红外光谱技术对生牛奶中掺入有害物质检测的研究

文 / 韩 旭 孔令红 朱雅玲 哈尔滨市产品质量监督检验院

乳含有婴幼儿生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物。乳是动物出生后短时间内唯一的食物，其中含有水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐、磷脂类、维生素、酶、抗体、色素、气体及动物所需要的各种微量元素。乳制品已成为继粮食、肉类、水产品之后人民生活的必需食品。面对乳品行业的飞速发展，不同国家出台了各自生牛奶按质论价的标准。我国的乳品企业也规定了生牛奶的收购标准，对生牛奶的乳脂率、乳蛋白率、总干物质、微生物总数、抗生素含量、掺假物质等的测定作为生牛奶的评判标准。但是生牛奶市场上掺假现象仍然层出不穷，严重损害了消费者的健康和企业的利益。如在生牛奶中掺加低成本的物质，如水。但掺入水后，生牛奶会被稀释，于是不法商贩便向奶中掺入糊精、植脂末、三聚氰胺等有害物质，以牟取商业利润。其中三聚氰胺是一种低毒的化工原料。动物实验结果表明，其在动物体内主要影响泌尿系统。动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损伤，如膀胱和肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。而植脂末中含有大量的氢化植物油，大量食用会对人心脏及心血管产生一定的危害。

表1 生牛奶中掺入三聚氰胺、糊精及植脂末的配比量

本实验利用MilkoScan FT120红外光谱对正常生牛奶与模拟掺假生牛奶的各项指标，包括酪蛋白、蛋白质、脂肪、总固体、非脂乳固体、乳糖、密度、农药残留量、柠檬酸、尿素、游离脂肪酸等进行了测定，建立了生牛奶掺假模型。该模型是根据测定的数据建立样本，进行PCA定标。本文是向生牛奶样品中添加三聚氰胺，通过检测得QA值（即每个样品主成分得分值距归类样本中心的距离，值越大说明该样品偏离样本中心越远）。通过此模型可快速测定生牛奶的掺假情况，并据此及时反映生牛奶的质量情况，为乳制品的生产加工提供及时准确的指导信息，避免经济损失。

1 材料与方法

1.1 材料

生牛奶，三聚氰胺（纯度99.5%，国家标准物质中心），糊精（市场购买），植脂末（市场购买）。

1.2 仪器

MilkoScan FT120乳成分分析仪（丹麦FOSS公司），设定其数据库QA标准值为3；电子天平（瑞士梅特勒托利多公司）。

1.3 方法

1.3.1 模拟掺假奶的制备

生牛奶在单独添加三聚氰胺、糊精及植脂末达到QA为3的临界值分别为0.065[1]、0.0175[2]、0.3916[3]。而不法商贩在向生牛奶中掺假很少仅添加1 种物质，所以向生牛奶中添加不同比例的三聚氰胺、糊精及植脂末（表1）。

1.3.2 参数的测定

利用MilkoScan FT120对表1中的生牛奶进行测定，测定参数有：酪蛋白、蛋白质、脂肪、总固体、非脂乳固体、乳糖、密度、农药残留量、总酸、柠檬酸、尿素、游离脂肪酸。设定QA值为3。

表2 生牛奶中掺入三聚氰胺、糊精与植脂末后各项指标的红外光谱值

2 结果与讨论

3 种物质不同添加量的红外光谱值如表2所示。从表2中可以看出，随着三聚氰胺、糊精和植脂末的添加，酪蛋白、蛋白质和脂肪的含量呈线性增长趋势。当同时加入0.0325 g三聚氰胺、0.0058 g糊精和0.1305 g植脂末时，QA=2.74。当加入量变为0.0216 g三聚氰胺、0.0058 g糊精和0.1958 g植脂末时，QA=3，处于临界值。而当加入量为0.0325 g三聚氰胺、0.0087 g糊精和0.1958 g植脂末时，QA大于3，机器出现报警，这时表明该样品的成分数据有异常。

3 结论

本文通过对生牛奶中加入三聚氰胺、糊精与植脂末进行测定，通过QA值的变化判读出三聚氰胺、糊精和植脂末的掺假量。当QA设定为3时，加入量为0.0216 g三聚氰胺、0.0058 g糊精和0.1958 g植脂末时，机器报警，说明生牛奶掺假。

通过MilkoScan FT120建立的QA模块能够比较准确真实地反映生牛奶的实际情况，并且可以初步判别出生牛奶样品是否有掺假行为。■

[1]毛力军. Milkoscan FT 120对原料乳中掺假物质（三聚氰胺）进行快速预判的研究. 东北农业大学学报，2011，42（8）：39-42.

[2]王丹慧，王春苗，李梅等. 原料乳及乳粉中糊精掺假的检测方法. 中国乳品工业， 2008，36（4）：62-64.

[3]彭攀，林慧，杜如虚. 利用近红外光谱技术同时检测奶粉中的多个掺假成分. 计算机与应用化学，2011，28（3）：307-310.