牛奶掺假检测技术的研究进展

逯笑岩

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319）

0 引言

素有“万食之王”美称的鲜牛奶，因其含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、乳糖、磷脂、无机盐等营养物质而备受消费者青睐。鲜牛奶中含有的蛋白质为全价蛋白质，主要是因为含有9种人体必需氨基酸，并且鲜牛奶中蛋白质的吸收率要比大豆蛋白高出18%[1-2]。由于生活水平的不断提高，人们对于高营养价值鲜牛奶的关注度逐渐攀升，牛奶及其奶制品业也增长迅速，因此一些不法商家，为了自身利益往原奶中添加如水、米汤等成分，来冒充牛奶降低生产成本。

目前，鲜牛奶中常见的掺假物质主要有电解质（NaCl，Ca（OH）2，Na2SO4等）、非电解质 （尿素、蔗糖等） 和胶体物质（豆浆、米汤等）、防腐剂（CH2O，NaNO2，H2O2等） 四大类。其中添加电解质的主要目的是能使变质牛奶的风味得到一定的改善；添加非电解质的目的是使鲜牛奶中的氮元素含量升高，便于应对官方检测，如“三鹿奶粉”事件，同时还能提升原奶的相对密度；添加胶体物质的目的是为了使鲜牛奶的黏稠度增强；添加防腐剂的主要是为了起到杀菌的目的，从而延长牛奶的贮藏期。牛奶掺假现象严重危害人类的身心健康，目前现有的检测技术主要有高效液相色谱技术、光谱技术、低场核磁共振技术、生物传感器技术等。对目前现有的牛奶掺假检测技术进行综述，旨在为牛奶掺假研究提供理论参考。

1 基于高效液相色谱技术在牛奶掺假检测研究中的应用

高效液相色谱技术是目前被广泛应用于牛奶掺假的一种理化检测方法，具有性质稳定、成本低、检测快速等特点。该方法通过借鉴气相色谱的理论，设置了高压泵、高效的固定相和高灵敏度的检测器，使该技术更加自动化，几乎能够实现对所有的化合物和大分子物质的检测。刘立萍[3]采用高效液相色谱法对含有三聚氰胺的牛奶进行检测研究，结果表明，该方法的检出限为0.15 μg/mL，并且加标的回收率在86.39%～102.60%，检测结果具有准确性高、精度高的特点。林玲等人[4]采用高效液相色谱技术对牛奶中苯甲酸、糖精钠和山梨酸进行检测，结果发现该技术的检测精度较高。但该技术仅仅能够检测出牛奶中是否掺假或者掺杂，对具体的掺假成分是什么无法确定，并且还有成本高、效率低等缺点。

2 基于光谱技术在牛奶掺假检测研究中应用

红外光谱是一种介于可见光谱与微波光谱之间的一种自然光，其波长范围在760～1 000 000 nm，可以分为近红外（780～2 500 nm）、中红外（2 500～5 000 nm）、远红外 （5 000～1 000 000 nm） 3个谱区。中红外光谱区因其吸收峰较高而窄的特点较适用于对牛奶的定性、定量分析，近红外光谱区主要是分子中化学键的倍频或合频振动，其谱图具有吸收强度弱、谱带宽的特点，适用于对牛奶的定量分析。殷秀秀[5]对来自武汉的掺有尿素和葡萄糖的牛奶240个，采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术结合软独立模式分类识别法和偏最小二乘法进行定性和定量掺假检测研究，结果表明，采用该方法在检测牛奶掺假检测研究中具有一定的可行性。李亮[6]采用近红外光谱技术对59份纯牛奶样品、7种掺假牛奶398份（分别掺有还原奶、羊奶、植物蛋白、植物奶油、淀粉、蔗糖和NaCl）样品进行研究发现，该技术能够实现对掺假牛奶的快速检测。范睿等人[7]采用近红外光谱技术对掺有植物水解蛋白的牛奶进行检测研究得到了较好的检测效果，并且采用三氯乙酸对掺假牛奶进行预处理后，其检测模型更加稳定、检测精度更高。该技术虽然具有快速高效的检测特点，但是也存在对具体的掺假成分无法确定的局限性。

3 其他检测技术在牛奶掺假检测研究中的应用

低场核磁共振是指磁场的场强小于0.5特斯拉（Tesla，T），并且恒定不变，其主要是由于原子核自身的磁性而产生的磁力。该技术的原理是通过恒定磁场的原子核（如13C，1H等）会与交变磁场之间发生能量的相互交换[8]。刘梅红[9]采用低场核磁共振技术分别结合主成分分析法、偏最小二乘法及线性判别法对掺水、掺尿素、掺蔗糖及掺食盐的牛奶进行掺假研究。结果表明，该技术3种化学计量学算法均能实现对掺假牛奶的快速、准确甄别，并且线性判别法要明显优于其余2种。孙露等人[10]采用化学显色方法对掺假牛奶进行检测研究得到了很好的检测效果。显色方法虽然较为直观，但是该方法操作较为繁琐、最低检测限高且成本昂贵。另有学者研究发现采用电导率法能实现对掺假牛奶的检测[11]。生物传感器技术是将生物的识别元件部分和信号转换元件部分紧密结合起来，进而来实现对检测化合物的分析鉴别。牛奶在贮藏放置过程中，由于脂解作用而产生的短链脂肪酸的含量会升高，根据这一特点可以采用生物传感器技术来检测牛奶的新鲜度[12]。该技术还处在研究及开发的前期，主要存在成本高、检测方式复杂的特点，但其自身的独特技术使其在未来应用上具有广阔前景。王玲玲[13]研究发现，采用KI-NaClO技术能实现对鲜牛奶中掺入的铵盐准确检测，并且对NH4+的最低检出限为1.35×10-8g/L，该方法具有选择性强、稳定性高、检测快速的特点。

4 结语

牛奶是一种含有丰富营养物质的食物，但牛奶掺假现象屡见不鲜，针对牛奶检测技术种类较多，如高效液相色谱技术、光谱技术、低场核磁共振技术等，但这些方法在检测精度、检测方法、检测成本等方面还存在不足。因此，开发一种快速、高效、无损的检测方式是亟待解决的问题，而且未来可以采用多种技术融合使用，来进一步完善对牛奶掺假问题的快速检测。此外，还要建立完整的监督管理体系，真正意义上从源头杜绝牛奶掺假现象的发生。