■ 孫國(guó)慶 康小紅 內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司研發(fā)中心

“三鹿牌嬰幼兒奶粉事件”后，如何杜絕摻雜使假，保證原料乳的質(zhì)量，成為了乳品企業(yè)的重中之重。為保證原料乳的質(zhì)量，國(guó)家有關(guān)部門(mén)先后出臺(tái)了GB 6914-1986、NY 5045-2008等標(biāo)準(zhǔn)。但是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有原料乳不得摻雜使假的規(guī)定，這樣會(huì)給不法分子鉆了空子。因此，我們必須要重新審視生鮮牛乳的收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，并建立一套快速高效的摻雜使假判斷體系。其實(shí)，早在5年前就有些檢測(cè)機(jī)構(gòu)和乳品企業(yè)開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)有針對(duì)性的控制原料乳摻雜使假的檢測(cè)方法，只是這些方法只適用于已知摻假物質(zhì)的檢測(cè)，無(wú)法檢測(cè)未知摻假物質(zhì)，因此具有一定的滯后性。由此而發(fā)生的“三鹿牌嬰幼兒奶粉事件”就給我們帶來(lái)了慘痛的教訓(xùn)。控制原料乳質(zhì)量的關(guān)鍵不在于知道摻雜了什么物質(zhì)，而在于能否從本質(zhì)上判定原料乳是否合格。

本文重點(diǎn)論述了如何通過(guò)建立牛乳恒定系數(shù)體系（MCCS）快速判定原料乳是否摻假。

1 牛乳恒定系數(shù)體系（MCCS）的概念

牛乳恒定系數(shù)體系（Milk Constant Coefficient System ，以下簡(jiǎn)稱MCCS）是指牛乳中2組或2組以上不同乳成分之間的恒定比值和一些恒定組分含量值組成的數(shù)據(jù)體系。在正常牛乳中這些乳成分比值或含量在恒定數(shù)量范圍之內(nèi)；當(dāng)牛乳發(fā)生異常時(shí)，其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變或有外來(lái)物質(zhì)時(shí)，恒定系數(shù)會(huì)發(fā)生變化。牛乳恒定系數(shù)體系包含乳成分之間比值和恒定組分含量值等。

隨著高新檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已能以最快的速度檢出牛乳中的所有組分?？梢岳矛F(xiàn)代蛋白質(zhì)指紋技術(shù)（蛋白質(zhì)芯片技術(shù)）和常規(guī)檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)正常牛乳中蛋白質(zhì)、脂肪、電導(dǎo)率、冰點(diǎn)、乳糖和氨基酸等物質(zhì)的含量，以獲得基礎(chǔ)的生鮮牛乳成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)；之后分析出蛋白質(zhì)—脂肪、功能性蛋白—酪蛋白、電導(dǎo)率—冰點(diǎn)—乳糖、氨基酸—功能性蛋白等組分的比值變化規(guī)律及牛乳中恒定組分含量的變化規(guī)律，從而建立MCCS，并應(yīng)用到牛乳的收購(gòu)環(huán)節(jié)，確保把所有摻假牛乳拒之門(mén)外，為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提供保障，為廣大消費(fèi)者的身心健康提供保障。

2 原料乳摻假方式及檢測(cè)手段

通常乳及乳制品摻假方式有以下幾種：①摻入特定乳制品或非乳食品，如乳清粉、水、蔗糖、葡萄糖、麥芽糊精、淀粉、豆?jié){、面粉、棕櫚油、植脂末、明膠、水解動(dòng)物蛋白粉等；②摻入非食品類物質(zhì)，如牛尿、尿素等非乳成分。

▲ 常見(jiàn)的原料奶摻假方式

對(duì)于這些已知的原料乳摻雜使假物，目前都已經(jīng)研究出了相應(yīng)的檢測(cè)方法。其中檢測(cè)最常見(jiàn)的指標(biāo)為脂肪和蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)檢驗(yàn)乳脂肪摻假的理化方法有測(cè)定碘價(jià)和Polenske價(jià)法（Collomb，1991）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的脂肪摻假判定方法已逐漸被氣相色譜和毛細(xì)管電泳技術(shù)所代替。此外，判定乳脂摻假方法還有掃描熱量法（Bringer，1998）和紅外光譜技術(shù)（Sato，1990）。檢測(cè)蛋白質(zhì)的最有效的方法為電泳、色譜和免疫化學(xué)法，最常用的方法為電泳分析方法。1992年，Mayer使用不連續(xù)電泳技術(shù)檢測(cè)出乳中摻假的羊乳酪蛋白含量。1993年Addeo的AGIF方法被歐洲藥典修改并應(yīng)用于干酪的摻假檢測(cè)。目前，毛細(xì)管電泳技術(shù)逐漸成為了分析蛋白質(zhì)的主要方法，其最大的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高和分析速度快，而且該方法的準(zhǔn)確度能達(dá)到97%（Vallejo Cordoba，1998）。高效液相色譜也能分辨牛乳摻假，但其步驟煩瑣、成本昂貴（Mayer，1997）。據(jù)報(bào)道，質(zhì)譜技術(shù)很容易檢測(cè)牛乳中摻入的其它動(dòng)物乳成分（Angeletti，1998）。免疫化學(xué)方法敏感性高，所需樣品量少，也可應(yīng)用于檢測(cè)摻假（Anguita，1996）。蛋白質(zhì)芯片技術(shù)能準(zhǔn)確快速判斷乳品中抗生素、農(nóng)藥能摻假物質(zhì)（Belleiville，2003）。

3 研究?jī)?nèi)容

恒定系數(shù)指某2個(gè)或2個(gè)以上組分的比值，沒(méi)有單位，而變化范圍相對(duì)穩(wěn)定。恒定組分類似于恒定系數(shù)也屬于MCCS，但有范圍，有單位，其變化范圍相對(duì)較寬。針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)乳品摻假的現(xiàn)狀，本文主要從牛乳成分比值變化規(guī)律和恒定組分含量變化規(guī)律角度研究MCCS，并需要研究以下內(nèi)容。

3.1 蛋白質(zhì)、脂肪含量及其比值（PFR）變化規(guī)律的研究

牛乳最主要的成分是水（約為87.5%），其余的主要成分還有乳脂肪、乳蛋白、乳糖，以及微量的無(wú)機(jī)鹽、非蛋白氮化合物和維生素。乳脂肪是乳中的最主要成分之一，乳脂肪的組成包括：三酸甘油酯（主要組分）、甘油酸二酯、單酸甘油酯、脂肪酸、固醇、胡羅卜素、維生素（A、D、E、K）和其余一些痕量物質(zhì)。脂肪在牛乳中是以小脂肪球的狀態(tài)存在，呈一種水包油型的乳濁液，乳脂肪是以小球或小液滴狀分散在乳漿中，其球徑從0.1～20.0μm，平均球徑3～4μm。ANDREW J L等研究出牛乳脂肪含量在一天內(nèi)的變化為3.81%～4.12%之間，而且發(fā)現(xiàn)奶牛的個(gè)體、地域、產(chǎn)奶量等因素均影響其含量變化。牛乳蛋白質(zhì)主要分為酪蛋白和乳清蛋白兩大類。牛乳所含有的蛋白總量約為3.3%，其中76%左右是酪蛋白，18%左右是乳清蛋白，剩余的6%左右為一些含氮化合物，屬于非蛋白氮（RANKEN M D，2002）。

愛(ài)爾蘭食品研發(fā)中心T P Guinee，于2007年進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，牛乳經(jīng)過(guò)巴氏殺菌后，其蛋白質(zhì)的脂肪含量及比值均有所改變。蛋白質(zhì)脂肪比值一般在0.70～1.15內(nèi)。由此可見(jiàn)，通過(guò)牛乳中蛋白質(zhì)和脂肪比值可以判定出牛乳中是否添加了水，是否加熱處理過(guò)，以及是否添加提高脂肪、蛋白質(zhì)的物質(zhì)，如棕櫚油、油脂粉、植脂末類物質(zhì)、乳清粉、水解動(dòng)物蛋白粉、尿、尿素等非乳成分等。

3.2 功能性蛋白、酪蛋白比值及個(gè)別恒定蛋白含量變化規(guī)律的研究

功能性蛋白主要來(lái)源于乳清蛋白。它具有提高人體免疫力等活性功能，含有α-乳白蛋白、β一乳球蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白和其他蛋白。其中主要成分為α-乳白蛋白、β一乳球蛋白，其含量百分比分別占乳清蛋白的20%和50%左右（RANKEN M D，2002）。酪蛋白是一類磷酸蛋白，占牛乳真蛋白的80%左右， 它主要以以下3種形式存在：α-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。E M KROEKER（2004） 研究發(fā)現(xiàn)αs-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白的總酪蛋白質(zhì)量百分比范圍分別為（59.85±0.09）%，（31.23±0.09）%和（8.93±0.06）%。GERRIT S（2006）曾報(bào)道，牛乳蛋白質(zhì)包括6種特異性蛋白，而且其含量恒定在一定水平范圍內(nèi)，其中有3種酪蛋白，即αs-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白；2種功能性蛋白，即α-乳白蛋白、β一乳球蛋白。以上成分含量盡管會(huì)因飼養(yǎng)方式、乳牛品種、泌乳期及氣溫等因素的影響而發(fā)生一定的變化，但由于絕大部分原料乳是來(lái)自不同奶牛的混合牛乳，各種因素平均后差異就會(huì)減少，因此牛乳的平均組分變化不大（RANKEN M D，2000）。

所以牛乳中功能性蛋白和酪蛋白含量在一定范圍內(nèi)恒定不變。當(dāng)牛乳中人為添加乳清粉、水解動(dòng)物蛋白粉、變質(zhì)牛乳、其他動(dòng)物乳等摻假物質(zhì)必定改變其含量和比值。所以正常比值理論上能判定出牛乳摻假狀態(tài)。

3.3 電導(dǎo)率、冰點(diǎn)、乳糖的檢測(cè)值及其比值變化規(guī)律的研究

牛乳的冰點(diǎn)、電導(dǎo)率和乳糖含量一般情況下是在一定范圍內(nèi)的。在37℃條件下，荷斯坦牛牛乳冰點(diǎn)范圍為-0.533～-0.546℃，電導(dǎo)率范圍為（54×104）mhos/cm～（59×104）mhos /cm，而相應(yīng)的乳糖含量范圍為4.60%～4.70% （Pinkerton，2006）。Caste and Shelburne（1998）研究發(fā)現(xiàn)，電導(dǎo)率與牛乳中氯含量有一定的相關(guān)性。Pinkerton（2006）研究還發(fā)現(xiàn)，奶牛品種、溫度均會(huì)影響電導(dǎo)率和冰點(diǎn)。他們研究出，溫度0～37℃條件下，電導(dǎo)率的變化范圍為（0.78×104）～（1.075 ×104）mhos /cm，平均電導(dǎo)率變化值為0.913×104mhos /cm。當(dāng)儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)48h后，牛乳的初始電導(dǎo)率和冰點(diǎn)就會(huì)發(fā)生變化，電導(dǎo)率會(huì)降低（0.2×104）～（0.5×104）mhos /cm，而冰點(diǎn)則會(huì)升高0.001~0.002。不同品種間也有一定的差距，在溫度37 ℃條件下，新澤西和荷斯坦牛的電導(dǎo)率差距有（6×104）～（8×104） mhos/cm，冰點(diǎn)差距為0.001～0.002℃，乳糖含量差距為0.05～0.10個(gè)百分點(diǎn)。雖然，其影響因素較多，但是對(duì)冰點(diǎn)、電導(dǎo)率和乳糖的影響不明顯。

3.4 氨基酸、功能性蛋白的含量及其比值變化規(guī)律的研究

乳蛋白是由被稱作氨基酸的較小的單位組成的大分子物質(zhì)。一個(gè)蛋白質(zhì)分子由1個(gè)或多個(gè)有一定順序的氨基酸鏈組成，通常包含有100～200個(gè)氨基酸。Hansen（2004）研究乳中氨基酸時(shí)發(fā)現(xiàn)，乳中蛋白質(zhì)含量范圍是恒定的，9種氨基酸：纈氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Iso）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Try）、蛋氨酸（Met）、蘇氨酸（Thr）、半胱氨酸（Cys）和賴氨酸（Lys）占總蛋白質(zhì)質(zhì)量比例范圍為1.6%～10.0%。最高為亮氨酸達(dá)9.6%，最低為色氨酸為1.6%。正常情況下，牛乳中各種氨基酸比例處于穩(wěn)定范圍之內(nèi)，但一旦氨基酸受到破壞，則其比例隨之而改變。

4 MCCS與傳統(tǒng)檢測(cè)方法的區(qū)別

圖1 傳統(tǒng)檢測(cè)方法和MCCS檢測(cè)方法對(duì)比圖

目前，國(guó)內(nèi)主要以傳統(tǒng)檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)判斷牛乳是否摻假，然而從圖1可以看出，MCCS有以下3點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)：①首次建立牛乳恒定系數(shù)體系（MCCS）并應(yīng)用于牛乳收購(gòu)質(zhì)量控制環(huán)節(jié)；②打破原有的只能針對(duì)已知摻假物進(jìn)行檢測(cè)的被動(dòng)局面，使原料乳質(zhì)量判定更具有前瞻性，只要發(fā)現(xiàn)牛乳恒定系數(shù)體（MCCS）異常就可以判斷牛乳異常；③應(yīng)用牛乳恒定系數(shù)體系（MCCS）來(lái)判斷牛乳質(zhì)量狀況，與以往的1個(gè)樣品需要檢測(cè)數(shù)種摻假物的傳統(tǒng)方法相比，快速且高效。

5 結(jié)論

建立牛乳恒定系數(shù)體系（MCCS）對(duì)于控制牛乳質(zhì)量具有重要意義。

具體結(jié)論如下：①M(fèi)CCS可為消費(fèi)者營(yíng)造一個(gè)健康安全的乳品消費(fèi)環(huán)境；②MCCS能為乳品企業(yè)的健康發(fā)展保駕護(hù)航，用乳業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展來(lái)保障并提高廣大奶農(nóng)的利益；③MCCS可代替?zhèn)鹘y(tǒng)復(fù)雜的摻假檢測(cè)方法，從而提高檢測(cè)效率，節(jié)約人力物力成本，可以極大地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率并降低檢驗(yàn)成本。

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