Establishment of a method for cultivating tomatoes using the method of isotope mass spectrometry
Authors: Оганесянц Л.А. , Панасюк А.Л. , Свиридов Д.А. , Ганин М.Ю. 
Published: September 2024

Томаты являются одним из наиболее распространенных товаров в продуктовой корзине широкого слоя потребителей. В последние годы все большее число производителей пищевых продуктов, в том числе томатов, ориентируется на «органическое производство», которое должно удовлетворять возросшим требованиям потребителей к качеству и безопасности продукции. Органическое земледелие считается способом производства продукции высокого качества, удовлетворяющим особым экологическим требованиям, гуманным по отношению к природе. Такой способ производства имеет широкое распространение в развитых странах и подразумевает сознательный отказ от использования синтетических удобрений, регуляторов роста растений и генетически модифицированных культур. При этом возникает необходимость в разработке надежных способов идентификации органической продукции. Наиболее распространенными приемами при культивировании томатов традиционным способом являются внесение синтетических азотосодержащих удобрений, а также культивирование растений в искусственной атмосфере углекислого газа. Выявить продукты, выращенные с применением таких технологических приемов, возможно с использованием метода изотопной масс-спектрометрии. Диоксид углерода, полученный методом химического синтеза, характеризуется высоким содержанием легкого изотопа 12С. При этом азот в составе соединений синтетической природы также характеризуется большим содержанием легкого изотопа 14N по сравнению с соединениями органического происхождения. Указанные элементы ассимилируются растением и изменяют изотопный состав углерода и азота структурных компонентов. Проводилось исследование 30 различных образцов томатов. Установлено, что 13 образцов были выращены в искусственной атмосфере СО2, а при выращивании 21 образца томатов были использованы азотосодержащие синтетические удобрения. Таким образом, метод изотопной масс-спектрометрии может быть важным звеном в цепи комплексного исследования томатов, выращенных способом «органического производства».

Tomatoes are one of the most common products in the grocery basket of a wide range of consumers. In recent years, an increasing number of food manufacturers, including tomatoes, have been focusing on «organic production», which must meet the increased consumer requirements for product quality and safety. Organic farming is considered a way of producing high-quality products that meet special environmental requirements and are humane towards nature. This method of production is widespread in developed countries and implies a conscious refusal to use synthetic fertilizers, toxic substances, plant growth regulators and genetically modified crops. At the same time, there is a need to develop ways to identify organic products. The most common techniques for cultivating tomatoes in the traditional way are the introduction of synthetic nitrogen-containing fertilizers, as well as the cultivation of plants in an artificial atmosphere of carbon dioxide. It is possible to identify products grown using such technological techniques using the isotope mass spectrometry method. Carbon dioxide obtained by chemical synthesis is characterized by a high content of the light isotope 12C. At the same time, nitrogen in the composition of compounds of a synthetic nature is also characterized by a high content of the light isotope 14N compared to compounds of organic origin. These elements are assimilated by the plant and change the isotopic composition of carbon and nitrogen structural components. A study of 30 different tomato samples was conducted. It was found that 13 samples were grown in an artificial CO2 atmosphere, and nitrogen-containing synthetic fertilizers were used in the cultivation of 21 tomato samples. Thus, the method of isotope mass spectrometry can be an important step in the detection of counterfeit tomatoes grown by the method of «organic production».