鮮奶摻假檢驗方法研究進展

方悅，董文賓，*，樊成（.陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安700；.陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，陜西西安70048）

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鮮奶摻假檢驗方法研究進展

方悅1，董文賓1，*，樊成2
（1.陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安710021；2.陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，陜西西安710048）

摘要：鮮奶摻假事件時有發(fā)生，綜述鮮奶中常見摻假物質(zhì)及其檢測方法，對方法的優(yōu)缺點進行簡要的分析，并著重介紹一種叫做非線性化學指紋圖譜的方法，以期為有關(guān)管理部門和生產(chǎn)廠家進行產(chǎn)品全程質(zhì)量控制和原料收購時的質(zhì)量把關(guān)提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：牛奶；摻假；檢驗方法

據(jù)國內(nèi)外營養(yǎng)專家多年的研究證實，味道鮮美、營養(yǎng)豐富的鮮奶及乳制品是我們身邊“最接近完善的食品”。隨著乳品企業(yè)的產(chǎn)能以及消費鮮奶及乳制品人群的迅速增加，一些不法商販還會時不時地在鮮奶中摻入水、淀粉、糊精、米湯、面湯、鹽類、堿類、銨鹽、尿素等物質(zhì)，甚至摻入三聚氰胺等非法添加物以降低成本，獲取更大的商業(yè)利潤。這嚴重影響了乳品的品質(zhì)、擾亂了市場的競爭秩序、損害了消費者的利益，甚至對他們的生命安全造成危害。因此，建立適用的鮮奶摻假檢測方法仍然十分必要?，F(xiàn)對近年來鮮奶摻假檢驗的方法作簡要綜述，旨在為乳品加工企業(yè)對于鮮奶質(zhì)量的檢測控制及相關(guān)質(zhì)監(jiān)部門提供參考。

1牛奶中含單一摻假物質(zhì)的檢驗方法

1.1比重法

正常牛奶的密度應(yīng)在1.028 kg/L～1.032 kg/L（20℃～24℃）之間[1]，摻水后其比重下降，用比重計測量待測牛奶的密度值，若低于1.028 kg/L則為摻水奶。此方法適用于摻水量大的牛奶的檢測。

1.2電泳法

酪蛋白、乳清蛋白是牛奶中主要的蛋白，明膠、大豆分離蛋白及乳清粉是3種常見的用于摻假的蛋白。宋宏新等[2]利用毛細管電泳法對以上蛋白進行分析，建立相應(yīng)的電泳圖譜，確定摻假蛋白的特征峰，可用于定性、半定量分析。該方法快速高效，但由于儀器較高，以致普及率較低。

1.3酪蛋白沉淀法

鮮奶中摻入廉價含氮組分能提高含氮量，對此用常見的“凱氏定氮法”根本無法做出有效判斷。根據(jù)調(diào)節(jié)牛奶的pH值可使其中的重要蛋白質(zhì)酪蛋白沉淀出來這個原理，李宏梁等[3]探索了沉淀檢測的最佳條件，此時明膠、乳清蛋白、三聚氰胺均不能沉淀，則相同體積的摻假奶與正常牛奶得到的沉淀量會不同，故酪蛋白沉淀法能鑒別以上3種的假乳蛋白摻假行為。然而，對大豆分離蛋白摻假的鑒定需輔助產(chǎn)品豆腥味的感官評定等。

1.4膠體金免疫層析試紙法

膠體金免疫層析技術(shù)是以膠體金為顯色媒介，在層析過程中完成抗體與抗原特異結(jié)合的免疫反應(yīng)，而達到檢測的目的。Xiangmei Li等[4]用競爭抑制的原理，三聚氰胺與琥珀酸酐等反應(yīng)及相關(guān)修飾制備三聚氰胺-牛血清白蛋白偶聯(lián)物，膠體金與相應(yīng)抗體結(jié)合形成標記物，在試紙條的相應(yīng)位置加上相應(yīng)的試劑。若質(zhì)控線與檢測線都出現(xiàn)顏色變化為陰性，若只有質(zhì)控線出現(xiàn)則為陽性。該方法簡便、靈敏、快速，不過只能做定性和半定量分析。

1.5顯色法

1.5.1牛奶中摻入防腐劑的檢測

甲醛是常見的防腐劑之一，它防腐效果好、價格相對低廉，但對人體危害極大，因此世界各國均規(guī)定嚴禁將其添加到食品中。王丹慧等[5]利用對焦亞硫酸鈉及硫代硫酸鈉這兩種牛奶保鮮防腐劑的還原性，讓待測鮮奶與碘-碘化鉀溶液反應(yīng)，并以淀粉作為指示劑。若溶液呈藍色則添加劑為陰性，呈白色則為陽性，檢出限為0.005 %。該方法只能作為定性不能作定量檢測。

1.5.2牛奶中摻入酸性緩釋劑的檢測

牛乳常加入一些物質(zhì)來掩蓋酸敗后發(fā)生的凝集現(xiàn)象，以致口感差，甚至危害人體。王志琴等[6]將溴麝香草酚藍試劑加載到定性試紙上，制成摻堿物質(zhì)檢測試紙，根據(jù)顏色變化作相應(yīng)的分析判斷。他們研制的0.04 %草酚藍試紙法對常見堿性摻假物Na2CO3、NaHCO3、NaOH的最低檢出量可達0.03 g/100 mL，氨水的可達0.04 %。該方法使用方便，檢驗迅速，價格便宜，具有較高的實用價值，適用于定性檢測。

2牛奶中含多種摻假物質(zhì)的檢驗方法

2.1電極法

奶牛的機體代謝過程中會通過乳汁排出極微量的氟，摻假后的牛奶中氟離子含量發(fā)生變化。閆瑞霞等[7]按一定的比例配制成摻水、淀粉、食鹽的奶樣，用氟離子選擇電極法分別測量樣品的電位值，比較待測奶樣品與純鮮奶電位差的變化來判斷樣品是否摻假。

該方法需要樣品量?。?5 mL），單項摻假、多項摻假均可檢出，且檢測速度快、準確，很適用于衛(wèi)生監(jiān)督、收購鮮奶時的檢測。

2.2生物傳感器

生物傳感器是將生物識別元件和信號轉(zhuǎn)換元件結(jié)合[8]，產(chǎn)生的生物學信息通過信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為可定量處理的電、光等信號，經(jīng)儀器放大和輸出，而達到分析檢測的目的[9]。常用于檢測食品中的藥物殘留。

吳艷等[10]把四環(huán)素核酸適體作為識別分子固定于玻碳電極表面，構(gòu)建生物傳感器。此傳感器能特異性的結(jié)合牛奶樣品中四環(huán)素類抗生素（四環(huán)素、土霉素、青霉素），產(chǎn)生的電化學信號，用循環(huán)伏安掃描檢測并作定性定量分析，檢測限為0.01 mg/L。

2.3高效液相色譜法

由于天然牛奶中尿素水平的變化，使得其中摻入的外源性尿素很難被察覺。Grant Abernethy等[11]用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法通過監(jiān)測縮二脲、縮三脲的量間接檢測牛奶中尿素的摻假，檢驗快速、靈敏。丁利等[12]用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)合技術(shù)檢測牛奶中的安普霉素殘留量。本試驗用三氯乙酸去除蛋白，過C18柱凈化，venusil ASB C18色譜柱，七氟丁酸-甲醇梯度洗脫，質(zhì)譜正離子掃描，采用多發(fā)應(yīng)監(jiān)測模式進行定性定量分析。

高效液相色譜是目前使用廣泛的一種理化檢測方法。它僅能檢測出牛奶中是否摻假或摻雜，而且與質(zhì)譜等方法聯(lián)用還可以對一些物質(zhì)進行定量分析。但該方法成本高、速度慢，不能實現(xiàn)快速檢測[10]。

2.4紅外光譜分析法

近紅外光譜是波長在780 nm～2526 nm的電磁波，幾乎所有的有機物的主要結(jié)構(gòu)和組成都可在這里找到信號，物質(zhì)含量與不同波長點吸收峰呈線性關(guān)系[13]。張微[14]分別測得摻淀粉、蔗糖和食鹽牛奶的紅外光譜信號，構(gòu)建3種摻假牛奶的中紅外譜庫。用樸素貝葉斯分類模型，證明摻假鑒別可行。提取的主成分越多（最好在70個以上），該模型判定結(jié)果越準確。P.M. Santos[15]等用中紅外光譜和化學計量學檢測摻假乳清粉、尿素等的牛奶，提供了一個快速無損傷摻假檢驗技術(shù)。

近紅外光譜法無需前處理、不損傷樣品。但是采集時間等因素對判別模型的不明確影響，不同官能團吸收峰的相互重疊及噪音的影響等，會導(dǎo)致測定結(jié)果的偏差。此技術(shù)的應(yīng)用有待進一步研究和完善。

2.5非線性指紋圖譜法

處于非平衡狀態(tài)下的化學反應(yīng)，由于其體系內(nèi)非線性的相互作用，形成及其豐動力學行為，有化學振蕩、化學波、化學混沌、化學湍流等，通常把這種時空有序結(jié)構(gòu)稱作非線性化學現(xiàn)象。其中化學振蕩反應(yīng)因能直觀展現(xiàn)當今自然科學中存在的非線性化學現(xiàn)象，其理論研究和應(yīng)用都得到了迅速發(fā)展。

化學振蕩中最經(jīng)典的是B-Z體系，即由溴酸鹽、有機物在酸性介質(zhì)中，在有（或無）金屬離子催化劑下構(gòu)成的體系。不同物質(zhì)所含化學成分的種類和含量不同，對復(fù)雜的B-Z振蕩反應(yīng)的抑制、干擾或反應(yīng)機理造成不同的影響，直觀地表現(xiàn)為電位-時間函數(shù)圖形的不同[16]，是對復(fù)雜成分體系中各種物質(zhì)電化學行為的綜合表征，得到的圖譜是樣品中所有成分共同作用的結(jié)果，反映的是樣本復(fù)雜體系的綜合信息?？芍苯佑芍庇^圖作出定性判斷，結(jié)合相似度理論、建立數(shù)學模型等可進行定性定量分析。

2007年張?zhí)┿懙忍岢觥爸兴幏蔷€性化學指紋圖譜”的概念?；诨瘜W非平衡態(tài)的中藥和天然藥物指紋圖譜的研究國外鮮見報道，國內(nèi)起步也較晚[16]。

向鳳琴等[17]以Mn2+-H+-BrO31--CH3COCH3和某些作為耗散底物的中藥的活性成分作為非線性化學反應(yīng)體系，測定了一些中藥的非線性化學指紋圖譜。結(jié)果顯示：圖譜的直觀特征結(jié)合系統(tǒng)相似度可直接鑒別中藥的真?zhèn)?；根?jù)圖譜的某些特征和成分含量的關(guān)系，可作相應(yīng)的定量分析。

隨著非線性指紋圖譜技術(shù)的深入研究，它的應(yīng)用范圍也日漸廣泛。在茶飲料的評價、蜂蜜中含糖量的測定[18]、食醋摻偽鑒別及啤酒花鑒別評價等方面良好使用陸續(xù)有文獻報道。

喬君喜等[19]取15種不同品牌不同類別的牛奶及其制品，考察了利用非線性化學指紋圖譜進行快速、準確的鑒別區(qū)分的可行性。結(jié)果表明：其直觀圖有較好的特征性，可以很好的區(qū)分不同品牌的牛奶及其制品。用聚類分析和主成分分析，可以看出圖譜中的特征數(shù)據(jù)能很好的反應(yīng)它們的特征，能用來定性和定量分析。

魯利利等[20]測定不同產(chǎn)地的羊奶和牛奶的非線性指紋圖譜，通過直觀圖特征可鑒別羊奶和牛奶。直觀圖含有豐富的定量信息，由這些數(shù)據(jù)，用系統(tǒng)相似度鑒別羊奶或牛奶的產(chǎn)地，其平均準確度是94.3 %，用此區(qū)分羊奶和牛奶，平均準確度達到98.5 %。

目前常用的檢測方法對奶及奶制品主要摻假物的確起到了一定的檢驗作用，但是基本是針對某種組分的差別或者僅針對某種成分進行分析檢測，比如高效液相色譜技術(shù)是根據(jù)羊奶與牛奶中所含各種脂肪酸含量的不同為依據(jù)進行檢測分析；等電點聚焦則是以酪蛋白的水解產(chǎn)物作為指標建立的檢測方法。奶及其制品的成分很復(fù)雜，僅憑少數(shù)成分作為分析指標來鑒別和質(zhì)量評判，仍容易給假冒偽劣產(chǎn)品混入市場提供可乘之機。非線性指紋圖譜技術(shù)是樣品整體的特征反應(yīng)，圖譜有良好的特征性和重現(xiàn)性，該方法簡便、易推廣。目前在乳品摻假檢驗領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)受到關(guān)注，具體的機制、條件優(yōu)化及指紋圖譜庫的建立等方面尚需進一步探究。

3　小結(jié)

關(guān)于鮮奶摻假檢驗的方法很多，有針對單一摻假成分的，也有同時檢測多種成分的；有傳統(tǒng)方法也有基于精密分析儀器的現(xiàn)代鑒別方法。這些方法在精確度、操作步驟、檢測成本等方面各有優(yōu)缺點，因此應(yīng)根據(jù)實際情況、充分考慮各種因素，選擇合適的檢測方法。誠然，傳統(tǒng)的化學顯色法等檢測手法操作簡便快速，但只能檢驗?zāi)骋环N摻假物質(zhì)，且難以準確定量。隨著分析科學的發(fā)展，生物傳感器、高效液相色譜等新興的方法也越來越多地應(yīng)用到乳品檢驗中，不過這些方法依然存在“美中不足”。因此，一些傳統(tǒng)方法的改進如試紙法，及一些在其他領(lǐng)域已較多使用的方法如非線性指紋圖譜法的深入研究，都可作為解決鮮奶摻假檢測的新的思路。

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Progress in Research on Test about Milk Adulteration

FANG Yue1，DONG Wen-bin1，*，F(xiàn)AN Cheng2
（1. School of Food and Biological Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China；2. Research Institute for Quality Supervision and Inspection of Food Products of Shaanxi Province，Xi'an 710048，Shaanxi，China）

Abstract：Milk adulteration events are still occurring. We summarize some common adulterant in milk and detection methods. Analysing the advantages and disadvantages of these methods，in order to privide reference for relevant administrative departments and manufacturers to carry out a whole quality control and for checking the quality of raw material when making acquisitions.

Key words：milk；adulteration；detection methods

收稿日期：2015-01-19

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.02.050

*通信作者

作者簡介：方悅（1989—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品工程。

基金項目："十二五"農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃課題（2012BAD12B07）；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目（2011KTCQ03-08）；陜西省教育廳服務(wù)地方專項（15JF009）