کربن-۱۳ یک ایزوتوپ از عنصر کربن است. ایزوتوپ‌ها نسخه‌هایی از یک عنصر هستند که تعداد پروتون‌های آنها یکسان است، اما تعداد نوترون‌های آنها متفاوت است. در مورد کربن-۱۳، تعداد پروتون‌ها برابر با ۶ و تعداد نوترون‌ها برابر با ۷ می‌باشد.
کربن-۱۳ نسبت به کربن-۱۲ که ایزوتوپ اصلی کربن است (تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آن هر کدام برابر با ۶ است)، یک نوع سبک‌تر از کربن می‌باشد. کربن-۱۳ در مطالعات شیمیایی و فیزیکی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، به عنوان مثال در اسپکتروسکوپی نوعی از طیف‌سنجی به نام طیف‌سنجی کربن-۱۳ (۱۳C NMR) وجود دارد و همچنین در مطالعات زمین‌شناسی و بیوشیمیایی از آن استفاده می‌شود.
اندازه‌گیری کربن-۱۳ به وسیله تکنیک‌های مختلف انجام می‌شود، اما یکی از رایج‌ترین و معمولی‌ترین روش‌ها برای اندازه‌گیری کربن-۱۳، طیف‌سنجی کربن-۱۳ (۱۳C NMR) یا طیف سنجی جرمی کربن ۱۳ (۱۳C MS) است که آزمایش‌های کربن-۱۳ NMR متداولتر هستند. در این تکنیک، از اصول تابعیت انرژی هسته‌ای و تابعیت مغناطیسی هسته‌ای برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های حاوی کربن-۱۳ استفاده می‌شود. نتایج طیف‌سنجی کربن-۱۳ به عنوان اندازه‌گیری‌های مربوط به ترکیب و ساختار مولکولی مواد شیمیایی و آلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تکنیک در شیمی، بیوشیمی، شیمی آلی، شیمی فیزیکی، و دیگر حوزه‌های علمی مورد استفاده است.

آزمایش کربن-۱۳ در مواد غذایی با استفاده از ۱۳C NMR :

۱. آماده‌سازی نمونه: نمونه مواد غذایی باید به شکل مخصوصی آماده‌سازی شود. این فرآیند شامل خشک کردن، خرد کردن، یا حل کردن ماده غذایی در محلول‌ مناسب است.
۲. انتقال نمونه های آماده سازی شده به شیشه‌های NMR
۳. اعمال مغناطیس: شیشه‌های حاوی نمونه‌ها در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند تا ایزوتوپ کربن-۱۳ در نمونه‌ها ترتیب انرژی بگیرد.
۴. اعمال پالس رادیویی: پالس رادیویی با فرکانس مخصوص به نمونه‌ها اعمال می‌شود. این پالس باعث انتقال هسته‌های کربن-۱۳ به وضعیت‌های انرژی بالاتر می‌شود.
۵. رهایش و بازگشت به وضعیت اولیه: هسته‌های کربن-۱۳ به وضعیت‌های پایین‌تر انرژی بازگشت می‌کنند و در این فرآیند انرژی رادیویی آزاد می‌شود.
۶. ثبت طیف: انرژی رادیویی آزاد شده توسط هسته‌های کربن-۱۳ در نمونه‌ها ثبت می‌شود. این ثبت به عنوان یک طیف انرژی رادیویی نمایش داده می‌شود.
۷. تجزیه و تحلیل داده‌ها: طیف‌های نمونه‌ها توسط نرم‌افزارهای مخصوصی تجزیه و تحلیل می‌شوند تا اطلاعاتی درباره ترکیب و خصوصیات مواد غذایی به دست آید.

مثال : شناسایی کربن ۱۳ در کنسانتره میوه‌جات:

شناسایی کربن ۱۳ در کنسانتره میوه جات به کمک تحلیل ایزوتوپی انجام می‌شود. این تحلیل به عنوان “اندازه‌گیری نسبت ایزوتوپ‌های کربن ۱۳ به کربن ۱۲ (δ۱۳C)” شناخته می‌شود و می‌تواند اطلاعات مفیدی در مورد منشأ و اصالت مواد خوراکی فراهم کند. دستورالعمل عمومی برای شناسایی کربن ۱۳ در کنسانتره میوه‌جات به شرح زیر است:

۱. نمونه‌برداری: نمونه‌هایی از کنسانتره میوه‌ را بردارید.
۲. آماده‌سازی نمونه: نمونه‌ها را خشک کرده و به پودر تبدیل کنید. اگر نمونه‌ها خشک نیستند، باید ابتدا آنها را خشک کنید.
۳. ایزوتوپ‌سنجی کربن: از روش‌های مختلفی برای انجام این کار استفاده می‌شود، اما یکی از روش‌های معمول شامل مس‌اسپکترومتری ایزوتوپ کربن (IRMS) است. با استفاده از این دستگاه، نسبت ایزوتوپ‌های کربن ۱۳ به کربن ۱۲ در نمونه‌ها اندازه‌گیری می‌شود.
۴. محاسبه نسبت δ۱۳C : با توجه به داده‌های به دست آمده از IRMS، نسبت δ۱۳C محاسبه می‌شود. این نسبت به صورت عددی اعلام می‌شود و می‌تواند به عنوان نشانگری برای اصالت و منشأ محصول مورد بررسی استفاده شود.
۵. تفسیر نتایج: نتایج اندازه‌گیری نسبت δ۱۳C ممکن است با نمونه‌های معیار مقایسه شده و با توجه به آنها، می‌توان از منشأ و اصالت محصول تعیین کرد.

شناسایی کربن ۱۳ در کنسانتره میوه‌جات اهمیت دارد زیرا این تحلیل می‌تواند تقلب در تولید کنسانتره و همچنین تعیین منشأ مواد خوراکی را شفاف‌تر کند و به محققان، صنعت گران و افراد و شرکت‌هایی که در صنعت غذایی فعالیت می‌کنند، کمک کند تا از کیفیت و اصالت محصولات خود در راستای ایمنی غذایی و تحقیقات تغذیه ای اطمینان حاصل کنند.