[发明专利]一种咖啡豆稳定同位素分馏方法及同时鉴定烘焙和生咖啡豆原产地的方法

说明书

本发明公开了一种咖啡豆稳定同位素分馏方法及同时鉴定烘焙和生咖啡豆原产地的方法。利用IRMS和ICP测定生咖啡豆、中度、重度烘焙咖啡豆中各元素含量，分析咖啡豆烘焙过程中稳定同位素的分馏以及元素的变化情况后，采用随机森林树法构建了生豆、不同烘焙程度对应的原产地判别模型。之后对比生豆、不同烘焙程度咖啡豆对应判别模型的准确率，达到准确率后再采用随机森林树法建立同时判别生咖啡豆和不同烘焙程度咖啡豆的判别模型。这种鉴定方法不但能适用生咖啡豆，而且能适用不同烘焙程度的咖啡豆，预测准确率能够达到100%。无论是对于销售市场，还是海关检测均具有很好的协助，以改善咖啡豆产地造假的市场现状。

技术领域

本发明涉及咖啡豆检测领域，尤其是涉及一种咖啡豆稳定同位素分馏方法及同时鉴定烘焙和生咖啡豆原产地的方法。

背景技术

世界范围内，咖啡豆的产地有多个产地，主要分布拉丁美洲、非洲、亚洲等热带发展中国家，如巴西、哥伦比亚、印度尼西亚、埃塞俄比亚和越南等。

不同产地的咖啡豆价格相差较大，在经济利益驱动下，市场上出现大量咖啡豆产地造假的现象，不仅仅是生咖啡豆产地造假，同时也存在烘焙咖啡豆产地造假。一方面不仅仅严重损害精品咖啡豆消费者的合法权益，同时也给咖啡产业的持续健康发展带来影响。

目前，由于技术的缺乏，咖啡豆的产地鉴定通常是通过检测生咖啡豆，而我们都知道，市场上出售的通常是烘焙过的熟咖啡豆。对于鉴定烘焙过的熟咖啡豆产地的相关技术还比较少，导致咖啡豆产业中相关利益方也无法对产地现象采取相应的措施，因此，亟需改进。

发明内容

为了改进咖啡豆产地的检测方法，本申请提供一种咖啡豆稳定同位素分馏方法及同时鉴定烘焙和生咖啡豆原产地的方法。

第一方面，本申请提供一种咖啡豆稳定同位素分馏方法，包括以下步骤：

步骤1，准备不同烘焙程度的咖啡豆：将生咖啡豆进行不同程度的烘焙,得到前度烘焙、中度烘焙和重度烘焙咖啡豆。

步骤2，利用IRMS测定稳定同位素比值。

步骤2-01)，将生咖啡豆、浅度烘焙咖啡豆、中度烘焙咖啡豆和重度烘焙咖啡豆磨成粉，并在1000-1100℃的温度下燃烧还原，转化为CO₂、N₂和SO₂，之后用无水Mg(ClO₄)₂脱水，在65-75℃的温度下进行色谱柱分离，然后进入IRMS(稳定同位素比例质谱仪)离子源测定¹⁵N、¹³C和³⁴S元素的同位素含量。

步骤2-02)，将生咖啡粉、浅度烘焙咖啡粉、中度烘焙咖啡豆粉和重度烘焙咖啡粉包裹并干燥，之后静置使其与大气压的条件达到平衡，在1200-1400℃的高温下咖啡粉末裂解为H₂和CO，随后在80-90℃的色谱柱上进行分离，然后进入IRMS离子源，测定¹⁸O和²H同位素含量。

步骤3，利用ICP-OES测定咖啡豆中金属元素含量。

所述步骤2和步骤3不分先后顺序或同时进行。

优选的，所述步骤2-01)IRMS离子源中氦气吹扫流量170-180mL/min，参考气流速40-60mL/min。

优选的，所述步骤2-02)IRMS离子源中氦气吹扫流量：190-200mL/min，参考气流速：100-120mL/min。

优选的，所述步骤2-01)分析过程中，每8个以内的样品穿插有个实验室标准品进行同位素比值校正；所述步骤2-02)的分析过程中，每个样品重复做两次以上，每5个样品穿插一个实验室标准品进行同位素比值校正，以防氢同位素的记忆效应。