乳制品質(zhì)量快速檢測技術(shù)研究

張曉梅

隨著乳制品行業(yè)的不斷發(fā)展，乳制品質(zhì)量相關(guān)問題也頻頻發(fā)生，消費者對乳制品質(zhì)量的關(guān)注度亦不斷提高。為保證乳制品的質(zhì)量，必須采用一系列的檢測技術(shù)開展質(zhì)量檢測工作。

一、影響乳制品質(zhì)量的風(fēng)險因素

從乳制品生產(chǎn)源頭來看，獸藥使用不合理、乳液存儲不當(dāng)、環(huán)境中存在重金屬污染等，均是可能引發(fā)乳制品質(zhì)量問題的風(fēng)險因素。在收購環(huán)節(jié)，如果處理不當(dāng)，極可能致使劣質(zhì)乳品或原材料流入市場；在加工期間，如果管控不當(dāng)，極可能引發(fā)微生物污染、非法添加或者摻假等質(zhì)量問題；在存儲、運(yùn)輸期間，如果物流管控不嚴(yán)格，也會引發(fā)微生物污染。

從乳制品質(zhì)量問題分類來看，影響乳制品質(zhì)量的危害因素主要可分成生物性危害和化學(xué)性危害兩大類，前者主要涉及細(xì)菌、真菌及其毒素等，真菌包括酵母菌、霉菌等；后者以獸藥殘留最為突出，還包含農(nóng)藥殘留、非法添加、霉菌毒素等。此外，消費者缺乏對問題乳制品的鑒別能力等，也是引發(fā)乳制品質(zhì)量問題的風(fēng)險因素。

二、乳制品質(zhì)量快速檢測技術(shù)

1.電子學(xué)檢測技術(shù)。電子學(xué)檢測技術(shù)主要是一種依托電子學(xué)原理，借助電子元器件設(shè)計制造相關(guān)特定功能的電路，以解決實際問題的新型技術(shù)。在乳制品質(zhì)量檢測中，電子學(xué)檢測技術(shù)的應(yīng)用主要涉及電子鼻和電子舌產(chǎn)品、直接電信號測量、間接電信號測量等。

電子鼻和電子舌作為一種對人類嗅覺、味覺進(jìn)行模擬，同時可輸出氣體、味道等信息的智能檢測設(shè)備，能夠完成對乳制品質(zhì)量的在線評估檢測。電子鼻主要由樣品處理系統(tǒng)、樣品檢測系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成，已逐漸由體積大、價格高昂的設(shè)備轉(zhuǎn)變成低能耗、低成本的便捷設(shè)備。有研究人員研發(fā)出一款完善的電子鼻系統(tǒng)，依托對氧化還原反應(yīng)下半導(dǎo)體電導(dǎo)率的檢測，在揮發(fā)性氣味轉(zhuǎn)至金屬氧化物傳感器敏感材料表面時，二者的負(fù)氧離子相互間會在氧化還原反應(yīng)作用下生成電子，進(jìn)而使材料導(dǎo)電率發(fā)生變化。該款電子鼻不僅低成本，可保證樣品完整性，還可實現(xiàn)快速檢測。電子鼻和電子舌均將高靈敏度、高精密的傳感材料用作探頭，依托對檢測物與傳感材料的反應(yīng)獲取電子信號，并經(jīng)由相關(guān)處理得到檢測物信息，具有操作便捷、檢測速度快、能夠進(jìn)行現(xiàn)場檢測和即時檢測的優(yōu)勢，不足之處在于容易受到外部環(huán)境的影響，對此可以通過多次采樣、多次檢測進(jìn)行彌補(bǔ)。

直接電信號測量（介電參數(shù)組件）一般是借助電導(dǎo)、電容、電阻等介電參數(shù)，以展現(xiàn)物質(zhì)在外部刺激下的各種狀態(tài)或性能。該技術(shù)的檢測原理在于經(jīng)由檢測乳制品在電場中所受極化作用釋放的感應(yīng)電荷，繼而基于輸入與輸出值的關(guān)系以獲取介電參數(shù)轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步完成對待測電解質(zhì)相關(guān)狀態(tài)或性能的評定。這種檢測方法的檢測速度快，且無破壞。有研究人員將雙重電容、總阻抗、電阻等介電參數(shù)用作檢測參數(shù)開展研究，發(fā)現(xiàn)阻抗不適宜用作快速分析乳制品菌落數(shù)的檢測參數(shù)，依托檢測誤差分析得出，總阻抗、電導(dǎo)更適宜作為檢測乳制品中的菌落總數(shù)。還有研究人員開發(fā)出一款鮮奶介電參數(shù)檢測設(shè)備，經(jīng)由探究介電參數(shù)阻抗值與pH的關(guān)系，打造溫度-pH-變質(zhì)程度之間的關(guān)系模型，以此實現(xiàn)對乳制品新鮮度的實時檢測。

間接電信號測量（傳感器組件）在乳制品質(zhì)量在線檢測中發(fā)揮著重要作用，主要是將非電量的檢測轉(zhuǎn)化為可用信號輸出，檢測原理是借助物理、化學(xué)反應(yīng)及生物效應(yīng)實現(xiàn)能量或信息轉(zhuǎn)換。在乳制品質(zhì)量檢測中，間接電信號測量的應(yīng)用主要涉及成分檢測、農(nóng)藥殘留檢測、添加劑檢測等。有研究人員研發(fā)出一款可檢測乳制品中三聚氰胺的多通道檢測設(shè)備，將納米海膽狀的金顆粒用作檢測探針，憑借其能夠與三聚氰胺形成聚集，繼而依托近似于光譜儀的通道傳感器完成光信號轉(zhuǎn)換，最終完成對乳制品中三聚氰胺的檢測。

2.光譜學(xué)檢測技術(shù)。光譜學(xué)檢測技術(shù)可以分成光譜分析技術(shù)、色譜分析技術(shù)。光譜分析技術(shù)主要是基于物質(zhì)特定的吸收光譜予以定性分析，并結(jié)合其不同波長下吸光度與濃度的關(guān)系開展定量分析，乳制品質(zhì)量檢測中較常應(yīng)用的光譜分析技術(shù)主要包括紅外光譜法、熒光光譜法等。色譜分析技術(shù)主要是將樣品中各組分依據(jù)結(jié)合能力的不同進(jìn)行分離，再將分離獲取的組分于檢測設(shè)備中開展檢測分析，在乳制品質(zhì)量檢測中較常應(yīng)用的色譜分析技術(shù)主要包括紙基色譜法、氣相色譜法等。

紅外光譜法的檢測原理在于各種物質(zhì)都有其獨特的紅外吸收譜，在紅外光譜區(qū)中，除去H2之外的其他有機(jī)物均可被吸附。紅外光譜法不僅可對樣品開展定性定量分析，還可對樣品分子結(jié)構(gòu)予以檢測，具有低成本、無破壞、可實現(xiàn)快速檢測等優(yōu)勢。有研究人員通過可視化-近紅外光譜法對數(shù)百只母羊及母羊的脂肪酸構(gòu)成予以評估，并依據(jù)參照方法開展脂肪酸成分檢測，通過交叉檢測及外部檢測進(jìn)行確定。研究得出，近紅外光譜法可有效評估總飽和脂肪酸、總不飽和脂肪酸、總單不飽和脂肪酸以及總反脂肪酸的含量。

熒光光譜法主要是借助某一特有的光對可實現(xiàn)相應(yīng)熒光作用的樣品予以輻射，在相應(yīng)時間內(nèi)，樣品與光線接觸后會發(fā)射偏長的光線，進(jìn)而依據(jù)發(fā)射的波長開展定性分析。熒光光譜法具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)勢，適用于乳制品質(zhì)量檢測中的維生素含量檢測和農(nóng)藥殘留檢測，已成為乳制品質(zhì)量檢測的一種重要手段。有研究人員采用熒光光譜法對含脂肪的多種品牌乳制品的熒光亮度進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同品牌乳制品的熒光亮度要明顯低于脫脂乳。不過，熒光光譜法也存在一些不足之處，比如難以實現(xiàn)對非金屬元素的準(zhǔn)確檢測，檢測得出的元素?zé)o法呈現(xiàn)其價態(tài)，在一定程度上制約了該項技術(shù)的檢測精準(zhǔn)性。除此之外，熒光光譜法的相關(guān)設(shè)備部件有賴于從國外進(jìn)口，投入成本高，也在一定程度上制約了熒光光譜法的推廣。

紙基色譜法是一種將過濾紙用作介質(zhì)，依托近似相容性原理的光譜分析技術(shù)。有研究人員研發(fā)了一款基于亞甲基藍(lán)型陰離子型清潔劑與亞甲基藍(lán)型染料的配位來開展檢查的紙基色譜儀，在層析技術(shù)支持下，使配體與游離型染色的復(fù)配體相分離，并經(jīng)由反應(yīng)配位的顏色變化進(jìn)行評定，不但操作簡單便捷，而且不需要開展其他檢測，適用于乳制品質(zhì)量檢測。

氣相色譜法是一種將氣體用作流動相的光譜分析技術(shù)。在氣相中，樣品的組合可迅速于液相與固定相之間進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，加之固定相能夠選擇多種物質(zhì)，所以氣相色譜法又是一項分離效率高、分析速度快的分離分析方法。氣相色譜法具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，在乳制品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用主要是農(nóng)藥殘留檢測、脂肪酸檢測以及添加劑分析等。

3.生物技術(shù)。生物技術(shù)依托生物學(xué)、化學(xué)及工程學(xué)等學(xué)科的基本原理，通過生物體或其組成部分以生產(chǎn)有價值物質(zhì)，或為人類提供相關(guān)服務(wù)。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，其在乳制品工藝中得到不斷推廣，不僅能保障乳制品質(zhì)量安全，還可在乳制品生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高乳制品原料品質(zhì)及存儲性能，更可提高乳制品的營養(yǎng)成分，從而生產(chǎn)出更安全、綠色、營養(yǎng)的乳制品。在乳制品質(zhì)量檢測中，生物技術(shù)的應(yīng)用主要包括酶聯(lián)免疫吸附法、免疫膠體金技術(shù)以及PCR技術(shù)。

酶聯(lián)免疫吸附法作為一種免疫檢測方法，可同時應(yīng)用于抗體檢測、抗原檢測。這種生物技術(shù)操作便捷，可確保極高的重復(fù)性，適用于乳制品質(zhì)量檢測中的乳鐵蛋白檢測、抗生素檢測、微生物檢測等。比如，基于酶聯(lián)免疫吸附法的試劑盒通過間接競爭的方法開展檢測，結(jié)合樣品吸光度與內(nèi)部含有的乳鐵蛋白量具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而完成對乳制品中乳鐵蛋白含量的定量檢測。酶聯(lián)免疫吸附法還適用于檢測乳制品中的黃曲霉素，作為一種次生代謝產(chǎn)物，黃曲霉素主要由黃曲霉、寄生曲霉產(chǎn)生，有著極強(qiáng)的致毒性及致癌性。黃曲霉素的代謝產(chǎn)物主要包括B1、B2、G1、G2、M1以及M2等類型，其中，M1、M2是從牛奶中分離出的，世界各國均對該毒素在食品中的含量進(jìn)行了嚴(yán)格限制。如果喂養(yǎng)乳牛的飼料中存在黃曲霉素污染，則乳牛產(chǎn)出的乳制品極可能含有M1。一般而言，乳制品中M1含量相對偏低，通常是數(shù)十到數(shù)百ng/L，采用常規(guī)檢測技術(shù)不易得出其具體含量，此時可引入酶聯(lián)免疫吸附法對乳制品中M1含量進(jìn)行檢測，如果含量在30ng/L以上，通過酶聯(lián)免疫吸附法檢測的準(zhǔn)確性要高于高效液相色譜法。

免疫膠體金技術(shù)作為一種將膠體金用作示蹤標(biāo)記物的免疫標(biāo)記技術(shù)，同樣適用于抗體、抗原檢測，并且具備操作便捷、靈敏度高、反應(yīng)迅速、特異性佳等優(yōu)勢。在乳制品質(zhì)量檢測中，免疫膠體金技術(shù)主要適用于免疫球蛋白等活性成分檢測及添加物、獸藥殘留檢測。有研究人員以濾紙取代硝酸纖維素膜，提出一種低廉、便捷、快速的膠體金免疫層析方法，通過殼聚糖對濾紙予以功能化，讓蛋白質(zhì)得以充分固定化，繼而膠體金可對乳制品中的蛋白質(zhì)予以標(biāo)記，進(jìn)一步對乳制品中相關(guān)殘留藥物開展檢測。研究發(fā)現(xiàn)，該方法可在乳制品中檢測出十余種磺胺類藥物，其檢測限為0.42-8.64μg/L。

PCR技術(shù)是一種用以放大擴(kuò)增特定DNA片段的生物技術(shù)，可將其視為生物體外的特殊DNA復(fù)制。PCR技術(shù)適用于乳制品質(zhì)量檢測中的益生菌、有害菌定性定量檢測，具備操作便捷、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)勢。有研究人員基于多重PCR技術(shù)，對目的基因中若干個片段進(jìn)行同時擴(kuò)增，并將多重PCR技術(shù)與一種直接過濾富集細(xì)菌體的方法相結(jié)合，進(jìn)而完成對乳制品中一系列致病菌的同時檢測。相較于常規(guī)PCR技術(shù)，上述方法不僅能提高檢測效率和靈敏度，還可實現(xiàn)良好的特異性，以及在相同反應(yīng)管中同時檢測多種病原體，顯著減少試劑投入，降低檢測成本。

綜上所述，乳制品消費的增長推動了乳制品行業(yè)的長足發(fā)展，為保障乳制品的質(zhì)量安全，必須開展好乳制品質(zhì)量檢測工作。電子學(xué)檢測技術(shù)、光譜學(xué)檢測技術(shù)、生物技術(shù)是當(dāng)前得到廣泛應(yīng)用的快速檢測技術(shù)，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合乳制品質(zhì)量檢測實際，引入不同的針對性檢測技術(shù)，保障乳制品質(zhì)量安全，推動乳制品行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

作者簡介：張曉梅（1977-），女，滿族，北京人，高級工程師，大學(xué)?？?，研究方向為檢驗檢測。