有(you)機(ji)食(shi)品(pin)壹定更有(you)營養(yang)嗎？

有(you)機(ji)食(shi)品(pin)是壹(yi)種(zhong)來(lai)自(zi)有(you)機(ji)農(nong)業(ye)生產(chan)體(ti)系的(de)食(shi)品(pin)，在(zai)農(nong)藥和(he)化(hua)肥應用方(fang)面有(you)著嚴(yan)格(ge)的(de)限制(zhi)和要(yao)求(qiu)。生活(huo)中(zhong)我們(men)經常(chang)會聽(ting)到(dao)壹些(xie)媒體(ti)和(he)商家宣(xuan)傳(chuan)：有(you)機(ji)食(shi)品(pin)比(bi)非有(you)機(ji)食(shi)品(pin)具有(you)更高的(de)營養(yang)價值(zhi)。部(bu)分(fen)觀點認(ren)為(wei)有(you)機(ji)農(nong)業(ye)註重(zhong)土(tu)壤的(de)健康(kang)和(he)肥力，使(shi)得(de)農(nong)作物(wu)能夠(gou)從(cong)土壤中(zhong)吸收更多的(de)養(yang)分，有(you)機(ji)蔬菜中(zhong)的(de)維生素 C、鐵(tie)、鎂等含量(liang)可(ke)能(neng)比(bi)普通蔬菜更高。但事實真的(de)是如(ru)此嗎？美(mei)國(guo)密西西(xi)比州(zhou)立大學(xue)清潔(jie)能(neng)源(yuan)技(ji)術(shu)研(yan)究所(suo)（ICET）利用(yong)激(ji)光(guang)誘(you)導(dao)擊(ji)穿(chuan)光(guang)譜(pu)（LIBS）技(ji)術對(dui)有(you)機(ji)培(pei)養(yang)和傳(chuan)統栽培(pei)的(de)花椰菜/西(xi)藍花進行(xing)了(le)元素成(cheng)分檢(jian)測(ce)與(yu)含(han)量(liang)分析(xi)，探(tan)索(suo)有(you)機(ji)蔬菜和非有(you)機(ji)產(chan)品(pin)的(de)營養(yang)價值(zhi)差(cha)異(yi)。

LIBS技(ji)術是利用(yong)脈(mai)沖激(ji)光(guang)激(ji)發(fa)待(dai)測(ce)樣(yang)品(pin)表面，產(chan)生等(deng)離(li)子(zi)體(ti)，通(tong)過(guo)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)發(fa)射的(de)光(guang)譜(pu)波(bo)長(chang)和強度(du)信號(hao)，分(fen)別(bie)獲得(de)待(dai)測(ce)元素的(de)種(zhong)類(lei)和(he)含量(liang)信息。

上(shang)圖展示(shi)了(le)從(cong)花椰菜和西蘭花的(de)頂(ding)部(bu)和(he)莖部(bu)部(bu)分(fen)獲得(de)的(de)光(guang)譜(pu)中(zhong)觀察(cha)到的(de)不同(tong)光(guang)譜(pu)線(xian)。通過(guo) NIST 原(yuan)子(zi)數(shu)據庫的(de)幫(bang)助(zhu)，鑒定出了(le)元素 Ca、Mg、K、Na 和(he) Fe 的(de)原子(zi)線(xian)，這證實了(le) Ca、Mg、K、Na 和(he) Fe 元素在花椰菜和西蘭花中(zhong)的(de)存在(zai)。

圖2為(wei)有(you)機(ji)培(pei)養(yang)與傳(chuan)統栽培(pei)條件(jian)下花椰菜與西藍花各(ge)部(bu)位(wei)的(de)成(cheng)分差(cha)異(yi)得(de)分(fen)（PCA分(fen)析）。總(zong)的(de)來說(shuo)，通(tong)過(guo)主(zhu)成(cheng)分分(fen)析的(de)得(de)分(fen)圖，觀察(cha)有(you)機(ji)和(he)傳(chuan)統花椰菜（以(yi)及(ji)西(xi)蘭(lan)花）的(de)頂(ding)部(bu)和(he)莖部(bu)部(bu)分(fen)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)或(huo)相似(si)性(xing)，整體(ti)來(lai)看(kan)有(you)機(ji)和(he)傳(chuan)統栽培(pei)造成(cheng)的(de)差(cha)異(yi)性並不高。

單元素分析(xi)結(jie)果展示(shi)了(le)有(you)機(ji)和(he)傳(chuan)統培(pei)養(yang)花椰菜頂(ding)部(bu)部(bu)分(fen)的(de) Mg元素相對(dui)定量(liang)情況(kuang)。在(zai) 21 周(zhou)的(de)比較中(zhong)，有(you)機(ji)花椰菜Mg元素含量(liang)更高的(de)次數(shu)為(wei) 2 次，傳(chuan)統(tong)栽培(pei)花椰菜Mg元素含量(liang)更高的(de)次數(shu)為(wei) 3 次，沒(mei)有(you)差(cha)異(yi)的(de)次數(shu)為(wei) 16 次，因(yin)此大多數(shu)時候有(you)機(ji)和(he)傳(chuan)統花椰菜頂(ding)部(bu)部(bu)分(fen)的(de) Mg元素含量(liang)沒有(you)顯著差(cha)異(yi)。

LIBS 光(guang)譜(pu)證(zheng)實花椰菜和西蘭花中(zhong)存在(zai) Ca、Mg、K、Na 和(he) Fe 元素。大多數(shu)時候有(you)機(ji)和(he)傳(chuan)統花椰菜/西(xi)蘭花在(zai)元素原子(zi)線(xian)強度(du)方面(mian)沒有(you)顯著差(cha)異(yi)，但具體(ti)情(qing)況(kuang)取(qu)決於蔬菜個體(ti)和(he)生長(chang)環境。有(you)機(ji)和(he)傳(chuan)統西藍(lan)花的(de)頂(ding)部(bu)和(he)莖部(bu)在(zai)光(guang)譜(pu)線(xian)強度(du)和元素濃度(du)方面(mian)大多數(shu)時候也(ye)沒(mei)有(you)系統性(xing)差(cha)異(yi)。當(dang)然，該(gai)研(yan)究(jiu)結(jie)果僅基於對(dui)隨機(ji)選(xuan)擇(ze)的(de)花椰菜和(he)西蘭花的(de)持(chi)續(xu) 21 周(zhou)檢(jian)測(ce)研(yan)究，可(ke)能(neng)不(bu)適(shi)用(yong)於所(suo)有(you)蔬菜。

FireFly是歐洲 CEITEC 激(ji)光(guang)與(yu)光(guang)譜(pu)實驗室(shi)開(kai)發的(de)壹款(kuan)基於LIBS（激(ji)光(guang)誘(you)導(dao)擊(ji)穿(chuan)光(guang)譜(pu)）技(ji)術的(de)快(kuai)速(su)多元素分析(xi)與(yu)化學成(cheng)像設(she)備，其適(shi)用(yong)於所(suo)有(you)固體(ti)和(he)液體(ti)樣(yang)品(pin)，待測(ce)物(wu)無(wu)需(xu)前(qian)處(chu)理(li)，測(ce)量(liang)近(jin)乎無(wu)損(sun)傷(shang)，壹(yi)次測(ce)量(liang)可(ke)獲取樣(yang)品(pin)所(suo)有(you)元素信息。北(bei)京易(yi)科泰(tai)致(zhi)力於生態-農(nong)業(ye)-健(jian)康研究監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)推廣、研(yan)發(fa)與服(fu)務，特(te)別(bie)是在(zai)高光(guang)譜(pu)成(cheng)像技(ji)術、葉(ye)綠(lv)素熒(ying)光(guang)成(cheng)像技(ji)術、紅(hong)外(wai)熱(re)成(cheng)像技(ji)術、LIBS元素分析(xi)技(ji)術、能量(liang)代謝(xie)監(jian)測(ce)等(deng)領域PSI、Specim、Sable、Lightigo等(deng)合(he)作，致(zhi)力於先進儀器(qi)技(ji)術(shu)的(de)引(yin)進推廣和(he)技(ji)術研發集(ji)成(cheng)，為(wei)科研用戶提供先進設備規劃設計(ji)、技(ji)術(shu)方(fang)案(an)與系統集(ji)成(cheng)、技術(shu)咨詢(xun)與(yu)科技服(fu)務。

易(yi)科泰(tai) FireFly LIBS 快(kuai)速(su)元素分析(xi)與(yu)成(cheng)像儀(yi)

應用領域

l 土(tu)壤分析(xi)：分析(xi)土(tu)壤樣(yang)本中(zhong)的(de)元素組成(cheng)，評估(gu)土壤肥力和(he)汙(wu)染情況(kuang)。

l 地(di)質(zhi)勘(kan)探(tan)：用(yong)於巖(yan)石(shi)和(he)礦(kuang)物(wu)的(de)元素分析(xi)，輔(fu)助地質(zhi)勘(kan)探(tan)和(he)礦物(wu)成(cheng)分研(yan)究。

l 金(jin)屬材料檢(jian)測(ce)：分(fen)析金屬及(ji)其合(he)金中(zhong)的(de)元素成(cheng)分，用(yong)於材料科學和質(zhi)量(liang)控制(zhi)。

l 環境監測(ce)：監(jian)測(ce)環境樣(yang)本（如(ru)沈(chen)積物(wu)、大氣(qi)顆粒(li)物(wu)等）中(zhong)的(de)元素，評估(gu)環境汙染。

l 生物(wu)材料分析：測(ce)定生物(wu)樣(yang)本（如(ru)毛(mao)發、血液(ye)、骨骼(ge)、腫(zhong)瘤等(deng)）中(zhong)的(de)元素，用於生物(wu)醫學(xue)研(yan)究。

l 植(zhi)物(wu)分析(xi)：用(yong)於植(zhi)物(wu)組織(zhi)中(zhong)元素含量(liang)的(de)測(ce)定，幫(bang)助(zhu)研(yan)究植(zhi)物(wu)營養(yang)狀(zhuang)況(kuang)和(he)元素吸收分(fen)布及(ji)植(zhi)物(wu)在重(zhong)金(jin)屬(shu)脅迫下(xia)的(de)反(fan)應和耐受性。

1. Bhatt C R, Alfarraj B, Ghany C T, et al. Comparative study of elemental nutrients in organic and conventional vegetables using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)[J]. Applied spectroscopy, 2017, 71(4): 686-698.

2. Jabbar A, Akhtar M, Mahmood S, et al. Determination of major inorganic nutrients in maize tissues by calibration-free laser induced breakdown spectroscopy[J]. Analytical Letters, 2020, 53(8): 1328-1341.