羊乳制品摻假檢測技術(shù)研究進(jìn)展

文/張昊陽 嚴(yán) 林 黨高平 劉永峰

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院）

1 國內(nèi)外乳制品摻假檢測現(xiàn)狀

羊乳制品因其較高的營養(yǎng)價(jià)值以及獨(dú)特的口味越來越受到人們的追捧。與牛乳相比，羊乳的營養(yǎng)價(jià)值相對較高、過敏原含量較低、與人乳更接近，較適用于牛乳過敏人群[1]。

我國羊乳源主要集中在陜西、山東等地，奶山羊存欄量有限，且奶山羊泌乳期短、產(chǎn)量低，冬季為奶山羊干奶期，一天產(chǎn)量只有5 kg左右[2]。近年來，羊乳的價(jià)格高于牛乳，使得一些商家在利益驅(qū)動(dòng)下將牛乳摻入羊乳中。這種現(xiàn)象會(huì)擾亂乳制品市場，進(jìn)而制約乳制品行業(yè)的發(fā)展，因此對羊乳摻入牛乳檢測技術(shù)深入研究十分必要。目前常用于定量檢測牛羊乳混摻的方法都是以其中蛋白質(zhì)、脂肪、DNA、維生素等為特征指標(biāo)建立的[3]。

1．1 國內(nèi)外乳制品摻假事件

2008年爆發(fā)的三鹿牌“嬰幼兒奶粉事件”引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注，國產(chǎn)奶粉出現(xiàn)嚴(yán)重的信任危機(jī)，隨后國家成立了全國打擊違法添加非食用物質(zhì)和濫用食品添加劑專項(xiàng)整治領(lǐng)導(dǎo)小組。19世紀(jì)牛乳摻假也曾使英國的牛乳行業(yè)臭名昭著。國外牛乳摻水現(xiàn)象最為普遍，經(jīng)過脫脂、摻水的牛乳變得稀薄，商販們便往牛乳中添加各種替代物，如添加面粉或淀粉以增加牛乳的黏稠度，添加胡蘿卜汁以增加牛乳含脂量及甜味，甚至?xí)饺雱?dòng)物腦髓使牛乳產(chǎn)生泡沫。2013年，巴西的5 家奶牛場在原料牛乳中摻入大量井水，而為使蛋白質(zhì)含量達(dá)到要求，再向其中摻入大量尿素。

1．2 國內(nèi)外乳制品摻假法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)

面對乳制品行業(yè)以次充好，以假充真的作假行為，國內(nèi)外乳制品安全管理部門下發(fā)了相關(guān)政策文件進(jìn)行整治，對于現(xiàn)在乳制品的健康發(fā)展起到了積極地推動(dòng)作用。

2015年，我國針對國內(nèi)羊乳產(chǎn)業(yè)中羊奶粉摻牛乳清粉侵犯消費(fèi)者知情權(quán)這一行業(yè)潛規(guī)則亂象，特別要求商家對羊奶粉進(jìn)行具體標(biāo)注，尤其要在配料表中標(biāo)明每100 g產(chǎn)品中羊乳（粉）所占比例，以及乳清蛋白粉的來源。2008年10月通過的《乳制品質(zhì)量安全監(jiān)督管理?xiàng)l例》中明確規(guī)定,生鮮乳收購者、乳品企業(yè)在生鮮乳收購、乳制品生產(chǎn)過程中，加入非食品用化學(xué)物質(zhì)或者其他可能危害人體健康的物質(zhì)，依照刑法第144條的規(guī)定，構(gòu)成犯罪的，依法追究刑事責(zé)任，并由發(fā)證機(jī)關(guān)吊銷許可證照。2010年3月26日衛(wèi)生部公布了《生乳》（GB19301—2010）等66 項(xiàng)新乳制品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)達(dá)國家對食品安全的檢測與監(jiān)督體系更為成熟，1962年成立的國際食品法典委員會(huì)（Codex Alimentarius Commission，CAC），制定的《國際食品法典》（Codex）已被世界貿(mào)易組織（World Trade Organization，WTO）認(rèn)可為國際農(nóng)產(chǎn)品及食品貿(mào)易仲裁的重要參考依據(jù)，匯集了國際食品法典委員會(huì)已經(jīng)批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、準(zhǔn)則和其他等。Codex法典的縱向產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了原料要求、成分指標(biāo)、可用添加劑、污染物指標(biāo)、衛(wèi)生、標(biāo)簽等。

2 羊乳摻入牛乳檢測方法研究進(jìn)展

目前，羊乳摻入牛乳檢測主要依據(jù)牛乳、羊乳各營養(yǎng)成分的差異展開，包括蛋白質(zhì)與氨基酸、脂肪與脂肪酸、β-胡蘿卜素以及DNA分子的差異等。基于不同差異，得到了不同的檢測方法，包括：基于牛羊乳中蛋白質(zhì)分子構(gòu)成不同的反相高效液相色譜、電泳、質(zhì)譜及酶聯(lián)免疫法（Enzymelinked Immune Sorbent Assay，ELISA）等；基于牛羊乳脂肪酸組成差異的色譜、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等檢測方法；基于牛羊乳氨基酸及維生素差異的熒光光譜檢測方法；基于牛羊乳中DNA差異的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）等分子生物學(xué)檢測方法。此外，最新的非線性化學(xué)指紋圖譜技術(shù)、電子鼻等應(yīng)用，也為羊乳摻入牛乳檢測提供了可靠支持。

2．1 羊原料乳摻入牛乳檢測方法及其特點(diǎn)

羊原料乳摻入牛乳檢測方法主要有以下5 種。

2．1．1 普通PCR檢測方法

主要利用牛特異性引物與羊特異性引物進(jìn)行雙重PCR檢測，再用瓊脂糖凝膠電泳分析，在凝膠成像分析系統(tǒng)觀察結(jié)果[4]。

2．1．2 熒光定量PCR檢測方法

主要選取牛、羊線粒體基因的特異性引物，以新鮮牛、羊乳樣品提取模板DNA，建立了基于DNA結(jié)合染料的實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法[4]。

2．1．3 免疫層析試紙法

主要以牛乳αs1-酪蛋白及牛乳β-乳球蛋白為檢測對象，制備兩者的特異性抗體，建立雙聯(lián)膠體金免疫層析試紙條，用于羊乳摻入牛乳檢測[5]。

2．1．4 間接ELISA定量檢測方法

主要以牛乳中β-酪蛋白作為抗原產(chǎn)生多克隆抗體，并對抗體加以修飾，建立適合現(xiàn)場快速檢測的羊乳中摻入牛乳含量的ELISA方法[6]。

2．1．5 高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）法

主要利用不同種類乳中乳清蛋白的保留時(shí)間不同，定性分析乳的種類，根據(jù)峰面積進(jìn)行定量檢測其含量，可檢出至少10%的牛乳摻入[7]。

2．2 檢測方法及其特點(diǎn)

羊乳制品摻入牛乳檢測方法主要有以下4 種。

2．2．1 離子交換色譜法

以離子交換為基礎(chǔ)結(jié)合液相色譜快速分析不同種類乳制品中的蛋白，離子交換后的酪蛋白可以與免疫學(xué)法ELISA相結(jié)合，對乳及乳制品進(jìn)行鑒定[7]。

2．2．2 基于毛細(xì)管電泳的乳蛋白摻假檢測方法

利用毛細(xì)管區(qū)帶電泳檢測羊乳產(chǎn)品中摻入的牛乳成分，其中牛乳的定性和定量檢測依據(jù)乳中是否存在特異性乳清蛋白，電泳檢測峰具有很高的分辨率，最小檢出量在乳混合物中體積分?jǐn)?shù)為2%，在乳酪中體積分?jǐn)?shù)為4%[8]。

2．2．3 等電點(diǎn)聚焦法

歐盟推薦鑒別非牛乳乳制品中含有牛乳的方法，主要用血纖維蛋白溶酶對乳及乳制品中的β-酪蛋白水解，對其水解產(chǎn)物γ2-酪蛋白和γ3-酪蛋白標(biāo)記，并檢測這兩種酪蛋白的等電點(diǎn)值，根據(jù)等電點(diǎn)值大小檢測不同種類的乳源成分[7]。

2．2．4 ELISA法

可以用來鑒別摻有乳源成分的羊乳及羊乳制品，如摻有牛乳的綿羊和山羊乳酪（檢測限為0.1%～1%牛乳）[9]。

3 羊乳摻入牛乳檢測方法比較

目前，羊乳摻入牛乳檢測方法手段多樣且繁雜，但主要分為兩大類，即短時(shí)間（0.5～1.5 h）檢測法和長時(shí)間（1.5～5.0 h）檢測法。通過比較這兩大類方法的檢測時(shí)間、準(zhǔn)確度和成本，對主要牛羊乳摻假檢測方法進(jìn)行簡要?dú)w類和分析。

3．1 羊乳摻入牛乳檢測方法時(shí)間比較

3．1．1 短時(shí)間牛羊乳混摻檢測方法

（1） 膠體金免疫層析技術(shù)

薛海燕等[5]以牛乳αs1-酪蛋白及牛乳β-乳球蛋白作為膠體金免疫層析中所應(yīng)用的抗原，制備相應(yīng)多克隆抗體，利用該技術(shù)制備的試紙條進(jìn)行檢測，檢測時(shí)間僅需5～15 min，即可通過顏色變化來判斷羊乳中是否摻有牛乳。

（2）電子鼻

電子鼻方法鑒定羊乳摻假是主要的短時(shí)間檢測方法，測定時(shí)間40 min以內(nèi)。賈茹等[10]利用電子鼻結(jié)合化學(xué)計(jì)量法對羊乳中的蛋白質(zhì)摻假進(jìn)行定性和定量研究，鑒定時(shí)電子鼻在25 ℃平衡30 min，然后進(jìn)行測量，檢測時(shí)設(shè)定樣品準(zhǔn)備時(shí)間5 s，檢測時(shí)間60 s，測量計(jì)數(shù)1 s，自動(dòng)調(diào)零時(shí)間10 s，清洗時(shí)間5 min。金嫘等[11]通過電子鼻系統(tǒng)檢測在羊乳中摻入不同比例的牛乳混合物中揮發(fā)性物質(zhì)響應(yīng)值，發(fā)現(xiàn)對于生乳和巴氏殺菌乳主成分分析（Principal Components Analysis，PCA）和線性判別分析（Linear Discriminant Analysis，LDA）均能夠區(qū)分羊乳中混入的不同比例牛乳，具有較好的區(qū)分性。鑒定時(shí)樣品于20 ℃平衡5 min，電子鼻測定條件為傳感器清洗時(shí)間5 min，傳感器歸零時(shí)間10 s，樣品準(zhǔn)備時(shí)間5 s，每次分析用時(shí)1 min左右。

（3）HPLC

HPLC法鑒別牛羊乳混摻的時(shí)間也較短，為0.5～1.5 h。李寶寶等[12]建立了一種以β—胡蘿卜素的含量作為特征指標(biāo)，通過HPLC檢測羊乳中摻入牛乳的定量分析方法，前處理皂化、離心約1 h，色譜分析約30 min，可準(zhǔn)確的定量檢測羊乳中摻入牛乳的比例。杜晞等[13]采用電泳和高效液相色譜聯(lián)用檢測水牛乳中摻入的普通牛乳，該方法分析了兩種乳的乳清，方法需要樣品少，分離效果好，易定性，分析時(shí)間短（30 min內(nèi)），且聚丙烯酰胺凝膠電泳方法能檢測到摻入1%的牛乳。

（4）ELISA

由于檢測形式不同，ELISA法鑒別牛羊乳混摻的時(shí)間差異比較大，一般在1.5 h以內(nèi)，偶有超過1.5 h。薛海燕等[6]以牛乳中β-牛酪蛋白作為抗原產(chǎn)生多克隆抗體，并對抗體加以修飾，建立了適合現(xiàn)場快速檢測的羊乳中摻入牛乳含量的ELISA方法，除樣品預(yù)處理需要30 min外，其余檢測步驟可在10 min左右完成。依據(jù)ELISA法檢測原理，德國R-Biopharm公司研發(fā)出的系列檢測試劑盒及快速檢測條可供生產(chǎn)中快速檢測羊乳摻假[14]，其中原料乳檢測用時(shí)90 min、乳制品（酸乳、乳酪等）檢測用時(shí)150 min、快速檢測條5 min，檢出限分別為0.1%牛乳、0.5%牛酪蛋白及0.5%牛乳成分。

3．1．2 長時(shí)間牛羊乳混摻檢測方法

（1）PCR等分子生物學(xué)技術(shù)

PCR等分子生物學(xué)技術(shù)方法檢測牛羊乳混摻的時(shí)間需要3～5 h。宋宏新等[4]根據(jù)牛、羊的線粒體12S rRNA基因?qū)谢蛟O(shè)計(jì)合成兩對特異性引物，建立了羊乳中摻入牛乳的雙重PCR檢測方法，此過程提取DNA預(yù)處理約1 h，之后采用檢測試劑盒快速法用時(shí)10 min、磁珠法1.5 h，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增35 min，擴(kuò)增后進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，30～60 min，EB染色30 min，滅菌雙蒸水脫色10 min，最終置凝膠成像分析系統(tǒng)觀察結(jié)果。建立基于染料的實(shí)時(shí)熒光PCR法對羊乳制品中牛乳成分進(jìn)行摻假鑒別檢測，該過程中脫脂樣品制備1.5 h，DNA提取20 min，熒光定量PCR反應(yīng)20 min，瓊脂糖凝膠電泳1 h。

（2）非線性化學(xué)指紋圖譜

利用非線性化學(xué)指紋圖譜法檢測牛羊乳混摻消耗的整體時(shí)間較長，樊成等[15]通過對牛、羊乳建立的非線性化學(xué)指紋圖譜各個(gè)參數(shù)進(jìn)行單因素方差分析，發(fā)現(xiàn)兩類圖譜的誘導(dǎo)時(shí)間和最高電位時(shí)間具有極其顯著差異，此方法需要1.5～3.0 h可獲得結(jié)果。魯利利等[16]以非線性電化學(xué)指紋圖譜技術(shù)鑒別羊乳和牛乳及其產(chǎn)地，通過指紋圖譜直觀特征鑒別羊乳和牛乳，圖譜用時(shí)為1.5～3.0 h。薛建龍[17]通過氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)建立指紋圖譜對牛羊乳及其制品的脂肪酸組分進(jìn)行分析測定，發(fā)現(xiàn)癸酸是二者差異最大的脂肪酸，整體耗時(shí)3～4 h。

3．2 羊乳摻入牛乳檢測方法準(zhǔn)確度的比較

3．2．1 短時(shí)間快速處理方法準(zhǔn)確度分析

（1）膠體金免疫層析技術(shù)

膠體金免疫層析技術(shù)是一種較為簡便、快速的技術(shù)。薛海燕等[5]以牛乳αs1-酪蛋白及牛乳β-乳球蛋白為檢測對象，用于快速檢測羊乳中摻入的牛乳，用試紙條檢測樣品結(jié)果顯示，當(dāng)牛乳摻入量為5%時(shí)試紙條即顯色，但牛乳摻入量低于5%時(shí)不顯色，故試紙條的最低檢測限為5%。趙芳等[18]以牛免疫球蛋白G為檢測對象，建立了檢測羊乳中牛乳成分的競爭免疫層析法，可以檢測出含有2%牛乳的羊乳，受基質(zhì)干擾較小。

（2）電子鼻

電子鼻系統(tǒng)是一種新型的快速檢測手段，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場在線檢測羊乳摻假。賈茹等[10]利用電子鼻結(jié)合化學(xué)計(jì)量法對羊乳中的蛋白質(zhì)摻假進(jìn)行定性和定量的研究，采用PCA和LCA都能區(qū)分樣品摻假，線性回歸分析的決定系數(shù)為84.5%，線性判別分析的原始分類正確率達(dá)到100.0%、交叉驗(yàn)證正確率為98.2%，K-最鄰近值分析對訓(xùn)練集的分類正確率達(dá)到95.1%、對驗(yàn)證集分類正確率為97.1%。

（3）HPLC

HPLC的應(yīng)用在鑒別牛羊乳混摻方面也有較高的準(zhǔn)確度。李寶寶等[12]利用牛乳中β-胡蘿卜素含量遠(yuǎn)高于羊乳的原理，建立了一種以β-胡蘿卜素含量為特征指標(biāo)的HPLC檢測牛羊乳混摻的定量分析方法，以β-胡蘿卜素為指標(biāo)的樣品加標(biāo)回收率為89.46%～98.19%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.50%～2.79%，牛、羊乳中β-胡蘿卜素含量范圍分別為0.08～0.13 μg/g和1.9×10-3～2.2×10-3μg/g，線性相關(guān)系數(shù)為0.9958～0.9988，盲樣驗(yàn)證的相對誤差為2.20%～4.75%。

（4）ELISA

ELISA在檢測牛羊乳混摻方面有著多樣的形式，準(zhǔn)確度也有所差異。薛海燕等[6]利用間接ELISA方法，以β-酪蛋白作為基礎(chǔ)檢測羊乳中摻牛乳，得到最低檢出限為4%，方法變異系數(shù)＜5%，回收率在94%～105%之間。Beer等[19]利用牛乳中β-乳球蛋白和γ-酪蛋白與羊乳中含量的差異，檢測出山羊和綿羊乳酪中添加有0.1%的牛乳。張世偉等[20]采用制備抗牛免疫球蛋白G多克隆抗體和高特異性單克隆抗體，構(gòu)建雙抗夾心ELISA方法，靈敏度為0.1 μg/mL，添加回收率在95%～105%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于12%。

3．2．2 長時(shí)間處理方法準(zhǔn)確度分析

（1）PCR等分子生物學(xué)技術(shù)

基于DNA的PCR檢測技術(shù)有較強(qiáng)特異性[21～23]，目前已有較多羊乳中摻入牛乳的PCR檢測方法，且都有較高的準(zhǔn)確性。黎穎等[24]分別對羊乳中摻入牛乳和水牛乳的檢測方法進(jìn)行研究，在羊乳及其制品中摻入牛乳的檢測限為1%，在巴氏殺菌羊乳、高溫殺菌液態(tài)乳和干酪中的檢測限為5%，在酸乳中的檢測限為10%。利用PCR方法對羊乳制品中牛乳成分的摻假進(jìn)行鑒別檢測，宋宏新等[4]可定量檢出新鮮羊乳中摻入2.5%的牛乳成分，基于磁珠法提取DNA的PCR檢測方法檢測限達(dá)1%。Liao等[22]實(shí)現(xiàn)了普通PCR和定量PCR對羊奶粉中摻入牛奶粉的定性、定量檢測，檢測限為0.1%。

（2）非線性化學(xué)指紋圖譜技術(shù)

非線性化學(xué)指紋圖譜技術(shù)作為一種對樣本進(jìn)行整體綜合分析的新方法，準(zhǔn)確度較高。王二丹等[25]利用非線性化學(xué)指紋圖譜信息回歸法測定了多種混合乳標(biāo)樣中摻雜牛乳的含量，得到各種牛乳含量測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤2.1%，回收率為97.3%～102%，方法重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高。魯利利等[16]利用非線性電化學(xué)指紋圖譜技術(shù)對羊乳和牛乳及其產(chǎn)地進(jìn)行鑒別區(qū)分，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地的羊乳或牛乳可利用系統(tǒng)相似度模式識(shí)別，用系統(tǒng)相似度模式鑒別乳制品產(chǎn)地的準(zhǔn)確度≥91.9%，平均準(zhǔn)確度達(dá)到94.3%；鑒別乳制品種類的準(zhǔn)確度≥94.6%，平均準(zhǔn)確度達(dá)到98.5%。樊成等[15]通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法從鮮乳的非線性化學(xué)指紋圖譜的諸多參數(shù)中篩選出牛羊乳之間具有差異的4 項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，其中停振時(shí)間和最大振幅具有顯著差異，而誘導(dǎo)時(shí)間和最高電位時(shí)間則具有極顯著的差異，得到的牛羊乳含量比值與最高電位時(shí)間具有很好的數(shù)學(xué)回歸方程，經(jīng)R2檢驗(yàn)方程合理可靠。

3．3羊乳摻入牛乳檢測方法成本的比較

在時(shí)間基本相同的情況下，電子鼻、HPLC和ELISA三種較為快速的處理檢測方法的檢測成本稍有區(qū)別。電子鼻作為新興儀器設(shè)備擁有較低廉的檢測價(jià)格，相較于色譜儀器，具有響應(yīng)時(shí)間短、檢測速度快、相對成本較低，不需前處理試劑等優(yōu)點(diǎn)，但其應(yīng)用主要集中在實(shí)驗(yàn)室階段，有待解決的主要問題有設(shè)備成本高、取樣濃縮裝置大等。HPLC檢測牛乳中殘留物質(zhì)具有快速、精密度高、檢測限低和多聯(lián)檢測等優(yōu)點(diǎn)，其進(jìn)樣體積小、分離快、溶劑消耗少，可節(jié)約檢測樣品，減少消耗成本[26]，但設(shè)備及其配置費(fèi)用高昂、體積較大、移動(dòng)性差，對樣品檢測時(shí)需要進(jìn)行繁瑣的預(yù)處理，因此難以應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。ELISA在當(dāng)前羊乳摻假檢測中有著廣泛的應(yīng)用，屬于半定量檢測方法，雖然會(huì)受到免疫法特異性抗體難以制備的制約，但此方法快捷、靈敏、特異性強(qiáng)，不需要進(jìn)行反復(fù)處理，而且成本相對較低。

4 小結(jié)

本文通過簡述羊乳中摻入牛乳的鑒別方法，并從檢測時(shí)間、檢測精確度、檢測成本3 個(gè)方面對鑒別方法進(jìn)行比較。

在短時(shí)間快速檢測方面，電子鼻檢測系統(tǒng)、免疫層析試紙條以及依據(jù)ELISA制成的檢測盒，由于較為低廉的成本、較快的檢測速度（30～60 min），有著較高的準(zhǔn)確度——最低檢測線在4%～5%，基本適用于在生產(chǎn)中批量定性檢測羊乳中是否摻雜有牛乳。非線性化學(xué)指紋圖譜技術(shù)和高效液相色譜法、氣液質(zhì)譜聯(lián)用等已經(jīng)比較成熟的傳統(tǒng)儀器分析方法，都需要大型儀器以及較為嚴(yán)苛的操作條件和繁瑣的前處理，適宜少量樣本實(shí)驗(yàn)室的分析鑒別，雖然非線性指紋圖譜耗時(shí)更長，但是在摻假鑒別方面擁有更高得準(zhǔn)確度（96%～98%），且具有分析樣品產(chǎn)地的功能。PCR檢測方法是基于DNA檢測的技術(shù)，擁有高特異性、高靈敏度的特點(diǎn)，其在羊乳及其制品摻入牛乳的檢測限能達(dá)到0.1%的摻入檢測比例，但是該方法有較長的前期準(zhǔn)備和處理時(shí)間，不適宜快速檢測。上述摻假檢測方法可為進(jìn)一步完善乳制品安全檢測技術(shù)體系和保障乳制品市場的規(guī)范性提供參考和借鑒。