乳制品中有害成分檢測技術研究進展

◎ 李 卓，朱 潔，周 優

（天津市乳品食品監測中心，天津 300381）

1 乳制品中常見的有害成分來源

1.1 重金屬污染

自然界中的重金屬元素極為常見且種類繁多，一部分重金屬元素存在于礦石、巖土中，還有一部分重金屬元素存在于生物體中。雖然各重金屬元素存在形式以及含量各不相同，但經過生物圈中的食物鏈傳遞和累積，這些微量的重金屬元素會在用來制造生產乳制品的原料中逐漸堆積，最終污染乳制品。人類活動也會對乳制品的重金屬元素污染有重大影響，比如含有重金屬元素的農藥施用，這些農藥中的重金屬元素會被農作物吸收，依次進入飼料、畜牧、乳制品中。曾經發生的多起重金屬元素超標案例都是通過這種途徑造成的。此外，在乳制品加工過程中，每個環節都可能被重金屬元素污染，如車間空氣、用水，乳制品的包裝等。重金屬的污染防治措施除了減少污染源，嚴格控制生產過程之外，還需要在檢測技術上下功夫，提高乳制品中重金屬元素的檢測技術非常有必要。

1.2 微生物污染

乳制品的微生物污染源主要有內源性與外源性2個方面，內源性微生物污染主要指生物體自身感染的微生物污染，而區別于內源性微生物污染，乳制品中還有一種常見的污染被稱為外源性微生物污染，指乳畜產品在生產、運輸、使用等過程中沒有嚴格遵守衛生標準，導致被環境中含有的微生物污染源所感染。引發內源性污染的微生物寄生于畜牧的腸道或其他器官上，逐漸對畜牧的健康產生威脅，使其患上疾病，最終演變成原料乳與肉類食品對人類的危害。常見的引發外源性污染源的致病微生物有沙門菌、炭疽等，這類致病微生物引起的后果相當嚴重，甚至會危害人體健康。

為了減少乳制品微生物污染的危害，應在微生物含量檢測上下功夫，根據檢測結果有針對性地做好防護措施。

1.3 化學污染

乳制品中含有多種化學污染源。食品添加劑的不當使用，會造成化學污染溢出，嚴重危害乳制品和其他食品的安全。使用殺蟲劑、除草劑，化學有害物質會殘留在飼料中，并通過食物鏈污染乳制品；獸藥、霉菌毒素和其他有害物質也會殘留在牛奶和奶制品中。此外，生長激素的濫用也使畜牧業受到化學物質的嚴重污染，如常見的雌二醇、催產素、孕酮等生長激素。除了這些間接通過食物鏈污染的乳制品，乳制品的生產過程中也會直接污染化學物質。比如為了增加乳制品的密度或掩蓋牛奶酸敗而混合電解質,或與尿素混合，使用牛奶、糖、米湯、豆漿、明膠等增加乳制品的比例，取得經濟利益。

2 乳制品重金屬污染檢測技術

重金屬是最常見、影響最大的乳制品污染源，且重金屬是劇毒物質，直接損害人體肝臟等器官。誤食含有重金屬污染元素的乳制品會嚴重威脅到人體的生理健康水平[1]。比如，重金屬砷只需要極小的量，就能導致人體骨骼生長異常；重金屬鉛會使人的血細胞含量下降，威脅生命。

檢查乳制品重金屬有害成分的技術有很多，比較常見的方法是污染指數法，使用比較廣泛的是單因子與內梅羅綜合污染指數法[2]。單因子污染指數是將從產品實際污染情況出發，將其與合格的限量水平相聯系，互相比較得出結果。單因子指數方法思路簡單，計算量較小，但是缺點同樣很明顯，但是考慮因素不夠全面，容易忽略其他因素的影響，不能包含其他參數之間的彼此聯系。內梅羅指數法可彌補單因子污染指數的不足，考慮到多因素之間的影響，將最大單因子污染指數和多因素平均污染指數聯系起來，評價產品中污染程度的方法。內梅羅指數法相較于單因子指數法更為全面，但存在著過于夸大最嚴重污染因子的嫌疑，兩種方法各有好壞，適用于不同的檢測方案，應根據實際情況選擇合適的方法。

3 乳制品微生物檢測技術

常見的生物污染檢測技術主要包括生物芯片、分子免疫學和LAMP。生物芯片又主要包括蛋白芯片、基因芯片，蛋白芯片指將抗體或者抗原固定在不同的介質之上，再與計算機技術相結合進行掃描分析；基因芯片與蛋白質芯片工作原理不同，該技術以集中度較高的基因探針為檢測手段，并分析結果。

生物芯片的檢測手段十分便捷，效率很高。

大部分分子免疫學檢測技術都是以PCR為原理，設計分子信標，并定點定量地檢測樣品中的有害成分，廣泛應用PCR-ELISA、定量PCR與多重PCR等技術。多重PCR技術是將多對引物添加至相同的體系之中，利用擴增技術產生核酸片段，最大特點在于其靈敏性高、花銷小。

LAMP檢測技術同樣是以核算擴增技術為基礎，提前設計特定的引物，并限制于特定條件，在此基礎上進行擴增，檢測乳制品有害成分的含量。該技術實現過程比較簡單，經濟成本低。

4 乳制品化學污染檢測技術

乳制品化學污染有害成分大部分來源于原料乳摻假，是指在乳制品的生產過程中，為了以較低的經濟成本獲得最高利益，就想方設法的利用摻假物提高乳制品的蛋白比重，比如向乳中添加三聚氰胺或者皮革水解物；或為了提高乳制品的保質期，增加乳制品的保鮮度，部分生產商為向乳制品中添加硫氰酸鈉；為了降低乳制品中被檢測到抗生素含量的可能性，向乳中添加β-內酰胺酶等。這些添加的化學有害成分如果被消費者攝入，會造成食物中毒，嚴重威脅消費者的生命財產安全，針對這一現象，除了要加大法律打擊力度，還需要提高檢測技術。

4.1 色譜法

4.1.1 高效液相色譜法（HPLC）

不同種類高效液相色譜法的固定相也各不一樣，另外相譜法所采用的分離模式也有多重選擇，可利用離子作為試劑緩流動相，并選擇特定的波長，就能檢測三聚氰胺的含量，且檢測精確度、加標回收率以及靈敏度均較高。比如，在使用高效液相色譜法檢測牛奶中硫氰酸鈉質量濃度時，可達到0.2 mg·kg-1的檢測限；通過高效液相色譜離子配對紫外檢測法對不同濃度嬰兒奶粉中的三聚氰胺進行鑒定和檢測，檢出限最低能實現0.01 μg·mL-1；同樣還可以利用不同的固定相或者分離模式，來達到更好的效果。如果選擇100%水流動相的高效液相色譜-二極管矩陣檢測器法檢測三聚氰胺，就能更進一步的提升檢測靈敏度與穩定性，且檢測速度更快，檢出范圍更大。需要注意的是，該檢測手法成本較高，適合在高精度要求的條件下使用。如果經濟成本有限制，可考慮其他種類的色譜法[3]。

4.1.2 毛細管電泳法

毛細管電是指分離通道毛細管施加高壓直流電場后所達到的新型液相分離技術，在高壓電場效應的作用下，毛細管內帶點粒子受到的電場力大小有區別，因此動量不同，在電泳介質中會有差別的遷移，通過該遷移現象就可以對成分進行分析鑒定。比如，通過固相萃取-毛細管電泳法檢測奶粉中三聚氰胺含量，首先在一定濃度的硼砂緩沖液緩緩添加十二烷基硫酸鈉，設置系統的工作定壓，對信號進行采樣，柱體溫度定義為20 ℃，設置特定波段波長，研究其檢測結果，觀察含量結果的線性范圍、檢出限、定量限。毛細管電泳分離的檢測周期不長，需要的樣品數量也不多，具有很廣的應用前景，但是該技術的缺點同樣明顯，即毛細管的不同溫度、長度厚度和操作電壓的大小均對結果有很大的影響，需要進行嚴格的控制，從而復雜化了操作過程，增加了檢測成本，導致檢測領域有一定的局限性。

4.2 分光光度法

分光光度法的原理是對被測材料在特定波長或一定波長范圍內的吸收值進行檢測。采用分光光度法可以方便的測定硫氰酸鈉在牛奶與乳制品中的含量，檢測過程中先對樣品添加一定濃度、一定體積的三氯乙酸和過氧化氫溶液，在恒溫條件下通過水浴使得蛋白質發生沉淀現象，然后進行過濾，過濾后的濾液選擇硝酸酸化，在450 nm的波長下檢測濾液的吸光度。使用分光光度法檢測奶粉的最低檢出限為3 mg·kg-1，鮮奶的最低檢出限量為2 mg·L-1；分光光度法檢測原料奶的硫氰酸鈉，三氯乙酸含量這一方法去除硫氰酸鈉與三價鐵反應產生的紅色沉淀，并用分光光度法測定濾液的吸光度，然后通過與繪制的吸光度曲線對比得出樣品中硫氰酸鈉的含量。

5 結語

本文先深入總結了乳制品的重金屬污染、微生物污染、化學污染，分析了這些有害成分造成乳制品不安全的原因，隨后分別討論了不同有害成分的檢測技術手段，如檢測重金屬污染的單因子污染指數法和內梅羅綜合污染指數法，檢測微生物污染的分子免疫學方法以及檢測化學污染的色譜法、電泳法與分光光度法。