪剂化合物，有可能用可识别的示踪剂标记产品，同时，如有需要的话，使得标记的产品用于食物中。

示踪剂化合物可包括含氮和/或含硫的杂环类化合物。来自该类的合适的示踪剂化合物包括：甲硫基吡嗪(pyrazinyl methyl sulfide)、2，3-二甲基吡嗪、2，3-二乙基-5-甲基吡嗪、5-乙酰基-2，4二甲基噻唑。优选的示踪剂化合物包括羰基化合物。酮是特别优选的，因为它们比醛更不易随时间流逝而被氧化和发生其它形式的降解。而且，已知天然生成的脂肪和油可在空气中被氧化，导致某些醛类物种的含量随时间而增加，这样使醛不那么优选地用作示踪剂。酯和内酯是在油和脂肪中天然形成的，故它们不是用于植物油中的优选的示踪剂化合物。最优选的示踪剂化合物包括芳族酮或者饱和的或含有α，β-不饱和的脂族酮。二羰基化合物是不那么优选的。合适的示踪剂化合物包括：戊-2-酮、4-甲基戊-2-酮、4-己烯-3-酮、庚-2-酮、庚-3-酮、庚-4-酮、6-甲基庚-3-酮、2，6-二甲基庚-4-酮、辛-2-酮、辛-3-酮、壬-2-酮、壬-3-酮、癸-2-酮、十一烷-2-酮、十一烷-6-酮、戊-3-烯-2-酮、己-4-烯-3-酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-2-庚烯-4-酮、2，6-二甲基-4-庚酮、6-甲基庚-5-烯-2-酮、辛-1-烯-3-酮、辛-2-烯-4-酮、辛-3-烯-2-酮、癸-3-烯-2-酮、4-苯基-3-丁烯-2-酮、乙基乙烯基甲酮、环己酮、环己-2-烯-酮、苯乙酮、α-紫罗兰酮、樟脑、香芹酮、大马酮(damascenone)、β-突厥酮(beta-damascone)、葑酮、香叶基丙酮、异薄荷酮、圆柚酮和姜油酮。

所述示踪剂化合物可包括天然产品或合成产品，包括合成形式的天然形成的化合物。示踪剂化合物可选择为不含未标记形式的待标记的产品的化合物。或者，示踪剂化合物可包括在以比该示踪剂化合物的浓度更低的水平存在于未标记的产品中天然形成的化合物。示踪剂化合物优选地被选择为是低挥发性的，以使得在产品的运输和存储的条件下，示踪剂也不会因蒸发而被损失到将显著影响产品中的示踪剂的浓度的程度。示踪剂物质可含有多于一种的示踪剂化合物，但是优选含有少于二十种的示踪剂化合物。在示踪剂物质中优选使用至少两种示踪剂，优选使用2-12种示踪剂。当示踪剂物质含有多于一种的示踪剂化合物时，可使用的不同的示踪剂化合物的数目会增加，这是因为：不仅可以从每种示踪剂化合物的存在而且可以从每种存在的示踪剂化合物的相对量来识别每种示踪剂物质。因此，有可能由相对有限数目的合适的示踪剂化合物来配制数目很多的示踪剂物质。这就有可能使得每个制造商与唯一的示踪剂物质相关联，以在整个供应链中识别他们的产品。

所述示踪剂物质可任选地含有其他的成分，例如其他的示踪剂、染料、相容剂、溶剂、稀释剂等等。合适的稀释剂可包括与待标记的产品性质相似的物质，例如当示踪剂物质用于标记植物油产品时，示踪剂化合物可分散在合适的植物油的样品中。使示踪剂化合物预分散在这样的组合物中可使示踪剂更容易完全分散在产品中。计量泵通常仅仅在ppm范围内才启用，因此，对将要以ppb范围存在的示踪剂，进行稀释是很重要的。此外，将所提出的示踪剂混合在待标记的油的样品中将使得它们更方便地进行处理，这是因为在纯的情况下，有些示踪剂是易燃的液体。示踪剂物质优选液体，且优选通过适合于将预定的相对少量的示踪剂物质分散在产品中的可靠的方式加入到产品中。计量泵适合于用于将示踪剂物质加入到产品中。作为替代，示踪剂物质可以预定量或者包装在各个容器中的等分部分或者以可分散的胶囊或球粒的形式提供。当使用可分散的胶囊、球粒或片剂时，如有需要，分散剂或胶囊材料优选由可残留在产品中的而不使产品不适合于进一步处理或食用的材料制成。这样的材料可以是由高分子量的或饱和的/硬化的油或脂肪形成的蜡状固体。一些粗的天然油可在20-25℃或甚至在至多50-60℃下几乎是固体，因此，有必要在加入示踪剂物质之前将它们加热至它们的液态，以确保能发生完全混合和分散。

所选择的一种或多种示踪剂化合物必须是在低浓度水平下通过可得的分析方法能在产物物质中检测到的。因此，每种示踪剂化合物在产品中的浓度一定要大于选择的分析方法对该化合物的检测极限。每种示踪剂的浓度也必须远大于任何可能天然形成的量。产品中的示踪剂化合物的浓度不大于已经核准将该化合物用作食物添加剂时的浓度，且通常小于核准的浓度。通常，加入到产品中的示踪剂物质的量是该示踪剂物质或每种示踪剂化合物在产品中存在的浓度为5ppb-5ppm，优选约10-1000ppb的范围，更优选是50-500ppb。加入到产品中的示踪剂物质的量优选是经过计算的，以在产品中提供预定浓度的示踪剂物质或每种示踪剂化合物，选择每种示踪剂化合物的浓度或相对浓度以赋予标记的产品以可识别的特征。

通过合适的分析方法，产品样品中的每种示踪剂化合物都是可检测的，优选可定量检测的。优选的分析方法包括色谱法、尤其是液相色谱法、HPLC以及连接了合适的检测器的气相色谱法GC。用于本发明的特别优选的分析方法是连接了合适的检测器的气相色谱法。连接到GC的用于氮和硫的杂环化合物的优选的检测器是脉冲火焰光度检测器，藉此构成GC-PFPD技术。含羰基的化合物的优选的检测器是质谱仪，藉此构成GC-MS技术。在分析之前，视示踪剂化合物的性质、产品和选择的分析方法而定，可对标记的产品样品进行一个或多个准备性的步骤，例如分离、衍生、浓缩，等等。任选地，在分析之前，可在样品中包括有内标物质。示踪剂化合物可在分析之前从产品样品中分离出来，且在本方法的优选的实施方案中，将其萃取到合适的溶剂中。选择的溶剂是与产品样品不混溶的，且在分析的后续步骤中的提供合适的基质。作为替代，可在容器中加热标记的产品样品，且将顶部的样品用来分析，例如注射进入色谱柱中。在分析之前，示踪剂化合物可任选地从产品样品或产品样品的萃取部分中进行衍生。当产品是油或脂肪时，则示踪剂化合物通常首先萃取进入与衍生试剂可混溶的更具流动性的液体中。当使用时，对衍生进行选择以增强分析方法将样品存在的示踪剂化合物与存在的其他化合物进行分离和/或识别的能力。熟练的分析师能够选择适合于使用的方法的样品处理步骤和特定的衍生试剂。

举例而言，描述的是在本发明的方法的一个优选实施方案中使用的合适的分析方法，该方法用于检测至少一种含有分散在棕榈油中的酮的示踪剂化合物中。在第一步骤中，通过萃取将所有存在的示踪剂化合物从油中萃取到甲醇中。选择的甲醇是不与棕榈油混溶的，但与含水衍生试剂易于混溶，并为示踪剂化合物提供良好的溶剂。可选择其他的合适的溶剂。收集含有示踪剂化合物的甲醇层。接下来，通过使萃取的甲醇溶液与O-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺盐酸盐(PFBHA)的水溶液反应而使示踪剂化合物被衍生，以得到相应的五氟苄基肟衍生物。最后，将该衍生物萃取到有机相(例如氯仿)中进行分析和浓缩。移出含有该衍生物的有机层，通常进行干燥，接着再用GC/MS进行分析。因为含氟的缘故，衍生物比初始的酮更容易用可连接到GC的一般的检测器进行检测，这是因为它们的质量更大且与可能也被共同萃取的任何背景基质在化学上相当不同。可连接到GC仪器以分析五氟苄基肟衍生物的通常的检测器包括电子捕获检测器、卤素专用检测器和以负离子模式进行操作的质谱仪。尽管五氟苄基肟衍生物能比未衍生的示踪剂具有显著更长的洗脱时间，但是也不应该如此延长棕榈油的主要成分的洗脱时间，免得淹没示踪剂衍生物的信号。而且，示踪剂的肟衍生物的特征谱比未衍生的示踪剂的特征谱更容易识别和定量化。或者，可能在一些常规的实验之后，本领域的技术人员也可选择用于羰基化合物的其他合适的衍生试剂。可将2，4-二硝基苯基肼用作替代性的衍生试剂，但这是不那么优选的，因为在实验中，示踪剂衍生物会较不容易与背景基质区分开，尤其是在检测器是以电子冲击模式运行的质谱仪的情况下。技术人员可选择其他的处理和分析方法，这些方法经过计算以提供对样品中的示踪剂化合物进行定性或优选至少是半定量的检测。也可能直接在产品中分析示踪剂化合物。当产品是油或脂肪时，很优选的是萃取示踪剂化合物以避免脂肪残余物的沉积物积累在分析仪尤其是色谱柱上。

具体实施方式

以下实施例将进一步描述本发明。

实施例1

将2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮和2-十一烷酮各自以500ppb的浓度溶于粗棕榈油中。接着用5ml的甲醇萃取10ml该标记的油，同时在60℃下搅拌1小时。移出含有标记物的萃取物。向该萃取物中加入5ml的1mg/ml的O-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺盐酸盐(PFBHA)水溶液，并在剧烈搅拌下在60℃下培养2小时。然后用2.5ml氯仿萃取反应混合物，同时在60℃下搅拌20分钟。移出含有衍生物的氯仿层，并通过棉毛塞进行干燥，然后使用GC/MS以负化学电离(NCI)模式进行分析。使用的GC/MS仪器是装配有J&W Scientific^TMHP-5毛细管柱(30m长、0.32mm内径，0.25mm固定相厚度)的具有Agilent 5973质量选择检测器的

6890GC。初始的炉温为50℃，该温度保持5分钟，接着在16.67℃/分钟的速率下升到300℃并保持20分钟。

使用这些条件，以甲醇作为试剂气体在NCI模式下进行分析。离子源和四极温度分别设为154℃和150℃。在选择的离子监测(SIM)模式下监测对应于[M-20]的离子物质，以识别各标记物。对于每种相关的离子，使用提取的离子色谱以测量峰面积。对于2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮和2-十一烷酮示踪剂的衍生物，分别监测到m/e为289、303、317和345的信号。图1显示了每种提取的离子色谱的轮廓图(overlay)。

实施例2

将2-甲基-3-庚酮、6-十一烷酮、乙基乙烯基甲酮、5-甲基-2-庚烯-4酮和2，6-二甲基-4-庚酮各自以500ppb的浓度溶于粗棕榈油中。接着用5ml甲醇萃取10ml标记的油，同时在60℃下搅拌1小时。移出含有标记物的萃取物。向该萃取物中加入5ml的1mg/ml的O-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺盐酸盐(PFBHA)水溶液，并在60℃下培养2小时。用2.5ml氯仿萃取反应混合物，同时在60℃下搅拌20分钟。移出含有衍生物的氯仿层，并通过棉毛塞进行干燥，然后使用实施例1描述的相同仪器和方法通过GC/MS进行分析。对于2-甲基-3-庚酮、6-十一烷酮、乙基乙烯基甲酮、5-甲基-2-庚烯-4酮和2，6-二甲基-4-庚酮的衍生物，分别监测到m/e为303、345、259、301和317的信号。图2a和图2b显示了每种提取的离子色谱的覆盖图。

尽管实施例中描述的程序包括重复的操作，但是仍可能对示踪剂化合物进行定量。发现实施例1)和2)中提到的化合物的响应的相对标准偏差(RSD)平均为5-6％。该RSD是通过在5种单独的样品中组合地或单独使用实施例中提到的每种示踪剂化合物所描述的分析程序而得到的。此外，业已知道，与实施例中的引用的方法论相关的不确定性允许在延长的时间段内监测示踪剂化合物，并得到它们的稳定性或其它方面的结论。当示踪剂化合物在油中存在时，即使是在40℃下储存超过6周，都没有观察到可察觉的降解。此外，当在低于环境温度下储存时，未发生示踪剂化合物与油的分离。

Claims (13)

1.一种识别产品的方法，包括：通过向所述产品中加入含有至少一种示踪剂化合物的示踪剂物质而形成标记的产品，其中所述示踪剂化合物可接受地在食物中用作添加剂；随后分析所述产品的样品以确定所述示踪剂化合物的存在，藉此确定所述样品是否是标记的产品的样品。

2.根据权利要求1的方法，其中所述产品包括生物衍生的天然产品。

3.根据权利要求2的方法，其中所述产品包括源自植物或动物源的油、脂肪或醇。

4.根据前述任意一项权利要求的方法，其中所述至少一种示踪剂化合物选自美国食品和药品管理局(FDA)和/或欧盟委员会列出的允许作为食物添加剂的化合物。

5.根据前述任意一项权利要求的方法，其中所述至少一种示踪剂化合物包括羰基化合物。

6.根据权利要求5的方法，其中所述至少一种示踪剂化合物包括酮。

7.根据权利要求6的方法，其中所述酮选自：戊-2-酮、4-甲基戊-2-酮、4-己烯-3-酮、庚-2-酮、庚-3-酮、庚-4-酮、6-甲基庚-3-酮、2，6-二甲基庚-4-酮、辛-2-酮、辛-3-酮、壬-2-酮、壬-3-酮、癸-2-酮、十一烷-2-酮、十一烷-6-酮、戊-3-烯-2-酮、己-4-烯-3-酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-2-庚烯-4-酮、2，6-二甲基-4-庚酮、6-甲基庚-5-烯-2-酮、辛-1-烯-3-酮、辛-2-烯-4-酮、辛-3-烯-2-酮、癸-3-烯-2-酮、4-苯基-3-丁烯-2-酮、乙基乙烯基甲酮、环己酮、环己-2-烯-酮、苯乙酮、α-紫罗兰酮、樟脑、香芹酮、大马酮、β-突厥酮、葑酮、香叶基丙酮、异薄荷酮、圆柚酮和姜油酮。

8.根据权利要求1-4中任意一项的方法，其中所述示踪剂化合物包括含氮和/或含硫的杂环。

9.根据权利要求8的方法，其中所述示踪剂化合物选自：甲硫基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪、2，3-二乙基-5-甲基吡嗪和5-乙酰基-2，4-二甲基噻唑。

10.根据前述任意一项权利要求的方法，其中将所述示踪剂物质加入所述产品中，加入的量经过计算以在产品中提供预定浓度的示踪剂物质或每种示踪剂化合物。

11.根据前述任意一项权利要求的方法，其中将所述示踪剂物质加入到所述产品中，加入的量经过计算以在产品中提供浓度为5ppb-5ppm，优选约10-1000ppb，更优选50-500ppb的示踪剂物质或每种示踪剂化合物。

12.根据前述任意一项权利要求的方法，其中所述示踪剂物质包括多于一种的示踪剂化合物，这些示踪剂化合物的相对量经过选择以赋予所述标记的产品以可识别的特征，并分析样品，以便通过识别这些示踪剂化合物的特征性的相对量来识别示踪剂物质的存在。

13.根据权利要求12的方法，其中所述示踪剂物质含有2-12种示踪剂化合物。

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