原料乳摻假檢測研究進展

粟娜，高海慧,2，賀花*，郭抗抗*

1. 西北農林科技大學動物醫學院（楊凌 712100）；2. 寧夏農林科學院動物科學研究所（銀川 750002）

乳類富含蛋白質、礦物質、碳水化合物和維生素等多種人體必需的營養物質，被稱為“接近完美的食品”。隨著生活水平的提高，乳類產品成為必不可少的食品，乳品行業也得到高速發展。2018年，我國提出實施奶業振興行動，以加強優質奶源基地建設，完善乳制品加工和流通體系，強化乳品質量安全監管，完善保障措施。在市場需求量大、養殖規模受多種因素限制的情況下，為追求利益更大化，給市場價格高的動物乳中摻入價值相對較低的乳成為一種新型的乳中摻假問題，如給產量較低、價格高的羊乳及駱駝乳中摻入牛乳，以牛乳冒充羊乳、駱駝乳。這種摻假問題對市場的危害不容小覷，不但損害養殖戶的利益，也對消費者的經濟和心理都造成影響，對新興的羊乳和駱駝乳產業發展造成嚴重危害。更重要的是，對于牛乳過敏的人來說這種摻假方式還會威脅健康。這類摻假一般比較隱蔽，常規的理化學方法難以鑒別，需要發展新方法對摻假乳進行快速鑒別。因此，通過對摻假乳檢測方法的介紹和比較，旨在為原料乳摻假的檢測技術提供基礎資料。

1 原料乳概述

1.1 原料乳的營養價值

原料乳即生鮮乳，是指未經過任何加工處理的奶畜原奶，主要包括牛乳、羊乳和駝乳，是乳制品行業發展中的基礎原料。生鮮乳的組成成分主要是水、蛋白質、脂肪、乳糖、維生素、酶類和無機鹽，組成成分較為復雜，各種成分的共同體則決定了乳的營養和價值[1]。乳類產品中的蛋白質包括酪蛋白、乳清蛋白即少量的脂肪球蛋白，不但能提供人體必需的8種氨基酸，還對生長發育和生理調節有重要作用，增加人體免疫力。乳中的乳糖能促進鈣的吸收和調節腸道菌群[2]。乳脂肪容易被消化，對患有腸道疾病者同樣適用[3]。此外，乳中含有人體必需的維生素和礦物質，是人體攝入相關營養物質的主要來源之一。

1.2 我國原料乳生產及存在問題

我國乳業起步較晚，但發展迅速，原料乳的主要來源也從發展初期的以散養戶、小規模散養為主，到當前的以規模化養殖場為主。形成多元化的形式，乳品產業成為一個朝陽產業，我國也進入世界乳業大國行列[4]。隨著經濟發展和生活水平的提高，消費者對乳品的需要也出現多元化現象，更多關注乳制品的營養價值、功效、品質和產品的安全性、功能性等，而乳品質量安全問題已成為重中之重。乳摻假的問題也呈現新的變化，從摻水、淀粉、尿素、三聚氰胺等發展到水解動植物蛋白、植脂末等[5]。還有向羊乳、駱駝乳等特殊乳中摻入牛乳的現象[6-7]。這些摻假行為，不僅會影響到乳的營養價值，還會造成食用者發生牛乳過敏、嬰兒畸形、中毒等問題。

2 原料乳摻假的檢測技術

2.1 化學方法

化學檢測的方法是牛奶質量檢測的國際標準方法，該方法操作簡單、快速，對設備要求不高，但檢測摻假的物質單一，準確度低。牛乳中摻假米汁、淀粉，可以根據淀粉遇碘變藍的化學特性檢測出乳中是否摻假。牛乳摻假堿性物質是為了掩蓋牛乳的酸敗，降低其酸度，通常加入的堿性物質碳酸鈉和碳酸氫鈉，可以通過向摻假牛乳中加入鹽酸或冰醋酸，根據其中和產生氣泡的化學性質檢測牛乳中是否摻假堿性物質。摻假尿素可以通過尿素加熱易分解產生NH3，能使pH試紙變藍的化學特性被檢出。乳中摻假甲醛則可向乳中加入幾滴10%的Na2SO3搖勻，加入幾滴酚酞溶液，觀察其是否變成紫紅色來判斷其是否摻假。摻假過氧化氫可向乳中加入10%的碘化鉀和1%的可溶性淀粉溶液，加入10%的稀硫酸溶液，根據其是否變為藍紫色判斷其是否摻假。摻假蔗糖可利用酸性條件下蔗糖水解得到果糖，與苯甲二酚加熱后出現紅色沉淀來判斷。摻假三聚氰胺可用酪蛋白沉淀法判斷[8-10]。

2.2 電泳法

電泳法是根據物質的分子量和等電點不同，其在電場的作用下發生的遷移速率不同，以此通過形成的不同電泳條帶可判斷出不同物質。常用來檢測摻假乳的電泳法有毛細管電泳（capillary electrophoresis，CE）、等電點聚焦電泳（isoelectric focusing，IEF）和聚丙烯酰胺凝膠電泳（polyacrylamide gel electrophoresis，PAGE）。宋宏新等[11]利用CE法對摻入蛋白、明膠、乳清粉和大豆分離蛋白的牛乳進行分析，并從對應的電泳圖中得出相關摻假蛋白的特征峰。Suhaj等[12]通過IEF法以羊乳中的γ3-酪蛋白、γ2-酪蛋白為特征蛋白檢測羊乳中摻入的牛乳，最低檢測限為6.9%和5.4%。宋蓓等[13]利用PAGE法從羊乳中檢測出摻假牛乳，且證明牛乳摻入的比例越高，檢測的目標蛋白遷移速率越快。

2.3 高效液相色譜法

該法是利用不同乳中的乳清蛋白保留時間不同，通過色譜分辨乳品種屬并檢測其是否摻假。李玲玉等[14]利用高效液相色譜法檢測出駱駝乳中摻假的牛乳，且研究表明鮮駝乳、巴氏殺菌駝乳、駝乳粉中摻假的檢出限分別為2%，3%和5%。高效液相色譜法與質譜法聯用還能對特定物質進行定量分析。Cattaneo等[15]通過高效液相色譜-質譜法檢測出牛乳中摻有尿素的現象。

2.4 電子鼻、電子舌法

電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應圖案來識別氣味的電子系統，主要由氣敏傳感器陣列、信號預處理和模式識別3個部分組成。通過不同氣味的響應譜不同，從而能夠檢測出不同物質。同時還能對多種氣味的交叉敏感性進行測量。賈茹[16]采用電子鼻法識別羊奶中蛋白質摻假及多組分混合摻假并進行定性、定量研究，其中定性分析的結果顯示，各類蛋白質摻假的不同摻假濃度的奶樣的2個辨別函數的方差貢獻率和最高達97.6%。定量分析結果顯示，各類蛋白質不同濃度的回歸模型的決定系數最高達97.7%，表明該法對摻假奶樣的預測準確。

電子舌法模擬人的舌頭對待測樣品進行分析、識別和判斷，主要由味覺傳感器陣列、信號采集系統和模式識別系統組成，是檢測食品摻假的有效工具。韓慧等[17]基于電子舌結合主成分分析法和粒子群優化極限學習機[18]對不同摻假比例的羊乳進行定性和定量分析，根據試驗數據可知，主成分分析法對6種不同摻假比例的羊乳區分達到100%，粒子群優化極限學習機羊乳純度預測模型擬合曲線很接近實測值曲線，結果表明其區分效果好，預測精度高。

2.5 近紅外光譜分析法

近紅外光譜分析法可通過物質含量和不同波長點吸收峰呈現的線性關系，對乳中摻假物進行檢測，但在對樣品進行定性定量分析時，需要與化學計量學軟件結合構建分析模型。榮菡[19]利用近紅外光譜技術與主成分分析法（principal component analysis，PCA）馬氏距離聯用建立巴氏殺菌乳和復原乳、鮮乳和摻有植物奶油、乳清粉、粉末油脂乳品的定性判別分析模型。方雄武等[20]基于近紅外透射光譜儀系統，針對牛奶中3種理化指標即蛋白質、脂肪和乳糖，建立多元線性的定量檢測模型，從結果可看出3種理化指標的定標模型的校驗集決定系數都大于0.9，表明該法的預測結果良好。劉永峰等[21]建立牛奶中尿素氮的近紅外檢測模型，利用目標函數法對模型預測效果進行評定，結果顯示定標相關系數和定標標準差分別為0.986 4和0.238 4，表明該法具有很好的適用性和準確性。

2.6 低場核磁共振技術

低場核磁共振技術是利用不同物質的弛豫時間不同，同一物質處于不同相態的弛豫時間也有區別以分辨不同物質，采用低場核磁共振技術能對乳中不同摻假物質進行有效識別。姜潮等[22]利用低場核磁共振技術對純牛乳、摻有不同物質（水、食鹽、尿素、三聚氰胺、豆漿）的摻假牛乳及摻入原料乳的牛乳進行檢測，結合化學計量法分析，結果表明純牛乳及摻入不同物質的牛乳得到了很好的區分，且準確率達100%。陳亞斌等[23]研究顯示應用低場核磁共振技術結合線性分析對摻水牛奶、摻尿素牛奶、摻食鹽牛奶、摻蔗糖牛奶的正確辨識率分別為100%，100%，100%和76.67%，表明該法能將摻水、摻尿素、摻食鹽牛奶很好地區別出來。

2.7 聚合酶鏈反應

聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）技術是以DNA片段為模板，在DNA聚合酶和特異性引物的作用下以4種堿基為原材料進行體外核酸擴增的技術。PCR技術分為普通PCR和qPCR，兩者的區別在于，qPCR不用將PCR產物進行瓊脂糖凝膠電泳，普通PCR只能定性不能定量，qPCR則可以定量。利用PCR技術可以檢測混合乳摻假。宋宏新等[24]通過雙重PCR技術檢測出羊乳中摻入牛乳，并利用磁珠法提取的DNA，在摻入牛乳的羊乳中檢出限達1%。宋宏新等[25]建立基于DNA結合染料的實時熒光定量PCR方法，檢測出羊乳中摻入牛乳成分最低限達2.5%。賀曉玲等[26]通過建立基于通用引物的PCR高分辨溶解曲線檢測方法，鑒別多元混合物，且檢測出山羊乳、水牛乳中摻入的牛乳達5%，且能準確判別市售乳及乳制品。

2.8 酶聯免疫吸附試驗

酶聯免疫吸附試驗（enzyme linked immune sorbent assay，ELISA）是一種通過放大特定抗體與乳清蛋白或酪蛋白特異性結合產生的信號來鑒別不同乳源的免疫學方法，但是由于檢測形式不同，鑒別不同乳源的時間差異比較大。趙芳等[27]以牛IgG為檢測對象，建立羊乳中檢測牛乳成分的競爭免疫層分析，結果表明，能檢出含量為2%的牛乳，表明該方法能簡便快捷地檢測出不同乳源地摻假。張世偉等[28]分別以牛Ig G和牛Ig G的FC片段為抗原，制備抗牛IgG的多克隆和高特異性的單克隆抗體，并以此蛋白作為包被抗體，建立雙抗夾心ELISA方法，試驗結果表明，檢出限為1.0%，添加回收率在95%～105%，且平均標準偏差不超過12%，該方法靈敏度高、穩定性好。

3 原乳摻假檢測技術的優缺點

原料乳的摻假檢測技術已有廣泛研究，通過2種或2種以上方法的聯用還能對摻假物質進行定性和定量分析。檢測技術從只能檢測單一物質到能檢測多種混合物質，并且準確度也在升高，但各種檢測方法仍然存在一定優點和局限性。分析結果見表1。

表1 原料乳摻假物質檢測技術的比較

4 結語與展望

通過對原料乳中摻假物質的檢測技術的優缺點比較可以看出，化學法操作簡單、快速但準確度低，且只能檢測單一物質，面對市場上摻假技術越來越高的現象，使用化學法檢測遠不能達標。其余方法雖然能滿足市場上的檢測需求，但是液相色譜法、近紅外光譜法、電子鼻、電子舌法、低場核磁共振法等所需要的設備儀器成本都比較高，需要一定的操作技術，且分析較復雜，因此也未能普及。市場上較普及的是PCR和ELISA這2種方法，但是它們也有一定局限性，并不能作為所有摻假物質的檢測方法。所以，開發一種靈敏度和準確性高、容易操作、成本低、能快速檢測的檢測方法是保障乳業市場良性發展的重要途徑。對于傳統摻假方法，如摻水、摻尿素、摻有害物質等，在確保檢測的準確度和靈敏度的前提下，開發一種綜合性強且操作簡單的檢測技術會對檢測速率有大幅提高。對于摻假低價乳的現象，在檢測方法中酶聯免疫吸附試驗是各方法中最有潛力的，如果能研究出相關抗體的試劑盒，那么這類摻假的檢測就能得到更廣泛的普及。