鲜奶掺假检验方法研究进展

方悦，董文宾，*，樊成（.陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安700；.陕西省产品质量监督检验研究院，陕西西安70048）



鲜奶掺假检验方法研究进展

方悦1，董文宾1，*，樊成2
（1.陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安710021；2.陕西省产品质量监督检验研究院，陕西西安710048）

摘要：鲜奶掺假事件时有发生，综述鲜奶中常见掺假物质及其检测方法，对方法的优缺点进行简要的分析，并着重介绍一种叫做非线性化学指纹图谱的方法，以期为有关管理部门和生产厂家进行产品全程质量控制和原料收购时的质量把关提供技术参考。

关键词：牛奶；掺假；检验方法

据国内外营养专家多年的研究证实，味道鲜美、营养丰富的鲜奶及乳制品是我们身边“最接近完善的食品”。随着乳品企业的产能以及消费鲜奶及乳制品人群的迅速增加，一些不法商贩还会时不时地在鲜奶中掺入水、淀粉、糊精、米汤、面汤、盐类、碱类、铵盐、尿素等物质，甚至掺入三聚氰胺等非法添加物以降低成本，获取更大的商业利润。这严重影响了乳品的品质、扰乱了市场的竞争秩序、损害了消费者的利益，甚至对他们的生命安全造成危害。因此，建立适用的鲜奶掺假检测方法仍然十分必要。现对近年来鲜奶掺假检验的方法作简要综述，旨在为乳品加工企业对于鲜奶质量的检测控制及相关质监部门提供参考。

1牛奶中含单一掺假物质的检验方法

1.1比重法

正常牛奶的密度应在1.028 kg/L～1.032 kg/L（20℃～24℃）之间[1]，掺水后其比重下降，用比重计测量待测牛奶的密度值，若低于1.028 kg/L则为掺水奶。此方法适用于掺水量大的牛奶的检测。

1.2电泳法

酪蛋白、乳清蛋白是牛奶中主要的蛋白，明胶、大豆分离蛋白及乳清粉是3种常见的用于掺假的蛋白。宋宏新等[2]利用毛细管电泳法对以上蛋白进行分析，建立相应的电泳图谱，确定掺假蛋白的特征峰，可用于定性、半定量分析。该方法快速高效，但由于仪器较高，以致普及率较低。

1.3酪蛋白沉淀法

鲜奶中掺入廉价含氮组分能提高含氮量，对此用常见的“凯氏定氮法”根本无法做出有效判断。根据调节牛奶的pH值可使其中的重要蛋白质酪蛋白沉淀出来这个原理，李宏梁等[3]探索了沉淀检测的最佳条件，此时明胶、乳清蛋白、三聚氰胺均不能沉淀，则相同体积的掺假奶与正常牛奶得到的沉淀量会不同，故酪蛋白沉淀法能鉴别以上3种的假乳蛋白掺假行为。然而，对大豆分离蛋白掺假的鉴定需辅助产品豆腥味的感官评定等。

1.4胶体金免疫层析试纸法

胶体金免疫层析技术是以胶体金为显色媒介，在层析过程中完成抗体与抗原特异结合的免疫反应，而达到检测的目的。Xiangmei Li等[4]用竞争抑制的原理，三聚氰胺与琥珀酸酐等反应及相关修饰制备三聚氰胺-牛血清白蛋白偶联物，胶体金与相应抗体结合形成标记物，在试纸条的相应位置加上相应的试剂。若质控线与检测线都出现颜色变化为阴性，若只有质控线出现则为阳性。该方法简便、灵敏、快速，不过只能做定性和半定量分析。

1.5显色法

1.5.1牛奶中掺入防腐剂的检测

甲醛是常见的防腐剂之一，它防腐效果好、价格相对低廉，但对人体危害极大，因此世界各国均规定严禁将其添加到食品中。王丹慧等[5]利用对焦亚硫酸钠及硫代硫酸钠这两种牛奶保鲜防腐剂的还原性，让待测鲜奶与碘-碘化钾溶液反应，并以淀粉作为指示剂。若溶液呈蓝色则添加剂为阴性，呈白色则为阳性，检出限为0.005 %。该方法只能作为定性不能作定量检测。

1.5.2牛奶中掺入酸性缓释剂的检测

牛乳常加入一些物质来掩盖酸败后发生的凝集现象，以致口感差，甚至危害人体。王志琴等[6]将溴麝香草酚蓝试剂加载到定性试纸上，制成掺碱物质检测试纸，根据颜色变化作相应的分析判断。他们研制的0.04 %草酚蓝试纸法对常见碱性掺假物Na2CO3、NaHCO3、NaOH的最低检出量可达0.03 g/100 mL，氨水的可达0.04 %。该方法使用方便，检验迅速，价格便宜，具有较高的实用价值，适用于定性检测。

2牛奶中含多种掺假物质的检验方法

2.1电极法

奶牛的机体代谢过程中会通过乳汁排出极微量的氟，掺假后的牛奶中氟离子含量发生变化。闫瑞霞等[7]按一定的比例配制成掺水、淀粉、食盐的奶样，用氟离子选择电极法分别测量样品的电位值，比较待测奶样品与纯鲜奶电位差的变化来判断样品是否掺假。

该方法需要样品量小（25 mL），单项掺假、多项掺假均可检出，且检测速度快、准确，很适用于卫生监督、收购鲜奶时的检测。

2.2生物传感器

生物传感器是将生物识别元件和信号转换元件结合[8]，产生的生物学信息通过信号转换器转化为可定量处理的电、光等信号，经仪器放大和输出，而达到分析检测的目的[9]。常用于检测食品中的药物残留。

吴艳等[10]把四环素核酸适体作为识别分子固定于玻碳电极表面，构建生物传感器。此传感器能特异性的结合牛奶样品中四环素类抗生素（四环素、土霉素、青霉素），产生的电化学信号，用循环伏安扫描检测并作定性定量分析，检测限为0.01 mg/L。

2.3高效液相色谱法

由于天然牛奶中尿素水平的变化，使得其中掺入的外源性尿素很难被察觉。Grant Abernethy等[11]用高效液相色谱-质谱联用的方法通过监测缩二脲、缩三脲的量间接检测牛奶中尿素的掺假，检验快速、灵敏。丁利等[12]用高效液相色谱-串联质谱联合技术检测牛奶中的安普霉素残留量。本试验用三氯乙酸去除蛋白，过C18柱净化，venusil ASB C18色谱柱，七氟丁酸-甲醇梯度洗脱，质谱正离子扫描，采用多发应监测模式进行定性定量分析。

高效液相色谱是目前使用广泛的一种理化检测方法。它仅能检测出牛奶中是否掺假或掺杂，而且与质谱等方法联用还可以对一些物质进行定量分析。但该方法成本高、速度慢，不能实现快速检测[10]。

2.4红外光谱分析法

近红外光谱是波长在780 nm～2526 nm的电磁波，几乎所有的有机物的主要结构和组成都可在这里找到信号，物质含量与不同波长点吸收峰呈线性关系[13]。张微[14]分别测得掺淀粉、蔗糖和食盐牛奶的红外光谱信号，构建3种掺假牛奶的中红外谱库。用朴素贝叶斯分类模型，证明掺假鉴别可行。提取的主成分越多（最好在70个以上），该模型判定结果越准确。P.M. Santos[15]等用中红外光谱和化学计量学检测掺假乳清粉、尿素等的牛奶，提供了一个快速无损伤掺假检验技术。

近红外光谱法无需前处理、不损伤样品。但是采集时间等因素对判别模型的不明确影响，不同官能团吸收峰的相互重叠及噪音的影响等，会导致测定结果的偏差。此技术的应用有待进一步研究和完善。

2.5非线性指纹图谱法

处于非平衡状态下的化学反应，由于其体系内非线性的相互作用，形成及其丰动力学行为，有化学振荡、化学波、化学混沌、化学湍流等，通常把这种时空有序结构称作非线性化学现象。其中化学振荡反应因能直观展现当今自然科学中存在的非线性化学现象，其理论研究和应用都得到了迅速发展。

化学振荡中最经典的是B-Z体系，即由溴酸盐、有机物在酸性介质中，在有（或无）金属离子催化剂下构成的体系。不同物质所含化学成分的种类和含量不同，对复杂的B-Z振荡反应的抑制、干扰或反应机理造成不同的影响，直观地表现为电位-时间函数图形的不同[16]，是对复杂成分体系中各种物质电化学行为的综合表征，得到的图谱是样品中所有成分共同作用的结果，反映的是样本复杂体系的综合信息。可直接由直观图作出定性判断，结合相似度理论、建立数学模型等可进行定性定量分析。

2007年张泰铭等提出“中药非线性化学指纹图谱”的概念。基于化学非平衡态的中药和天然药物指纹图谱的研究国外鲜见报道，国内起步也较晚[16]。

向凤琴等[17]以Mn2+-H+-BrO31--CH3COCH3和某些作为耗散底物的中药的活性成分作为非线性化学反应体系，测定了一些中药的非线性化学指纹图谱。结果显示：图谱的直观特征结合系统相似度可直接鉴别中药的真伪；根据图谱的某些特征和成分含量的关系，可作相应的定量分析。

随着非线性指纹图谱技术的深入研究，它的应用范围也日渐广泛。在茶饮料的评价、蜂蜜中含糖量的测定[18]、食醋掺伪鉴别及啤酒花鉴别评价等方面良好使用陆续有文献报道。

乔君喜等[19]取15种不同品牌不同类别的牛奶及其制品，考察了利用非线性化学指纹图谱进行快速、准确的鉴别区分的可行性。结果表明：其直观图有较好的特征性，可以很好的区分不同品牌的牛奶及其制品。用聚类分析和主成分分析，可以看出图谱中的特征数据能很好的反应它们的特征，能用来定性和定量分析。

鲁利利等[20]测定不同产地的羊奶和牛奶的非线性指纹图谱，通过直观图特征可鉴别羊奶和牛奶。直观图含有丰富的定量信息，由这些数据，用系统相似度鉴别羊奶或牛奶的产地，其平均准确度是94.3 %，用此区分羊奶和牛奶，平均准确度达到98.5 %。

目前常用的检测方法对奶及奶制品主要掺假物的确起到了一定的检验作用，但是基本是针对某种组分的差别或者仅针对某种成分进行分析检测，比如高效液相色谱技术是根据羊奶与牛奶中所含各种脂肪酸含量的不同为依据进行检测分析；等电点聚焦则是以酪蛋白的水解产物作为指标建立的检测方法。奶及其制品的成分很复杂，仅凭少数成分作为分析指标来鉴别和质量评判，仍容易给假冒伪劣产品混入市场提供可乘之机。非线性指纹图谱技术是样品整体的特征反应，图谱有良好的特征性和重现性，该方法简便、易推广。目前在乳品掺假检验领域的应用已经受到关注，具体的机制、条件优化及指纹图谱库的建立等方面尚需进一步探究。

3　小结

关于鲜奶掺假检验的方法很多，有针对单一掺假成分的，也有同时检测多种成分的；有传统方法也有基于精密分析仪器的现代鉴别方法。这些方法在精确度、操作步骤、检测成本等方面各有优缺点，因此应根据实际情况、充分考虑各种因素，选择合适的检测方法。诚然，传统的化学显色法等检测手法操作简便快速，但只能检验某一种掺假物质，且难以准确定量。随着分析科学的发展，生物传感器、高效液相色谱等新兴的方法也越来越多地应用到乳品检验中，不过这些方法依然存在“美中不足”。因此，一些传统方法的改进如试纸法，及一些在其他领域已较多使用的方法如非线性指纹图谱法的深入研究，都可作为解决鲜奶掺假检测的新的思路。

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Progress in Research on Test about Milk Adulteration

FANG Yue1，DONG Wen-bin1，*，FAN 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

作者简介：方悦（1989—），女（汉），硕士研究生，研究方向：食品工程。

基金项目："十二五"农村领域国家科技计划课题（2012BAD12B07）；陕西省科技统筹创新工程计划项目（2011KTCQ03-08）；陕西省教育厅服务地方专项（15JF009）