乳制品摻假現(xiàn)狀與穩(wěn)定同位素鑒別技術(shù)研究進(jìn)展

易冰清，郭秀秀，顏 治，趙瓊暉，吳鳳琪，靳保輝，謝麗琪，吳 浩

(1.深圳海關(guān) 食品檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，廣東 深圳 518045；2.廈門大學(xué) 環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，福建 廈門 361005)

乳制品的摻假對世界范圍內(nèi)乳品工業(yè)的發(fā)展來說都是急需解決的問題[1]，其對保障乳品的食品安全具有重要的意義。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，目前我國已成為全球第三大產(chǎn)奶國，同時(shí)也是乳制品進(jìn)口大國，是人均消費(fèi)量增長最快的國家。僅2018年，我國共進(jìn)口各類乳制品264萬噸，同比增加6.70%。其中，奶粉(含嬰幼兒配方乳粉)進(jìn)口量112萬噸，同比增長10.89%，占乳制品進(jìn)口總量的42.50%，進(jìn)口額高達(dá)9.7億美元[2]。2008年爆發(fā)的三聚氰胺事件使中國乳品行業(yè)遭受空前的沉重打擊，消費(fèi)者對國產(chǎn)乳制品的消費(fèi)信心正艱難恢復(fù)，重整乳業(yè)需要實(shí)施嚴(yán)格的檢測和監(jiān)管。而摻假技術(shù)在非法利潤的驅(qū)使下有隨著檢測技術(shù)不斷進(jìn)步而不斷更新的特點(diǎn)，進(jìn)口乳制品僅對其安全性進(jìn)行評估，我國極少涉及真實(shí)性檢測，缺乏相關(guān)真實(shí)性檢測的方法。發(fā)展食品真實(shí)性檢測技術(shù)可以對食品生產(chǎn)者起到威懾作用，可在一定程度上重建我國消費(fèi)者對國產(chǎn)奶粉的信心。本文主要探討乳制品摻假的現(xiàn)狀，對目前比較關(guān)注的穩(wěn)定同位素技術(shù)在乳制品摻假鑒別中的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述，并對目前技術(shù)的優(yōu)劣勢進(jìn)行分析，旨在為進(jìn)一步完善監(jiān)管和檢測技術(shù)手段提供參考。

1 乳制品摻假與檢測現(xiàn)狀

乳制品的摻假主要有三個(gè)方面：一是非法添加外來物(表1)，如已經(jīng)被媒體公開報(bào)道過的摻水、尿素、糖、淀粉以及三聚氰胺等。這類已知的摻假方式相對容易檢測，我國有一系列檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)，如密度法、凱式定氮法、格林試劑法、液相法等。二是偽造高品質(zhì)(表2)，例如復(fù)原乳冒充液態(tài)奶，非有機(jī)奶冒充有機(jī)奶，以及為了提高表觀蛋白含量的外源氮非法添加等[3]。這些摻假現(xiàn)象均是針對目前已有標(biāo)準(zhǔn)“量身定制”的摻假手段，具有極強(qiáng)的隱蔽性。雖然目前已有標(biāo)準(zhǔn)NY/T939—2016《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復(fù)原乳的鑒定》對復(fù)原乳冒充液態(tài)奶的鑒別，但該方法未上升為國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，且方法容易出現(xiàn)誤判[4]，未得到市場和監(jiān)管部門的認(rèn)可。三是產(chǎn)地造假(表3)，有研究表明，相較于中國品牌，消費(fèi)者對歐盟品牌具有最高的購買意愿，新西蘭品牌次之[5]，因此歐洲和新西蘭奶粉可能更容易被其他產(chǎn)地冒充。其次，造假奶粉仍然是以真實(shí)的奶源作為原料，僅是對其價(jià)值屬性進(jìn)行偽造，導(dǎo)致產(chǎn)地的鑒別比摻假復(fù)雜。近年來乳制品摻假的研究方法多局限于對已知添加物的檢測，采用的方法多為光譜法，化學(xué)法等常規(guī)方法，且對產(chǎn)地判別的研究并不充分，需要開發(fā)新的檢測方法對奶粉的各種摻假模式進(jìn)行檢測。

表1 乳制品非法添加物的檢測方法Table 1 Detection methods of illegal additives in dairy products

表2 不同類別乳制品冒充造假的檢測方法Table 2 Detection methods of fake dairy products

表3 乳制品原產(chǎn)地造假的檢測方法Table 3 Detection methods of dairy products in the country of origin

2 穩(wěn)定同位素?fù)郊勹b別技術(shù)應(yīng)用

2.1 穩(wěn)定同位素比值的表達(dá)方式

同位素是指具有相同質(zhì)子數(shù)不同中子數(shù)的元素，他們互為同位素，而穩(wěn)定同位素是不具有放射性的同位素。同位素的差別通常用同位素豐度表示，同位素豐度是指某一元素的各種同位素的相對含量(以原子百分計(jì))。一般輕元素(質(zhì)子數(shù)小于27)質(zhì)量數(shù)較輕的同位素的豐度占絕對優(yōu)勢，較重的同位素含量極低，用絕對豐度表達(dá)其差異相對困難，并且表示方式繁瑣，所以國際上使用相對量表示同位素的富集程度[20]。計(jì)算公式為:

δ(‰)=(R樣品/R標(biāo)準(zhǔn)-1)×1 000

R樣品和R標(biāo)準(zhǔn)分別代表樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的重同位素豐度和輕同位素豐度比，例如C、N、H、O穩(wěn)定同位素比率可分別用δ13C、δ15N、δ2H、δ18O表示，其豐度比表現(xiàn)為13C/12C、15N/14N、2H/1H、18O/16O。除了這些較輕的元素外，其他相對較重的元素同位素由于具有比較接近的豐度，因此一般以相對豐度表示，如11B/10B，210Pb/208Pb以及88Sr/87Sr等[24]。

2.2 穩(wěn)定同位素比值的測定方法

生命元素的穩(wěn)定同位素豐度的測定需要用穩(wěn)定同位素質(zhì)譜(IRMS)進(jìn)行測定。IRMS是通過外部設(shè)備將C、H、O、N和S等相對質(zhì)量較輕的生命元素轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氣體，再進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)組成特定的氣體，例如：C→CO2、N→N2、C→CO以及S→SO2。然后在離子源作用下使氣體帶電，不同質(zhì)荷比的氣體成分在磁場中偏轉(zhuǎn)角度不同，最后通過法拉第杯接收不同同位素組成的成分并根據(jù)矯正過的參考?xì)庥?jì)算其豐度和同位素比值。但近10年來光譜分析技術(shù)在水和CO2氣體同位素分析方面以其快速、低價(jià)以及簡便的特點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注。目前的主要測定方法如可調(diào)諧二極管激光吸收光譜法(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)以及光腔衰蕩激光光譜同位素分析儀(cavity ring-down spectroscopy, CRDS)等，主要用于野外生態(tài)觀測分析[20]。重元素的穩(wěn)定同位素則需要用到多接收-電感耦合等離子質(zhì)譜(MC-ICP-MS)或者熱電離質(zhì)譜(TIMS)，其主要原理是采用熱電離方法將同位素等離子化，質(zhì)量數(shù)不同的帶電粒子通過磁場偏轉(zhuǎn)后被不同的接收器接收產(chǎn)生電信號，從而可對重元素的穩(wěn)定同位素比值進(jìn)行分析。

2.3 穩(wěn)定同位素的應(yīng)用原理

穩(wěn)定同位素具有整合、示蹤以及指示的作用[20]。生物體的穩(wěn)定同位素受到不同的生物地球化學(xué)作用，產(chǎn)生同位素分餾效應(yīng)，根據(jù)生物體同位素自然分餾的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是生物體所處環(huán)境的“自然指紋”，進(jìn)而對其進(jìn)行摻假鑒別和產(chǎn)地溯源。穩(wěn)定同位素可以反應(yīng)生物和生物制品的氣候、地形、土壤等自然環(huán)境條件，生物自身的代謝，人為因素等。生物體生存期間，會(huì)與外界環(huán)境發(fā)生連續(xù)且廣泛的物質(zhì)交換，動(dòng)物呼吸的空氣、飲用的水、進(jìn)食的食物決定了自身的同位素組成。生物體自身代謝過程也會(huì)發(fā)生同位素分餾，研究發(fā)現(xiàn)，生物體對特定元素的分餾遵循一定的規(guī)律，如食物被消化吸收的過程中，δ15N值會(huì)隨營養(yǎng)級的升高而富集，一般每營養(yǎng)級增加3‰～4‰，δ13C值增加0‰～1‰[21-22]。不同的元素在不同的生物化學(xué)過程中其分餾效應(yīng)形成機(jī)理具有明顯的特點(diǎn)，這些基本的同位素分餾和變化原理為乳制品的摻假鑒別和產(chǎn)地溯源提供了很好的指示作用。

2.3.1碳和氮同位素 碳氮穩(wěn)定同位素(12C和13C，14N和15N)技術(shù)在乳制品的產(chǎn)地溯源和有機(jī)奶鑒別方面具有較好的應(yīng)用潛力。對于碳穩(wěn)定同位素其主要原理是不同類型飼草的δ13C值不同，C3植物飼草(青草、干草、大豆等)的δ13C值較低(-22‰～-28‰)，C4植物飼草(玉米、高粱等)的δ13C值較高(-10‰～-20‰)[25]。動(dòng)物在利用食物的過程中雖然存在不同程度的同位素分餾現(xiàn)象，但從整體上看，動(dòng)物的同位素組成還是由食物的同位素組成決定，并且分餾如前所述，存在一定規(guī)律。所以，進(jìn)食不同比例類型的飼草后產(chǎn)出的牛奶穩(wěn)定同位素值會(huì)有一定差異。例如，有機(jī)牛奶和普通牛奶的區(qū)別主要就是奶牛飼養(yǎng)方式的不同，有機(jī)養(yǎng)殖過程必須放牧，奶牛進(jìn)食的牧草幾乎全是C3植物，而一般工廠化牛奶生產(chǎn)會(huì)將奶牛集中喂養(yǎng)，飲食中相對價(jià)格便宜的玉米等C4植物占主要成分。這樣兩種飼養(yǎng)模式下奶牛產(chǎn)出的牛奶δ13C值有所不同，所以可以通過檢測牛奶中碳元素的同位素組成，判別有機(jī)和非有機(jī)牛奶。Bontempo[26]等通過碳穩(wěn)定同位素和其他微量元素聯(lián)用準(zhǔn)確測出意大利阿爾卑斯山不同的奶酪品種，正確率區(qū)分的概率達(dá)到94%～100%；并聯(lián)合奶酪中酪蛋白和甘油兩者的碳同位素值估算出奶牛膳食中玉米的比例；Kornexl[27]在1997年就發(fā)現(xiàn)利用牛奶中酪蛋白的碳氮同位素比和牛奶水的氧同位素比結(jié)合地理上的同位素的數(shù)據(jù)庫可以有效追蹤牛奶的原產(chǎn)地。

氮的穩(wěn)定同位素有15N和14N。牛奶中的氮元素主要來自奶牛每天進(jìn)食的牧草。牧草有固氮牧草和非固氮牧草，前者可以固定空氣中的氮?dú)?δ15N值為0‰)。研究表明，固氮植物固氮過程中氮同位素的分餾很小，因此固氮植物的δ15N值接近空氣的δ15N值，其值接近0‰[15]。非固氮牧草的氮元素來源主要為土壤中氮鹽成分，主要為硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，植物對其吸收和同化過程有較大的同位素效應(yīng)，主要變化為被吸收、同化的氮元素15N豐度比吸收、同化前富集。動(dòng)物進(jìn)食后，吸收利用食物中的營養(yǎng)成分過程中會(huì)存在明顯的氮同位素分餾，而且是有規(guī)律地富集15N，一般每營養(yǎng)級增加3.3‰[20]。因此，奶牛進(jìn)食不同牧草，或者進(jìn)食固氮和非固氮成分比例不同的牧草后，其所產(chǎn)牛奶的氮同位素比值信息在牛奶相應(yīng)的含氮成分里有所不同。據(jù)此，將牛奶中不同成分的氮同位素比值信息與牛奶產(chǎn)地信息相關(guān)聯(lián)，可以對牛奶進(jìn)行有效鑒別和溯源。

2.3.2氫和氧同位素 自然界中氫元素與氧元素大部分是以水的形式存在，同位素分別為H、D和16O、18O。水中氫氧同位素組成與地理位置和氣候條件有關(guān)，不同環(huán)境中水的δD和δ18O值具有顯著差異。奶牛體內(nèi)的氫氧元素主要來源有：飲用水、食物以及食物中的水，其中飲用水對牛奶中水的δD和δ18O的值影響最大。飲用水進(jìn)入奶牛體內(nèi)，影響奶牛體液及蛋白組織的同位素組成，使奶汁中水及蛋白質(zhì)中的氫氧穩(wěn)定同位素比率反映生活水域的地理特性。由于植物的蒸騰作用，飼料中水的δD和δ18O值會(huì)相對偏正，進(jìn)而使牛乳中水的δD和δ18O值比奶牛飲用水中略微偏正。根據(jù)文獻(xiàn)研究的氫氧穩(wěn)定同位素分餾過程，可大致顯示牛奶生產(chǎn)過程中氫氧穩(wěn)定同位素的變化過程(圖1)。不同季節(jié)植物飼料的含水量不同，牛奶中水的δD和δ18O值要比地表水偏正2‰～6‰[20]。如果用地下水配制復(fù)原奶，牛奶中混入不同比例的復(fù)原奶，δD和δ18O的變化會(huì)同復(fù)原奶的加入比例呈現(xiàn)良好線性，因此能從一定程度上進(jìn)行復(fù)原奶的鑒別[30]，如ChessonL等[31]調(diào)査了美國不同地區(qū)的生牛乳、奶牛飲用水、市售乳、自來水的δD和δ18O值，發(fā)現(xiàn)牛乳水的δD和δ18O值與奶牛飲用水的δD和δ18O值線性關(guān)系顯著，這個(gè)發(fā)現(xiàn)在判定牛奶的產(chǎn)地中具有重大意義；Magdas等[33]對羅馬尼亞特蘭西瓦尼亞地區(qū)的牛奶同位素研究表明，牛奶的δD和δ18O值隨飲食因素出現(xiàn)夏季較冬季高的現(xiàn)象，牛奶δD和δ18O值平均比飲用水的高1‰和4.5‰，最富集重同位素的牛奶大概會(huì)出現(xiàn)在奶牛哺乳期的第二或第三個(gè)月。對乳制品生產(chǎn)過程中氫氧穩(wěn)定同位素分餾機(jī)制的研究可以更好的幫助理解乳制品中氫氧穩(wěn)定同位素比值與產(chǎn)地來源的關(guān)系。

圖1 牛奶中氫氧同位素的來源及分餾過程Fig.1 Sources and fractionation of hydrogen and oxygen isotopes in milk

2.3.3其他元素同位素 硫(S)的同位素32S和34S主要通過植物根部吸收進(jìn)入食物鏈，其同位素組成具有明顯的地域特征，影響硫元素同位素組成的因素主要有：距海岸線的距離、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、和當(dāng)?shù)氐目諝馕廴緺顩r等[34]。在進(jìn)行兩種產(chǎn)地氣候相近，地址特點(diǎn)顯著不同的牛奶區(qū)分時(shí)，僅僅應(yīng)用氫氧同位素不能較好地區(qū)別牛奶產(chǎn)地時(shí)，δ34S值有望為牛奶鑒別和溯源提供更有價(jià)值的信息。Crittenden等[34]研究發(fā)現(xiàn)，多種元素結(jié)合分析會(huì)大大提高牛奶產(chǎn)地辨別的準(zhǔn)確率。需要注意的是，在利用硫同位素值對牛奶的原產(chǎn)地溯源分析時(shí)，應(yīng)該綜合考慮地質(zhì)、氣候、當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境等多種因素，防止人為等因素干擾導(dǎo)致誤判，以便更好地發(fā)揮硫同位素在牛奶溯源中發(fā)揮糾正、輔助的作用。

鉛(Pb)作為溯源元素，因其物理性質(zhì)穩(wěn)定、存在范圍廣，較早地應(yīng)用在污染源示蹤、食品產(chǎn)地溯源等研究中。在示蹤和溯源研究中，其檢測指標(biāo)一般為207Pb/206Pb和208Pb/207Pb[35]。不同地區(qū)土壤來源，形成時(shí)間，成因機(jī)制不一樣，所含鉛同位素組成也會(huì)有較大差異，具有不同的鉛同位素標(biāo)記特征，這樣的特征使鉛同位素比值成為一種“指紋”，反應(yīng)含鉛物質(zhì)的地理位置信息[36]。動(dòng)物會(huì)從飲食中攝入一定的含鉛物質(zhì)，經(jīng)過代謝吸收會(huì)有一部分進(jìn)入到牛奶中，所以，鉛的同位素比值信息可以反應(yīng)牛奶的產(chǎn)地信息。另外，大氣沉降過程攜帶的鉛也會(huì)被植物吸收[15]，影響牛奶中鉛穩(wěn)定同位素比值，而且來源于大氣的鉛可能要高于植物從沉積物吸收的鉛[37]，因此，牛奶中鉛同位素組成不僅包含原產(chǎn)地地質(zhì)、氣候信息，還可以反映這一地區(qū)的污染。需要更多地了解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境背景才能更好地利用鉛同位素進(jìn)行牛奶的產(chǎn)地溯源。

鍶(Sr)的同位素中應(yīng)用較多的是87Sr/86Sr，影響其值的主要因素有地質(zhì)年齡、地質(zhì)背景等[38]。與鉛同位素類似，鍶同位素的物理性質(zhì)也非常穩(wěn)定，在生物地球化學(xué)過程中不會(huì)發(fā)生明顯的同位素分餾。目前為止，還未發(fā)現(xiàn)鍶由巖石風(fēng)化為土壤、被植被吸收利用過程中發(fā)生同位素分餾現(xiàn)象[39]。牛奶中鍶元素含量比鉛要高得多，所以，鍶元素同位素比值可以作為一種指示元素，判斷牛奶產(chǎn)地的來源[40]。Fortunato等[40]在對瑞士部分地區(qū)的奶酪產(chǎn)地研究中發(fā)現(xiàn)，鍶元素是一種更高效的溯源元素。測試精度方面，鍶同位素的分析精度要比鉛同位素高一個(gè)數(shù)量級，可以區(qū)別更細(xì)微的差別。此外，在氣候差異不大的地區(qū)，鍶同位素的判別效果顯著優(yōu)于δ18O和δD。因此，鍶同位素在牛奶等農(nóng)產(chǎn)品溯源和真?zhèn)舞b別研究領(lǐng)域具有巨大的潛力[41]。

表4總結(jié)了以上文中穩(wěn)定同位素技術(shù)在摻假鑒別和產(chǎn)地溯源中的一般應(yīng)用方式和影響因素。

表4 穩(wěn)定同位素在摻假和產(chǎn)地鑒別中的應(yīng)用Table 4 Application of stable isotope in adulteration and origin identification

3 乳制品摻假鑒別研究進(jìn)展

現(xiàn)階段新型乳制品的摻假檢測方法仍然沒有上升到國家標(biāo)準(zhǔn)的層面，表明這一問題還沒有得到充分的解決。常規(guī)的摻水，摻尿素，三聚氰胺和糊精等摻假形式已經(jīng)有一些檢測方法，但是復(fù)原乳冒充液態(tài)乳，牛奶中外源氮檢測，進(jìn)口奶粉的產(chǎn)地溯源，有機(jī)乳制品的鑒別仍然無法得到有效的檢出和監(jiān)管。穩(wěn)定同位素技術(shù)的應(yīng)用可提供可靠有效的檢測方法。

3.1 復(fù)原乳冒充鮮牛奶

復(fù)原乳是奶粉勾兌還原而成的牛奶，我國規(guī)定，低溫巴氏奶絕不允許使用復(fù)原乳。目前復(fù)原乳的主要檢測手段是高效液相色譜法檢測乳制品中的糠氨酸含量，該方法靈敏度高，但樣品前處理時(shí)間約24 h，耗時(shí)較長，前處理復(fù)雜。由于復(fù)原乳一般需要加入外來的水源，因此氫氧穩(wěn)定同位素的檢測理論上可克服前處理復(fù)雜、費(fèi)時(shí)長等缺點(diǎn)，提供可靠有效的檢測方法。Lin等[30, 42]對鮮牛奶和復(fù)原乳中水的氫氧穩(wěn)定同位素進(jìn)行分析指出，兩者存在顯著的差異。Ehtesham等[43]指出牛奶中的水比其飲用水富集30%的氘，且牛奶中水、固形物以及脂肪酸中的δ2H與食物和飲用水中的δ2H密切相關(guān)。這些研究均為利用氫氧穩(wěn)定同位素比值鑒別復(fù)原乳冒充純牛奶提供了理論依據(jù)。另有研究表明，高溫會(huì)導(dǎo)致牛奶中的δ13C和δ15N發(fā)生改變，提出可通過加工類型來區(qū)分樣品的概念[18]，但該方法未有進(jìn)一步的研究支撐。因此采用穩(wěn)定同位素技術(shù)對鮮牛奶的摻假檢測理論上可行，但需要更多的驗(yàn)證數(shù)據(jù)進(jìn)一步明確檢出限、判定值以及適用范圍。除穩(wěn)定同位素外，劉歡等[44-45]還報(bào)道了采用同步熒光技術(shù)檢測鮮牛奶中摻雜復(fù)原乳的研究，結(jié)合PLS-DA模型，可以實(shí)現(xiàn)對鮮牛奶中復(fù)原乳的定性檢測，但目前的研究對鮮牛奶中添加復(fù)原乳的定量檢測仍然無法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。

3.2 外源氮的非法添加

目前乳制品中外源氮的檢測手段主要基于已知摻假物的檢測，而對于未知的氮源則無能為力，因此需要開發(fā)非靶向的外源氮檢測方法以降低企業(yè)和監(jiān)管的風(fēng)險(xiǎn)。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的摻氮類物質(zhì)主要包括非蛋白氮類化合物(如三聚氰胺、尿素、銨鹽等)和非乳源蛋白類物質(zhì)(如大豆蛋白，水解蛋白、乳清粉等)，其氮穩(wěn)定同位素比值均有各自的分布特點(diǎn)。李鑫等[46]對不同國家奶粉中碳氮穩(wěn)定同位素的分析表明，大部分乳粉的氮穩(wěn)定同位素比值介于6‰～8‰之間，常見化工類高氮化合物如尿素、三聚氰胺δ15N為負(fù)值，因此低于此區(qū)間的奶粉樣品可能添加有外源氮。且按蛋白含量10%的比例加入三聚氰胺后，奶粉的氮穩(wěn)定同位素比值由6.34‰降至5.66‰，同位素質(zhì)譜分析氮穩(wěn)定同位素比值的精度一般為0.2‰～0.3‰，因此該變化差異滿足乳制品中外源無機(jī)氮的識別需求，理論上可對添加10%外源氮的識別。乳制品的氮穩(wěn)定同位素比值分析多用于對有機(jī)奶和非有機(jī)奶的鑒別[16]，在乳制品外源氮檢測方面的研究還比較少，需要更多的收集不同產(chǎn)地奶制品的氮穩(wěn)定同位素比值數(shù)據(jù)，確定其真實(shí)性范圍以實(shí)現(xiàn)對外源氮摻假檢測的判定。

3.3 嬰幼兒配方奶粉的產(chǎn)地造假

自從2008年三聚氰胺事件后，我國奶粉(特別是嬰幼兒配方奶粉)進(jìn)口量巨大[47]。且我國消費(fèi)者更信賴歐洲，澳洲和新西蘭的配方奶粉，國產(chǎn)配方奶粉的信任度較低[48]。因此配方奶粉的產(chǎn)地造假存在較大的經(jīng)濟(jì)利益，配方乳粉的產(chǎn)地真實(shí)性具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和監(jiān)管漏洞。為了滿足嬰幼兒的營養(yǎng)需要，在奶粉中加入各種營養(yǎng)成分，以達(dá)到接近母乳的效果。與普通奶粉相比，奶粉在配方中去除了部分酪蛋白，增加了乳清蛋白；去除了大部分飽和脂肪酸，加入了植物油，DHA(二十二碳六烯酸，俗稱腦黃金)，AA(花生四烯酸)配方奶粉中還加入了乳糖，含糖量接近人乳；降低了礦物質(zhì)含量，以減輕嬰幼兒腎臟負(fù)擔(dān)；另外還添加了微量元素、維生素、某些氨基酸或其他成分。因此對于嬰幼兒配方奶粉的產(chǎn)地溯源而言，常規(guī)的總體(bulk)穩(wěn)定同位素分析以及元素分析均不完全適用。本課題組前期對200多份配方奶粉的碳氮?dú)溲醴€(wěn)定同位素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明配方奶粉的同位素變化范圍遠(yuǎn)大于純牛奶固形物(未發(fā)表數(shù)據(jù))，添加劑對奶粉總體同位素具有顯著的影響，但仍能在一定程度上實(shí)現(xiàn)不同國家配方奶粉的區(qū)分。梁莉莉等[49]利用EA-IRMS測定了酪蛋白δ13C 和δ15N 值，分析發(fā)現(xiàn)酪蛋白的δ13C和δ15N與產(chǎn)地有很大相關(guān)性，不同地區(qū)樣品有各自的地域特點(diǎn)。酪蛋白是配方奶粉中需要減少的，不受添加成分的干擾，可作為產(chǎn)地溯源指標(biāo)。相比其他類別乳制品的產(chǎn)地溯源研究[27, 50]，配方奶粉的產(chǎn)地溯源方法和研究仍然較少，也是乳制品真實(shí)性鑒別的重點(diǎn)研究方向。

3.4 普通乳制品冒充有機(jī)乳制品

對于有機(jī)產(chǎn)品我國制定國標(biāo)GB/T 19630和《有機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施規(guī)則》等的相關(guān)規(guī)定,但僅靠產(chǎn)品的有機(jī)認(rèn)證難以保證有機(jī)乳制品的真實(shí)性。目前，國內(nèi)沒有明確的檢測技術(shù)可以精準(zhǔn)鑒別有機(jī)制品，難以采取有效的控制和防范措施。Ⅲ-Min Chung[15]研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)牛奶的δ15N值總是比非有機(jī)牛奶的低，同一地點(diǎn)，不同月份的牛奶，氮同位素值有所不同。這與Molkentin & Giesemann[16]和Molkentin[29]的研究結(jié)果一致，但Bateman & Kelly[23]的研究結(jié)果卻相反。趙超敏等[51]研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)奶粉的δ13C較非有機(jī)奶粉的δ13C偏負(fù)，有機(jī)奶粉的δ15N較接近。說明碳、氮穩(wěn)定同位素作為有機(jī)牛奶的鑒別情況要比植物復(fù)雜的多，需要更多的考慮奶牛食物是否有機(jī)種植，飼料種植土壤的氮本底值等因素。Ⅲ-Min Chung等[52]的研究進(jìn)一步指出特定化合物的同位素?cái)?shù)據(jù)，如脂肪酸和氨基酸的同位素，在總體穩(wěn)定同位素區(qū)分能力不足的情況下，可提高有機(jī)乳制品驗(yàn)證的可靠性。同位素比質(zhì)譜技術(shù)可能是一個(gè)很好的鑒別有機(jī)乳制品真實(shí)屬性的可靠技術(shù)，但需要更系統(tǒng)的研究明確有機(jī)和非有機(jī)生產(chǎn)的乳制品同位素分布范圍，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的鑒別效果。

4 小結(jié)與展望

乳制品的摻假主要是經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)的造假現(xiàn)象(economically motivated adulteration, EMA)，且由低端的加水、淀粉和外源氮等加量的手段轉(zhuǎn)向低質(zhì)產(chǎn)品冒充高質(zhì)產(chǎn)品的增質(zhì)轉(zhuǎn)變。穩(wěn)定同位素技術(shù)在摻假鑒別和產(chǎn)地溯源中有突出優(yōu)勢，該技術(shù)通過追溯和識別乳制品生產(chǎn)的基本生物學(xué)過程的穩(wěn)定同位素變化實(shí)現(xiàn)真實(shí)性鑒別和產(chǎn)地溯源，可有效解決這些摻假問題。

同位素技術(shù)雖然能提供強(qiáng)大的摻假鑒別能力，但在乳制品的真實(shí)性鑒別中依然缺乏系統(tǒng)的理論支撐。不同的生物學(xué)過程、環(huán)境因素以及生產(chǎn)加工過程對乳制品穩(wěn)定同位素的影響效應(yīng)和機(jī)制研究仍然十分缺乏，這將導(dǎo)致穩(wěn)定同位素技術(shù)在本領(lǐng)域研究缺乏系統(tǒng)性和推廣性。比如，1) 飼料、飲用水等生產(chǎn)資料與乳制品中同位素之間的關(guān)系還沒有完全理清。2) 有機(jī)與非有機(jī)奶中碳氮穩(wěn)定同位素的差異仍然具有不確定性，需要更系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)予以明確。3) 配方奶粉中外來添加物對原料奶的穩(wěn)定同位素比值以及產(chǎn)地溯源可靠性的影響也未充分評估。這些機(jī)理的充分研究有利于制定有效、穩(wěn)定的真實(shí)性鑒別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，讓研究結(jié)果走向技術(shù)應(yīng)用。

我國是乳制品進(jìn)口大國，在進(jìn)口乳制品質(zhì)量安全監(jiān)管、原產(chǎn)地識別方面具有較大的技術(shù)需求，特別是嬰幼兒配方奶粉還需要研究快速可靠的摻假和產(chǎn)地溯源技術(shù)方法以適應(yīng)我國監(jiān)管需求。而對于我國乳制品企業(yè)，該技術(shù)可運(yùn)用于對原料奶和進(jìn)口乳粉的非法添加以及原產(chǎn)地問題進(jìn)行鑒別，為企業(yè)降低食品安全風(fēng)險(xiǎn)。但目前的研究僅提供了穩(wěn)定同位素技術(shù)在乳制品摻假和產(chǎn)地溯源上的可行性，而實(shí)現(xiàn)真實(shí)性判定需要基于大量的數(shù)據(jù)積累，與企業(yè)聯(lián)合開展相關(guān)的研究和數(shù)據(jù)庫建設(shè)是有效的解決方案。