乳制品樣品前處理與分析檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

陳雅莉，扈洪志，肖小華，李攻科

（中山大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510275）

乳制品是以牛奶、羊奶、駝奶等動(dòng)物乳為原料的各種食品，主要包括液體乳類、乳粉類、煉乳類、乳脂肪類、干酪類、乳冰淇淋類和其他乳制品類七大類［1］。牛奶中含脂肪、蛋白質(zhì)、人體所需的20種氨基酸以及較豐富的礦物質(zhì)，是膳食中蛋白質(zhì)、鈣、磷、維生素A、維生素D和維生素B2的重要來(lái)源之一［2］。近年來(lái)，我國(guó)特色奶畜種飼養(yǎng)量逐年增加且分布廣泛，其中羊奶是發(fā)展較好的特色奶品種［3］。羊奶分為山羊奶和綿羊奶，是世界上公認(rèn)最接近人奶的乳品，以其營(yíng)養(yǎng)豐富、易于吸收等優(yōu)點(diǎn)被稱為“奶中之王”。駝乳為駝科動(dòng)物雙峰駝的乳汁，富含維生素C、不飽和脂肪酸、鐵和維生素B，被視為一種不可替代的營(yíng)養(yǎng)品。隨著各類乳制品成為家庭日常攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其質(zhì)量安全問(wèn)題也成為大家關(guān)注的重點(diǎn)。

乳制品中的有害物質(zhì)主要包括農(nóng)獸藥殘留、毒素、重金屬、微生物、有害添加劑以及在包裝或運(yùn)輸過(guò)程中引入的其他有害物質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，農(nóng)藥、霉菌毒素以及重金屬殘留主要來(lái)源于被污染的動(dòng)物飼料或食料，其中黃曲霉毒素B1（Aflatoxin B1，AFB1）是天然產(chǎn)生的強(qiáng)致癌物之一［4］。β-內(nèi)酰胺類、磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類抗生素［5］被廣泛用來(lái)預(yù)防或治療動(dòng)物細(xì)菌性感染疾病，一些抗生素還被用作添加劑以延長(zhǎng)牛奶保質(zhì)期。

乳制品保存不當(dāng)可產(chǎn)生大腸桿菌等多種微生物［6］，如沙門氏菌可導(dǎo)致感染者腹瀉、腹痛、嘔吐和發(fā)燒［7］；李斯特菌是新生兒腦膜炎的常見(jiàn)病因之一［8］。乳制品中的有害添加劑包括三聚氰胺、過(guò)氧化氫［9］、甲醛等防腐劑，色素類添加劑以及從食品包裝材料中遷移到乳制品中的塑化劑、多氯聯(lián)苯［10］等，具有干擾內(nèi)分泌、致癌等危害。

乳制品種類多、基質(zhì)復(fù)雜，有害物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)差異大、含量水平低，亟需發(fā)展快速高效的樣品前處理技術(shù)和準(zhǔn)確靈敏的分析檢測(cè)方法。本文綜述了近十年來(lái)乳制品樣品前處理方法的研究進(jìn)展，包括固相（微）萃取法、液相（微）萃取法、免疫親和色譜法等；介紹了各類有害物質(zhì)的分析檢測(cè)方法，如色譜法、原子光譜法、電化學(xué)分析法、生物免疫法、分子光譜法等的研究進(jìn)展，重點(diǎn)比較了實(shí)驗(yàn)室分析方法與現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)與不足。

1 乳制品的前處理方法研究進(jìn)展

乳制品通常是高粘度或固態(tài)樣品，且基質(zhì)復(fù)雜、干擾嚴(yán)重，易給后續(xù)分析結(jié)果帶來(lái)不利影響，需要快速高效的樣品前處理技術(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)方法中，乳制品一般先通過(guò)乙腈萃取或皂化除去脂肪和蛋白質(zhì)，再利用正己烷［11］、乙酸乙酯［12］等溶劑萃??；萃取液進(jìn)一步經(jīng)固相萃取柱［13］、陰/陽(yáng)離子交換柱［14］等凈化，或?qū)⑽⑸锿ㄟ^(guò)增菌培養(yǎng)［15］后，采用色譜等進(jìn)行分析。

乳制品中大部分有害物質(zhì)可以使用基于相分配或相吸附原理的樣品前處理方法，這兩種方法各有優(yōu)勢(shì)且應(yīng)用廣泛（見(jiàn)表1），下面對(duì)這兩類方法分別進(jìn)行介紹。

1.1 基于相分配原理的樣品前處理方法

1.1.1 液－液萃取 液－液萃取法（Liquid－liquid extraction，LLE）是經(jīng)典的樣品前處理方法，通過(guò)適當(dāng)有機(jī)溶劑從乳制品中萃取目標(biāo)分析物，如黃曲霉毒素［16］、農(nóng)藥、植物激素、獸藥［17］等。三聚氰胺一般選擇乙腈－水［18］混合物、甲醇－水［19］混合物、酸性溶液［20］等作為萃取溶劑。低溫純化技術(shù)能沉淀蛋白質(zhì)和脂肪，可以作為L(zhǎng)LE的輔助純化方法［21］。

鹽析輔助液－液萃取技術(shù)通過(guò)向樣品溶液與萃取溶劑混合物中加入無(wú)機(jī)鹽實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的相分離，使用與水混溶的有機(jī)溶劑為萃取劑，可提高極性分析物的萃取效率，萃取溶劑與樣品溶液互溶，兩相接觸面積大，富集程度更高。Moreno－González等［22］建立了嬰兒牛奶和酸奶中15種β-內(nèi)酰胺的鹽析輔助液－液萃取/超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC－MS/MS）分析方法，檢出限為0．2～2．7μg/kg。

1.1.2 液相微萃取 常規(guī)LLE有機(jī)溶劑消耗量大，對(duì)環(huán)境及操作人員健康不友好，微型化、環(huán)境友好的液相微萃取法（Liquid-phase microetraction，LPME）在乳制品前處理中被更廣泛地使用。LPME包括中空纖維液相微萃?。℉ollow fiber liquid-phase microetraction，HF－LPME）、電膜萃?。‥lectromembrane extraction，EME）以及分散液－液微萃?。―ispersive liquid－liquid microextraction，DLLME）等［23－24］多種模式。

HF－LPME方法分為兩相HF－LPME和三相HF－LPME［25－26］，主要通過(guò)支撐液膜上的被動(dòng)擴(kuò)散和分析物分配系數(shù)來(lái)調(diào)控目標(biāo)物的富集倍數(shù)和選擇性，但需要較長(zhǎng)萃取時(shí)間。Huang等［26］利用HF－LPME方法萃取牛奶樣品中的黃曲霉毒素M1（Aflatoxin M1，AFM1），萃取時(shí)間為50 min，富集倍數(shù)（EF）為48。

EME中電場(chǎng)的引入可進(jìn)一步加速帶電目標(biāo)物的萃取過(guò)程［27］，目前已開(kāi)發(fā)出許多新的膜材料來(lái)改善EME的萃取性能，包括各種復(fù)合材料、聚合物包裹物膜和凝膠膜［28］。Aghaei等［29］利用基于還原氧化石墨烯和銀納米顆粒協(xié)同作用的EME方法萃取牛奶樣品中的氨芐西林，EF可達(dá)到295。

DLLME將非極性萃取溶劑和極性分散劑快速注入水性樣品中以形成渾濁溶液，萃取溶劑的細(xì)小液滴可分散在水性樣品中進(jìn)行萃取，具有非常高的富集效果。如Alshana等［30］利用DLLME萃取牛乳和乳制品中的5種非甾體類抗炎藥，EF為46～229。

一些環(huán)境友好的新型材料已被用作液相微萃取的萃取溶劑，其中超分子溶劑是最受歡迎的溶劑體系之一［31］。而離子液體（Ionic liquid，IL）［32］具有滲透性好、乳液形成少、相分離速度快和生物相容性等特性，尤其是磁性離子液體（Magnetic ionic liquid，MIL）［33］，兼具IL的優(yōu)點(diǎn)并可響應(yīng)外部磁場(chǎng)，可利用磁鐵實(shí)現(xiàn)樣品的快速分離［34］。深共熔溶劑（Deep eutectic solvent，DES）是由安全、廉價(jià)、可再生和可生物降解化合物組成的離子液體廉價(jià)類似物，也可用作萃取溶劑［35］。將DES與磁性材料混合，利用磁場(chǎng)分離目標(biāo)物，有助于目標(biāo)物的積累［36］，進(jìn)一步提高樣品富集效率。

1.2 基于相吸附原理的樣品前處理方法

1.2.1 固相萃取 與LLE相比，固相萃取法（Solid-phase extraction，SPE）回收率高、有機(jī)溶劑用量少，并可同時(shí)萃取寬極性范圍分析物。其吸附劑種類繁多，且易與分析檢測(cè)技術(shù)結(jié)合，在乳制品有害物分離富集中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的C8、C18等SPE吸附材料萃取選擇性較低，近年來(lái)，具有高萃取能力、高表面積、多活性位點(diǎn)和豐富表面官能團(tuán)的新型材料，如碳納米管（Carbon nanotubes，CNTs）、石墨烯基材料和納米材料等［37］已被廣泛用于SPE。如Jiang等［38］利用還原氧化石墨烯/金納米顆粒作為SPE吸附材料，結(jié)合UPLC－MS/MS分析了牛奶中的霉菌毒素，檢出限為0．01～0．07 ng/mL。采用分子印跡聚合物（Mo?lecular imprinted polymer，MIPs）作為吸附劑，可實(shí)現(xiàn)模板分子及其類似物的選擇性吸附。Samanidou等［39］將氯霉素印跡溶膠－凝膠二氧化硅基無(wú)機(jī)聚合物作為SPE吸附劑，用于牛奶中氯霉素的分離富集，其最大印跡因子為9．7。離子印跡聚合物（Ion imprinted polymer，IIP）具有離子選擇性識(shí)別能力，但直接用于生物樣品時(shí)表面會(huì)吸附大分子，將IIP與限進(jìn)材料結(jié)合［40］可以解決該問(wèn)題。

1.2.2 固相微萃取 固相微萃?。⊿olid-phase microextraction，SPME）裝置由萃取頭和手柄兩部分構(gòu)成，不需要溶劑，比LLE和SPE更環(huán)保，但SPME纖維的使用壽命有限，價(jià)格較高，且有樣品殘留問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，近年來(lái)，越來(lái)越多的新型材料被用作SPME涂層，如共價(jià)有機(jī)骨架化合物（Covalent organic frameworks，COFs）、金屬有機(jī)骨架化合物（Metal-organic frameworks，MOFs）、氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）、MIPs等。

COFs結(jié)構(gòu)多樣、官能團(tuán)豐富，且骨架結(jié)構(gòu)便于調(diào)控，由于其疏水相互作用、π－π堆積和氫鍵相互作用，多用于芳族微污染物（如氯酚、雙酚A和多環(huán)芳烴）的分離富集，很少用于非芳香族微污染物的萃取。Sun等［41］合成了三氟甲基COF作為SPME涂層，結(jié)合UHPLC－MS/MS檢測(cè)了牛奶和奶粉中的典型非芳族全氟和多氟烷基物質(zhì)，檢出限為0．1～0．8 pg/g。

MOFs具有超高的孔隙率、大的表面積和可調(diào)節(jié)的孔徑和形狀，可以極大地提高富集性能。Jiang等［42］將羥基改性的鋯基MOF材料作為SPME涂層，結(jié)合GC－MS/MS檢測(cè)了牛奶中的痕量多溴聯(lián)苯醚，檢出限低至0．15～0．35 ng/L。

GO具有高表面積、高穩(wěn)定性以及良好的電化學(xué)特性，可以有效地提高M(jìn)OFs材料的吸附能力和在水溶液中的穩(wěn)定性［43］，將GO與作為親水性萃取相的淀粉結(jié)合，可從牛奶樣品中萃取阿莫西林、氨芐青霉素和氯西林3種抗生素［44］，結(jié)合高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定，抗生素的檢出限為0．8～1．5μg/kg。

具有分子識(shí)別位點(diǎn)的MIPs選擇性高，也被廣泛應(yīng)用于SPME。Liu等［45］開(kāi)發(fā)了MIP修飾的木質(zhì)尖端SPME纖維，可直接從牛奶中富集痕量大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，富集因子（EF）為12～82倍。聚苯胺、聚吡咯以及聚噻吩的導(dǎo)電聚合物是另外一種有前景的SPME涂層材料，可以高效地萃取牛奶中的孕酮、潑尼松龍和雌二醇［46］。

1.2.3 攪拌棒吸附萃取與纖維相吸附萃取 與SPME纖維相比，攪拌棒吸附萃?。⊿tir bar sorptive extraction，SBSE）具有更高的萃取能力，可減少競(jìng)爭(zhēng)性吸附并能在攪拌的同時(shí)實(shí)現(xiàn)萃取富集［47］，將各類碳基材料、MIPs等功能材料［48］用作攪拌棒萃取介質(zhì)可提高其吸附性能。如Zhu等［49］采用MIP攪拌棒萃取奶粉中的三聚氰胺，發(fā)現(xiàn)其富集能力是非印跡攪拌棒的3倍。

纖維相吸附萃?。‵abric phase sorptive extraction，F(xiàn)PSE）是將雜化的有機(jī)－無(wú)機(jī)材料通過(guò)強(qiáng)共價(jià)鍵化學(xué)結(jié)合到具有溶膠－凝膠活性的底物表面，形成的一種高靈敏、快速的微萃取方法。該法可以直接將裝置浸于乳制品樣品內(nèi)萃取青霉素［50］，簡(jiǎn)化了蛋白質(zhì)沉淀和溶劑蒸發(fā)步驟，大大減少了有機(jī)溶劑的使用。

1.2.4 磁性固相萃取 磁性固相萃?。∕agnetic-solid phase extraction，MSPE）以功能材料包覆的磁性微?；蚣{米粒子為分離介質(zhì)，通過(guò)施加外部磁場(chǎng)將吸附有目標(biāo)組分的磁性材料從樣品溶液中分離出來(lái)［51］，無(wú)需離心或過(guò)濾等步驟，簡(jiǎn)化了流程、減少了目標(biāo)物損失。四氧化三鐵（Fe3O4）是最常用的磁核［52］。Yavuz等［53］合成了核－殼型Fe3O4聚多巴胺納米顆粒，用于牛奶樣品中銅的MSPE萃取，其EF為150。與核殼結(jié)構(gòu)不同，Liu等［54］制備了Fe3O4@石墨碳材料，然后將Fe3O4蝕刻形成帶有腔體的蛋黃殼型材料。這種蛋黃殼型材料具有更高的比表面積和吸附位點(diǎn)，內(nèi)部腔體大小可通過(guò)蝕刻時(shí)間控制，萃取效率高，牛奶中4種痕量磺酰胺抗生素的富集倍數(shù)可達(dá)35．1～36．8倍。

碳納米管（Carbon nanotubes，CNTs）等碳材料、聚乙二醇等在MSPE中得到了廣泛應(yīng)用。如硫醇功能化的磁性CNTs可快速富集牛奶中的磺酰胺抗生素，萃取時(shí)間僅需2 min［55］。聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG）可以提高材料在水相中的分散性，并抑制顆粒聚集成膠束，經(jīng)PEG改性后，磁性CNTs在介質(zhì)中的穩(wěn)定性和均一性顯著提高［56］。

1.2.5 QuEChERS方法 QuEChERS（Quick，Easy，Cheap，Effective，Rugged，Safe）是水果和蔬菜等樣品中農(nóng)藥殘留的常規(guī)前處理方法，其常用的吸附劑有乙二胺-N-丙基硅烷、C18、石墨化炭黑［57］等。Hamed等［58］開(kāi)發(fā)了一種名為Z－Sep+的新型分離介質(zhì)，可有效避免親脂性農(nóng)藥的前處理?yè)p失，在高脂干酪中的氨基甲酸酯殘留分析中得到了成功應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，QuEChERS簡(jiǎn)單快速，更適合乳制品樣品的多殘留分析，但其方法靈敏度較其他前處理方法低，從復(fù)雜基質(zhì)中提取痕量分析物時(shí)需要結(jié)合其他萃取方法［59］。

1.3 其他前處理方法

除了常用的相分配或相吸附樣品前處理方法外，一些免疫分離方法和微全分離方法也在乳制品有害物質(zhì)分離富集中得到應(yīng)用。

免疫親和色譜（IAC）選擇性和富集效果好且可再生使用，多用于農(nóng)獸殘及真菌毒素的凈化和富集［60］。而免疫磁分離（Immunomagnetic separation，IMS）選擇性高、設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)需進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)即可富集細(xì)菌，適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的樣品前處理。Srisa－Art等［61］基于免疫磁分離，采用沙門氏菌抗體包被的磁珠從全脂牛奶中捕獲和分離鼠傷寒沙門氏菌（圖1），并在比色紙基分析裝置上分析，檢出限為103CFU/mL。該方法對(duì)鼠傷寒沙門氏菌具有高度選擇性，可以避免大腸桿菌等的干擾。

圖1 全脂牛奶中鼠傷寒沙門氏菌的IMS過(guò)程［61］Fig．1 IMS process of Salmonella typhimurium in whole milk［61］

微全分析系統(tǒng)（Micro total analysis system，μ－TAS）具有體積小、便攜、成本低以及易與各種類型的設(shè)備集成等多種優(yōu)勢(shì)，固相萃取、液相萃取等樣品前處理手段均可在微全分析芯片上集成。Zhao等［62］將上樣、提取、免疫親和富集、磁分離和直接電噴霧電離質(zhì)譜分析進(jìn)行在線洗脫的過(guò)程集成到同一平臺(tái)中（圖2），研制了免疫親和微流控芯片。該微流控芯片實(shí)現(xiàn)了樣品分離、富集和分析檢測(cè)的全自動(dòng)化，可用于在線直接分析牛奶樣品中的喹諾酮，檢出限為0．047～0．490 ng/mL。

圖2 高度集成的免疫親和微流控芯片和質(zhì)譜平臺(tái)［62］Fig．2 An highly integrated immunoaffinity microfluidic chip and mass spectrometry platform［62］

2 乳制品中有害物質(zhì)分析檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法

實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法是指利用實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備對(duì)樣品實(shí)現(xiàn)分析檢測(cè)的方法，方法靈敏度高、準(zhǔn)確性好、結(jié)果可靠，能夠進(jìn)行低至痕量的定量分析實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表2。通常，能在2 h內(nèi)出具檢測(cè)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法即可視為實(shí)驗(yàn)室快速檢測(cè)方法，但這個(gè)時(shí)間不能滿足乳制品現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需求。

表2 乳制品中有害物質(zhì)分析檢測(cè)方法比較Table 2 Comparison of laboratory testing methods for harmful components in dairy products

2.1.1 色譜法 氣相色譜法靈敏度高、分析速度快、樣品量少，是乳制品中揮發(fā)性有機(jī)化合物分析的通用方法，可同時(shí)對(duì)多種揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行鑒定。國(guó)內(nèi)外乳制品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留［74－75］、三聚氰胺［76］、硫氰酸鈉［77］的檢測(cè)方法均為氣相色譜法。與質(zhì)譜檢測(cè)器聯(lián)用后，色譜法的靈敏度將進(jìn)一步提升。Cui等［78］采用氣相色譜－質(zhì)譜法同時(shí)檢測(cè)了多類乳制品中的4種糠醛類化合物，檢出限低至0．002～0．02 mg/kg。

高效液相色譜法主要用于乳制品中抗生素、農(nóng)殘、獸殘等有害成分的分析檢測(cè)。食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用液相色譜－質(zhì)譜法分析乳制品中多種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留［79］。Kaufmann等［80］采用高分辨率四極桿質(zhì)譜與色譜聯(lián)用，排除了樣品中雜質(zhì)產(chǎn)生的信號(hào)干擾，能同時(shí)檢測(cè)含量為1μg/kg的8種硝基呋喃類藥物殘留。

2.1.2 原子光譜法 原子光譜法是乳制品中重金屬元素檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法［81］。其中，石墨爐原子吸收光譜被廣泛應(yīng)用于乳制品樣品中微量元素與重金屬元素如鉻、鉛、鎘［82－83］等的檢測(cè)。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法能大大減輕傳統(tǒng)火焰原子發(fā)射法造成的自吸現(xiàn)象，Nascimento等［84］采用ICPAES同時(shí)檢測(cè)了乳制品中的K、Na、Ca、Mn等多種元素，檢出限范圍為0．009～2．787μg/L。

原子熒光光譜法分辨率高、速度快、檢測(cè)限低、線性范圍寬。Costa Ferreira等［85］使用原子熒光法檢測(cè)乳制品中的銻。該方法通過(guò)半胱氨酸將銻（Ⅴ）還原為銻（Ⅲ）后，用檸檬酸作為銻（Ⅴ）的掩蔽劑測(cè)定銻（Ⅲ），檢出限低至0．07μg/L。

2.1.3 電化學(xué)分析法 電位分析法［86］、伏安法、電化學(xué)阻抗譜法［87］等電化學(xué)分析法因靈敏度高、儀器簡(jiǎn)便、分析速度快的優(yōu)點(diǎn)，在乳制品檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用。Wong等［88］以方波伏安法實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種乳制品中阿莫西林抗生素的檢測(cè)，檢出限為18μg/L。El-Shahawi等［89］通過(guò)間接微分脈沖伏安法檢測(cè)牛奶中的三聚氰胺，采用預(yù)陽(yáng)極氧化玻碳電極增強(qiáng)三聚氰胺的電化學(xué)響應(yīng)，檢出限為0．075μg/L。

對(duì)電極進(jìn)行化學(xué)改性，可進(jìn)一步提高電化學(xué)檢測(cè)傳感器性能。如H2O2在裸電極上的還原或氧化電位較大，用硫堇和鎳的鐵氰化物對(duì)電極進(jìn)行表面改性后，可降低H2O2的反應(yīng)電位［90］，檢出限達(dá)0．557μmol/L。Ali等［91］以二甲唑?yàn)槟０宸肿又瞥山Y(jié)合分子印跡聚合物的改性電極，采用微分脈沖伏安法實(shí)現(xiàn)了對(duì)二甲唑的超靈敏檢測(cè)，檢出限低至0．1 nmol/L。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法是實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)方法的必要補(bǔ)充，通常，從樣品處理到出具檢測(cè)結(jié)果不超過(guò)30 min的方法可視為達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的要求?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法無(wú)需考慮乳制品采集和保存的問(wèn)題，處理過(guò)程簡(jiǎn)單、快捷，比實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法更適用于乳制品質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查。

2.2.1 生物免疫法 免疫測(cè)定技術(shù)多用于檢測(cè)有抗原抗體活性的物質(zhì)如粘菌素、黃曲霉毒素［92］、赭曲霉毒素［93］等。我國(guó)出入境檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中采用實(shí)時(shí)熒光PCR法快速篩查沙門氏菌陽(yáng)性的乳制品樣品［15］?，F(xiàn)有研究表明，光纖－表面等離子體共振生物傳感器［94］對(duì)牛奶中黃體酮的檢出限可達(dá)0．5 ng/mL，而便攜式光流控生物免疫傳感器可重復(fù)使用200次以上［95］，降低了黃曲霉毒素的分析成本。Gamella等［96］基于辣根過(guò)氧化物酶與青霉素結(jié)合蛋白的競(jìng)爭(zhēng)免疫反應(yīng)構(gòu)建傳感器，對(duì)牛奶中β-內(nèi)酰胺抗生素的檢出限為4．3 ng/mL。

電活性物質(zhì)、熒光基團(tuán)等功能團(tuán)可以非常容易地被標(biāo)記在DNA序列上并應(yīng)用于免疫法檢測(cè)，如基于DNA適配體的生物傳感器檢測(cè)氯霉素的檢出限為0．03 nmol/L［97］，這種傳感器也能區(qū)分5種乳制品中的氨基苷類抗生素［98］。Fu等［99］構(gòu)建了一種特異性識(shí)別三聚氰胺的電化學(xué)－DNA（E－DNA）傳感器。如圖3A所示，DNA與三聚氰胺特異性結(jié)合形成三聯(lián)體結(jié)構(gòu)作為熒光信號(hào)的開(kāi)關(guān)。Li等［100］通過(guò)進(jìn)一步調(diào)節(jié)該DNA鏈段與三聚氰胺的結(jié)合位點(diǎn)數(shù)量，提高了傳感器靈敏度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)μmol/L濃度級(jí)別的三聚氰胺的檢測(cè)，如圖3B所示。

圖3 基于DNA三聯(lián)體結(jié)構(gòu)的E－DNA傳感器原理示意圖（A）［99］與調(diào)節(jié)聚胸腺嘧啶片段（poly Tn）長(zhǎng)度改變DNA三聯(lián)體結(jié)構(gòu)原理示意圖（B）［100］Fig．3 Schematic display of E－DNA sensor based on DNA triplet structure（A）［99］and schematic display of DNA triplet structure by adjusting poly thymine fragment（poly Tn）length（B）［100］

2.2.2 分子光譜法 紫外－可見(jiàn)分光光度法（UV－Vis）作為最常用的分子光譜分析法，是現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［101］檢測(cè)食品中錫含量的標(biāo)準(zhǔn)方法。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)［102］也通過(guò)測(cè)定檸檬酸鹽吸光度實(shí)現(xiàn)干酪產(chǎn)品中檸檬酸類添加劑的檢測(cè)。

熒光分析法（Fluorescence，F(xiàn)L）的檢測(cè)靈敏度高，適用于乳制品中微量、痕量有害物質(zhì)的定量分析。Li等［103］以鈣鈦礦復(fù)合材料作為探針測(cè)定三聚氰胺含量，三聚氰胺通過(guò)聚集誘導(dǎo)效應(yīng)激活材料的熒光，檢出限為0．42 nmol/L。Lin等［104］合成了光致發(fā)光性能優(yōu)良的碳納米顆粒用于構(gòu)建熒光傳感器，對(duì)牛奶中的卡那霉素進(jìn)行分析，檢出限低至5．0×10-8μg/kg。Orachorn等［105］構(gòu)建了一種聚苯胺、氧化石墨烯和量子點(diǎn)復(fù)合的熒光探針，該探針具備了量子點(diǎn)的熒光性能、分子印跡聚合物的優(yōu)異選擇性以及氧化石墨烯和聚苯胺的高吸附親和力，能快速檢測(cè)牛奶中的洛美沙星含量，檢出限為0．07μg/L。

紅外光譜法通常不需要進(jìn)行樣品前處理，耗時(shí)少，效率高，且能實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)檢測(cè)。Teixeira等［106］通過(guò)紅外光譜和拉曼光譜獲取物質(zhì)成分信息，并經(jīng)過(guò)主成分分析對(duì)牛奶樣品中的多種抗生素殘留進(jìn)行鑒別。Balabin等［107］采用偏最小二乘回歸法處理牛奶樣品的近、中紅外光譜數(shù)據(jù)，低成本檢測(cè)出了乳制品中的三聚氰胺，檢出限為0．76 mg/kg。

表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）較紅外光譜的分析對(duì)象范圍更廣，同時(shí)對(duì)分析目標(biāo)物的選擇性更強(qiáng)。Li等［108］合成了一種核殼結(jié)構(gòu)的金納米球體材料用作SERS基底，該材料的表面等離子體共振效應(yīng)能極大增強(qiáng)拉曼信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)痕量四環(huán)素的快速檢測(cè)，檢出限為0．1μg/L。近年研究人員開(kāi)發(fā)的微型熱輔助清洗捕集器［109］、小型陣列氣膜分離器件［110］等裝置可以高效分離提取目標(biāo)物，減輕分析樣品對(duì)SERS基底的干擾。

化學(xué)發(fā)光法（Chemiluminescence，CL）耗時(shí)短且儀器操作相對(duì)簡(jiǎn)單，高向陽(yáng)等［111］基于三聚氰胺對(duì)魯米諾－高錳酸鉀化學(xué)發(fā)光體系的抑制作用，用流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)牛奶中的三聚氰胺。Yao等［112］運(yùn)用DNA探針特異性適配黃曲霉毒素B1（AFB1），探針捕捉目標(biāo)分子后催化魯米諾－H2O2發(fā)光反應(yīng)，方法檢出限低至0．2 ng/mL。

2.2.3 毛細(xì)管電泳法 毛細(xì)管電泳法分離效率高且占用空間體積小，開(kāi)發(fā)操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)快捷的電泳芯片傳感器是近年研究的熱點(diǎn)。Bosma等［113］開(kāi)發(fā)了一種使用熒光法檢測(cè)環(huán)丙沙星的毛細(xì)管電泳芯片裝置，可快速分離樣品組分并提取純化微流體通道內(nèi)的分析物，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)丙沙星的快速定性檢測(cè)。Li等［114］基于電泳滴定原理構(gòu)建微流體電泳芯片傳感器，如圖4所示，三聚氰胺對(duì)H2O2的競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)可導(dǎo)致有色界面位移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物檢測(cè)。

圖4 微流體電泳芯片傳感器原理示意圖［114］Fig．4 Schematic display of micro-fluid electrophoresis chip sensor［114］

3 總結(jié)與展望

本文主要介紹了乳制品樣品前處理與分析檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)研究進(jìn)展。對(duì)于乳制品有害物質(zhì)的分析檢測(cè)過(guò)程，開(kāi)發(fā)更加快速、簡(jiǎn)便的樣品處理方法是提升其效率的重要手段。雖然LLE和SPE是經(jīng)典的乳制品前處理方法，但需消耗大量有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境不夠友好。LPME和SPME等能大大降低樣品消耗以及有害溶劑的用量。多種前處理技術(shù)的聯(lián)用也正得到發(fā)展，與單一的萃取技術(shù)相比，將多種萃取技術(shù)結(jié)合使用將得到更好的萃取效果。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段的特異性強(qiáng)，操作快速、簡(jiǎn)便，對(duì)樣品的前處理很少甚至不需要進(jìn)行任何處理即可進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法初步檢測(cè)后認(rèn)為存在安全問(wèn)題的乳制品樣品，再送實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，既可確證檢測(cè)結(jié)果防止假陽(yáng)性出現(xiàn)，又充分節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)資源，使兩類方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。由于乳制品基體復(fù)雜，現(xiàn)有的快檢方法易受樣品基體干擾，選擇性不高，難以準(zhǔn)確定量，導(dǎo)致“檢不出、檢不準(zhǔn)、檢不快”等瓶頸問(wèn)題，制約著對(duì)食品中化學(xué)污染物的有效快速監(jiān)管。因此，研發(fā)集分離、富集、檢測(cè)于一體的高靈敏、高通量與智能化的綠色快速樣品前處理新方法與技術(shù)產(chǎn)品，構(gòu)建精準(zhǔn)、靈敏的快速檢測(cè)方法，研制配套試劑與設(shè)備，有望為乳制品等食品安全監(jiān)管提供良好的技術(shù)支持。