CN106018513A - 一种检测乳品掺假的指纹图谱方法 - Google Patents

Abstract

一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，首先采用非线性化学指纹图谱仪建立正常奶粉图谱库；其次再取未知品牌的奶粉进行测试，进行图谱比对，如果被测奶粉的指纹图谱与正常乳品库中某品牌奶粉指纹图谱相似，并且两种比对奶粉的相似度值大于等于98％‑99％，说明被测奶粉是正常乳品，否则为掺杂奶粉。本发明同已有的掺假检验方法相比，最大的特点在于并不是针对某一特定掺假物，不需要对每一种可能的掺假物进行检测，只需要进行一次指纹图谱的测定，然后同判定图谱进行比较即可，而且在掺假物种类未知的情况下该方法同样有效。

Description

一种检测乳品掺假的指纹图谱方法

技术领域

本发明属于乳品检测技术领域，具体涉及一种检测乳品掺假的指纹图谱方法。

背景技术

奶业是我国农业发展进入新阶段后增长最快、对农业产业结构调整作用最大、最富有朝气的重要产业之一，也是推动第一、二、三产业协调发展，改善居民膳食结构的重要战略产业。近年来，在国务院食品安全委员会的统一部署下，国家加大奶业监管力度，加强政策扶持，促进了奶业恢复和振兴。我国奶业正在逐步摆脱婴幼儿奶粉事件影响，加快转型升级步伐，奶业正在由数量扩张型向质量效益型转变。随着全国鲜乳及乳制品消费量的提高，乳及乳品的质量安全问题也显得越来越重要，对其质量的保证措施以及有效质量检测手段的建立已经成为有关部门科技工作者和消费者共同关心的话题。

针对牛乳、羊乳中的非法添加物质(如水、尿素、淀粉、糊精、脂肪和糖等)掺假检验方法国内外报道很多，一些方法也已经在生产中得到应用。比如通过测量密度检测是否掺水，通过一些显色反应检测是否添加了米汤、淀粉、蔗糖、尿素等。但是除了这些非蛋白物质外，目前还有大量对牛、羊乳及其制品(乳酪等)中掺入外源真蛋白特别是其他乳源蛋白类物质的现象。对这些乳源蛋白类掺假物质的检测方法国内外均有研究，相关的ELISA检测试剂盒等甚至在国外已有产品上市，但是价格昂贵，不适宜企业的广泛应用，目前国内的相关检测方法仍处于实验室研究阶段。这些针对外源蛋白特别其他乳源蛋白的检测方法基本都是基于蛋白质差异性建立起来的，其涉及了色谱、质谱、免疫、P C R、电泳、光谱学、分析化学等技术领域。具体见下表：

这些检测方法的研究和应用对牛乳、羊乳掺假起到了一定的遏制作用，但是存在一定的局限性。首先都是针对羊奶和牛奶中某种组分的差别进行分析检测，比如高效液相色谱技术就是根据羊奶与牛奶中所含各种脂肪酸含量的不同为依据进行检测分析；而等电点聚焦则是以酪蛋白的水解产物作为指标建立的检测方法。而奶及其制品的成分十分复杂，主要成分包括水、脂肪、磷酸、蛋白质、乳糖和无机盐等多种物质。仅凭若干个成分的分析指标来进行鉴别和质量评定，往往易给假冒伪劣产品进入市场提供可乘之机。其次目前国家制定的常规检验方法和现行的掺假检验研究，大多针对某假定的单一物质进行定性定量检测，要实现多个项目的检测操作繁琐，尤其是对可能出现的未知物将难以评判。因此，很有必要建立对牛奶、羊奶及其制品的成分进行整体和综合的分析评价的快速准确的检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，该方法通过构建不同来源正常乳及掺假乳的化学指纹图谱库和并据此建立正常乳的判定模型，根据待检样品的化学指纹图谱同判定模型的比对确定该样品是否掺假。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，首先采用非线性化学指纹图谱仪建立正常奶粉图谱库；其次再取未知品牌的奶粉进行测试，进行图谱比对，如果被测奶粉的指纹图谱与正常乳品库中某品牌奶粉指纹图谱相似，并且两种比对奶粉的相似度值大于等于98％-99％，说明被测奶粉是正常乳品，否则为掺杂奶粉。

本发明进一步的改进在于，建立正常奶粉图谱库的具体过程如下：

(1)将25～35mL硫酸溶液、3～4mL硫酸铈铵溶液、10～15mL丙二酸溶液、0.5～1mL溴化钠溶液、8～15mL蒸馏水和0.6～1g纯奶粉于非线性化学指纹图谱仪反应池中；

(2)打开循环泵和磁力搅拌器，开始采集数据，搅拌后加入5～6mL溴酸钠溶液，数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

本发明进一步的改进在于，所述硫酸溶液浓度为0.7～1.5mol/L，硫酸铈铵溶液浓度为0.05～0.08mol/L，丙二酸溶液浓度为0.9～1.2mol/L，溴化钠溶液浓度为0.03～0.1mol/L，溴酸钠溶液浓度为0.7～1mol/L。

本发明进一步的改进在于，采集数据是在40～55℃下进行的。

本发明进一步的改进在于，磁力搅拌器的转速为650～900r/min。

本发明进一步的改进在于，搅拌时间为3～5min。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过先构建不同来源正常乳及掺假乳的化学指纹图谱库并据此建立正常乳的判定模型，根据待检样品的化学指纹图谱同判定模型的比对确定该样品是否掺假。本发明所采用的非线性指纹图谱技术B-Z振荡新体系，是基于非线性化学原理，对复杂成分体系各种物质电化学行为的综合表征，得到的图谱是样品中所有成分共同作用的结果，反应的是样本复杂体系的综合信息。利用它可对复杂成分体系准确的辨认和评价，无须对其中某种成分的含量和化学行为进行精密考察。

本发明同已有的掺假检验方法相比，最大的特点在于并不是针对某一特定掺假物，不需要对每一种可能的掺假物进行检测，只需要进行一次指纹图谱的测定，然后同判定图谱进行比较即可，而且在掺假物种类未知的情况下该方法同样有效。因此该方法的建立和应用不仅可以减少企业的检测成本，而且对一些未知的新的掺假物质的非法使用同样可以起到遏制作用，避免类似三聚氰胺事件中因无相应的检测方法而导致质量安全事故再次发生。

本发明采用的将体系检测时间由原来的70～90min缩短至20min。此外还具有以下优点：1、不需要对每一种可能的掺假物进行逐一检测，因此操作相对简便，而且检测成本更低；2、对新的未知的掺假物的非法添加也能检测；3、检测结果准确可靠，样品无需预处理、操作快捷省时、图谱特征直观和重现性好的优势，因此，该技术具有极强的市场竞争力和很好的推广应用前景。

附图说明

图1为体系测定某乳品所得图谱。

图2为掺入不同比例牛奶粉对羊奶粉的非线性化学指纹图谱的影响。

图3为图2的放大图。

图4为掺入不同比例牛奶粉对羊奶粉的非线性化学指纹图谱诱导时间的影响。

具体实施方式

本发明采用非线性指纹图谱技术B-Z振荡新体系，基于非线性化学原理，对复杂成分体系各种物质电化学行为的综合表征，得到的图谱是样品中所有成分共同作用的结果，反应的是样本复杂体系的综合信息。利用它可对复杂成分体系准确的辨认和评价，无须对其中某种成分的含量和化学行为进行精密考察。

先构建不同来源正常乳及掺假乳的化学指纹图谱库和并据此建立正常乳的判定模型，根据待检样品的化学指纹图谱同判定模型的比对确定该样品是否掺假。

具体的，购买大量不同品牌的正常奶粉进行测试，首先采用非线性化学指纹图谱仪建立正常奶粉图谱库；其次再取未知品牌的奶粉进行测试，进行图谱比对，并利用非线性化学指纹图谱仪自带软件进行相似度计算。如果被测奶粉的指纹图谱与正常乳品库中某品牌奶粉指纹图谱相似，并且两种比对奶粉的相似度值大于等于98％-99％，说明被测奶粉是正常乳品，反之为掺杂奶粉。

实施例1

一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，包括以下步骤：

(1)准确量取25mL 0.7mol/L硫酸溶液、3mL 0.05mol/L硫酸铈铵溶液、10mL 1mol/L丙二酸溶液、1mL 0.01mol/L溴化钠溶液、8mL蒸馏水和0.7g纯羊奶粉于非线性化学指纹图谱仪反应池中，连接好保温水管，盖好带电极和注射孔的反应池盖；

(2)开启仪器，将恒温槽温度设置为40℃，打开循环泵和磁力搅拌器(900r/min)，打开菜单并开始采集数据，搅拌3min时通过注射器快速加5mL 0.8mol/L溴酸钠溶液。数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

实施例2

与实施例1不同在于，向纯羊奶粉加入纯羊奶粉质量10％的牛奶粉，掺杂后仍取0.7g进行测试。

实施例3

与实施例1不同在于，向纯羊奶粉加入纯羊奶粉质量20％的牛奶粉，掺杂后仍取0.7g进行测试。

实施例4

与实施例1不同在于，向纯羊奶粉加入纯羊奶粉质量40％的牛奶粉，掺杂后仍取0.7g进行测试。

实施例5

与实施例1不同在于，向纯羊奶粉加入纯羊奶粉质量60％的牛奶粉，掺杂后仍取0.7g进行测试。

实施例6

与实施例1不同在于，向纯羊奶粉加入纯羊奶粉质量80％的牛奶粉，掺杂后仍取0.7g进行测试。

参见图1，对纯羊奶粉样品进行了3次测定，对应图1中的3条曲线，可以看出，3条曲线形状相同。

参见图2和图3，图2中标号1对应实施例1，标号2对应实施例2，标号3对应实施例3，标号4对应实施例4，标号5对应实施例5，标号6对应实施例6。从图2和图3可以看出，掺入不同比例牛奶粉对羊奶粉的非线性化学指纹图谱的影响。

参见图4，从图4可以看出，随着牛奶粉含量的增加，相应奶粉非线性化学指纹图谱的诱导时间在逐渐缩短，当牛奶粉的含量在0-80％范围时，相应奶粉的指纹图谱的诱导时间与牛奶含量呈良好的线性关系，相关系数为R²＝0.9991。

实施例7

一种检测乳品掺假的指纹图谱新方法，包括以下步骤：

(1)准确量取25mL 0.9mol/L硫酸溶液、3mL 0.06mol/L硫酸铈铵溶液、10mL 1mol/L丙二酸溶液、1mL 0.05mol/L溴化钠、10mL蒸馏水和0.6g乳品于非线性化学指纹图谱仪反应池中，连接好保温水管，盖好带电极和注射孔的反应池盖；

(2)开启仪器，将恒温槽温度设置为50℃，打开循环泵和磁力搅拌器(850r/min)，打开菜单并开始采集数据，搅拌3min时通过注射器快速加入5mL 0.7mol/L溴酸钠。数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

在此条件下所测乳品的非线性化学指纹图谱的诱导时间为261.86s。

实施例8

一种检测乳品掺假的指纹图谱新方法，包括以下步骤：

(1)准确量取25mL 1.2mol/L硫酸溶液、3mL 0.08mol/L硫酸铈铵溶液、10mL 0.9mol/L丙二酸溶液、1mL 0.05mol/L溴化钠、15mL蒸馏水和0.9g乳品于非线性化学指纹图谱仪反应池中，连接好保温水管，盖好带电极和注射孔的反应池盖；

(2)开启仪器，将恒温槽温度设置为55℃，打开循环泵和磁力搅拌器(650r/min)，打开菜单并开始采集数据，搅拌5min时通过注射器快速加入5mL 1mol/L溴酸钠。数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

在此条件下所测乳品的非线性化学指纹图谱的诱导时间为249.32s。

实施例9

一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，包括以下步骤：

(1)准确量取20mL 1mol/L硫酸溶液、4mL 0.07mol/L硫酸铈铵溶液、10mL 1.2mol/L丙二酸溶液、1mL 0.03mol/L溴化钠、10mL蒸馏水和0.8g乳品于非线性化学指纹图谱仪反应池中，连接好保温水管，盖好带电极和注射孔的反应池盖；

(2)开启仪器，将恒温槽温度设置为45℃，打开循环泵和磁力搅拌器(700r/min)，打开菜单并开始采集数据，搅拌5min时通过注射器快速加入6mL 0.8mol/L溴酸钠。数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

在此条件下所测乳品的非线性化学指纹图谱的诱导时间为258.57s。

实施例10

一种检测乳品掺假的指纹图谱新方法，包括以下步骤：

(1)准确量取35mL 1.5mol/L硫酸溶液、4mL 0.05mol/L硫酸铈铵溶液、15mL 1mol/L丙二酸溶液、0.5mL 0.03mol/L溴化钠、10mL蒸馏水和1g乳品于非线性化学指纹图谱仪反应池中，连接好保温水管，盖好带电极和注射孔的反应池盖；

(2)开启仪器，将恒温槽温度设置为55℃，打开循环泵和磁力搅拌器(800r/min)，打开菜单并开始采集数据，搅拌4min时通过注射器快速加入5mL 1mol/L溴酸钠。数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

此条件下所测乳品的非线性化学指纹图谱的诱导时间为242.28s。

在实施例7-10中的测试条件下，同样可以对乳品进行检测，条件改变了，即实验过程中所用试剂浓度变了，所测奶粉指纹的诱导时间等特征参数都会变化。实施例7-10中的方法同样可以作为乳品掺假检测的指纹图谱的方法。

本发明采用的将体系检测时间由原来的70～90min缩短至20min。本发明方法的建立对落实国务院《关于进一步加强婴幼儿配方乳粉质量安全工作的意见》等文件的精神，做好奶业生产和生鲜乳质量安全监管工作可望起到有力的支持作用。最终实现我国乳品工业持续、稳定、健康的发展，保障全国数以亿计乳品消费者的身体健康和生命安全。

Claims (6)

1.一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，其特征在于，首先采用非线性化学指纹图谱仪建立正常奶粉图谱库；其次再取未知品牌的奶粉进行测试，进行图谱比对，如果被测奶粉的指纹图谱与正常乳品库中某品牌奶粉指纹图谱相似，并且两种比对奶粉的相似度值大于等于98％-99％，说明被测奶粉是正常乳品，否则为掺杂奶粉。

2.根据权利要求1所述的一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，其特征在于，建立正常奶粉图谱库的具体过程如下：

(1)将25～35mL硫酸溶液、3～4mL硫酸铈铵溶液、10～15mL丙二酸溶液、0.5～1mL溴化钠溶液、8～15mL蒸馏水和0.6～1g纯奶粉于非线性化学指纹图谱仪反应池中；

(2)打开循环泵和磁力搅拌器，开始采集数据，搅拌后加入5～6mL溴酸钠溶液，数据采集到所测电位E不再随时间t变化为止。

3.根据权利要求2所述的一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，其特征在于，所述硫酸溶液浓度为0.7～1.5mol/L，硫酸铈铵溶液浓度为0.05～0.08mol/L，丙二酸溶液浓度为0.9～1.2mol/L，溴化钠溶液浓度为0.03～0.1mol/L，溴酸钠溶液浓度为0.7～1mol/L。

4.根据权利要求2所述的一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，其特征在于，采集数据是在40～55℃下进行的。

5.根据权利要求2所述的一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，其特征在于，磁力搅拌器的转速为650～900r/min。

6.根据权利要求2所述的一种检测乳品掺假的指纹图谱方法，其特征在于，搅拌时间为3～5min。