張曉梅
隨著乳制品行業(yè)的不斷發(fā)展,乳制品質(zhì)量相關(guān)問(wèn)題也頻頻發(fā)生,消費(fèi)者對(duì)乳制品質(zhì)量的關(guān)注度亦不斷提高。為保證乳制品的質(zhì)量,必須采用一系列的檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)工作。
一、影響乳制品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)因素
從乳制品生產(chǎn)源頭來(lái)看,獸藥使用不合理、乳液存儲(chǔ)不當(dāng)、環(huán)境中存在重金屬污染等,均是可能引發(fā)乳制品質(zhì)量問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)因素。在收購(gòu)環(huán)節(jié),如果處理不當(dāng),極可能致使劣質(zhì)乳品或原材料流入市場(chǎng);在加工期間,如果管控不當(dāng),極可能引發(fā)微生物污染、非法添加或者摻假等質(zhì)量問(wèn)題;在存儲(chǔ)、運(yùn)輸期間,如果物流管控不嚴(yán)格,也會(huì)引發(fā)微生物污染。
從乳制品質(zhì)量問(wèn)題分類(lèi)來(lái)看,影響乳制品質(zhì)量的危害因素主要可分成生物性危害和化學(xué)性危害兩大類(lèi),前者主要涉及細(xì)菌、真菌及其毒素等,真菌包括酵母菌、霉菌等;后者以獸藥殘留最為突出,還包含農(nóng)藥殘留、非法添加、霉菌毒素等。此外,消費(fèi)者缺乏對(duì)問(wèn)題乳制品的鑒別能力等,也是引發(fā)乳制品質(zhì)量問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)因素。
二、乳制品質(zhì)量快速檢測(cè)技術(shù)
1.電子學(xué)檢測(cè)技術(shù)。電子學(xué)檢測(cè)技術(shù)主要是一種依托電子學(xué)原理,借助電子元器件設(shè)計(jì)制造相關(guān)特定功能的電路,以解決實(shí)際問(wèn)題的新型技術(shù)。在乳制品質(zhì)量檢測(cè)中,電子學(xué)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要涉及電子鼻和電子舌產(chǎn)品、直接電信號(hào)測(cè)量、間接電信號(hào)測(cè)量等。
電子鼻和電子舌作為一種對(duì)人類(lèi)嗅覺(jué)、味覺(jué)進(jìn)行模擬,同時(shí)可輸出氣體、味道等信息的智能檢測(cè)設(shè)備,能夠完成對(duì)乳制品質(zhì)量的在線評(píng)估檢測(cè)。電子鼻主要由樣品處理系統(tǒng)、樣品檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成,已逐漸由體積大、價(jià)格高昂的設(shè)備轉(zhuǎn)變成低能耗、低成本的便捷設(shè)備。有研究人員研發(fā)出一款完善的電子鼻系統(tǒng),依托對(duì)氧化還原反應(yīng)下半導(dǎo)體電導(dǎo)率的檢測(cè),在揮發(fā)性氣味轉(zhuǎn)至金屬氧化物傳感器敏感材料表面時(shí),二者的負(fù)氧離子相互間會(huì)在氧化還原反應(yīng)作用下生成電子,進(jìn)而使材料導(dǎo)電率發(fā)生變化。該款電子鼻不僅低成本,可保證樣品完整性,還可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。電子鼻和電子舌均將高靈敏度、高精密的傳感材料用作探頭,依托對(duì)檢測(cè)物與傳感材料的反應(yīng)獲取電子信號(hào),并經(jīng)由相關(guān)處理得到檢測(cè)物信息,具有操作便捷、檢測(cè)速度快、能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和即時(shí)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì),不足之處在于容易受到外部環(huán)境的影響,對(duì)此可以通過(guò)多次采樣、多次檢測(cè)進(jìn)行彌補(bǔ)。
直接電信號(hào)測(cè)量(介電參數(shù)組件)一般是借助電導(dǎo)、電容、電阻等介電參數(shù),以展現(xiàn)物質(zhì)在外部刺激下的各種狀態(tài)或性能。該技術(shù)的檢測(cè)原理在于經(jīng)由檢測(cè)乳制品在電場(chǎng)中所受極化作用釋放的感應(yīng)電荷,繼而基于輸入與輸出值的關(guān)系以獲取介電參數(shù)轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步完成對(duì)待測(cè)電解質(zhì)相關(guān)狀態(tài)或性能的評(píng)定。這種檢測(cè)方法的檢測(cè)速度快,且無(wú)破壞。有研究人員將雙重電容、總阻抗、電阻等介電參數(shù)用作檢測(cè)參數(shù)開(kāi)展研究,發(fā)現(xiàn)阻抗不適宜用作快速分析乳制品菌落數(shù)的檢測(cè)參數(shù),依托檢測(cè)誤差分析得出,總阻抗、電導(dǎo)更適宜作為檢測(cè)乳制品中的菌落總數(shù)。還有研究人員開(kāi)發(fā)出一款鮮奶介電參數(shù)檢測(cè)設(shè)備,經(jīng)由探究介電參數(shù)阻抗值與pH的關(guān)系,打造溫度-pH-變質(zhì)程度之間的關(guān)系模型,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)乳制品新鮮度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
間接電信號(hào)測(cè)量(傳感器組件)在乳制品質(zhì)量在線檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用,主要是將非電量的檢測(cè)轉(zhuǎn)化為可用信號(hào)輸出,檢測(cè)原理是借助物理、化學(xué)反應(yīng)及生物效應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量或信息轉(zhuǎn)換。在乳制品質(zhì)量檢測(cè)中,間接電信號(hào)測(cè)量的應(yīng)用主要涉及成分檢測(cè)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)、添加劑檢測(cè)等。有研究人員研發(fā)出一款可檢測(cè)乳制品中三聚氰胺的多通道檢測(cè)設(shè)備,將納米海膽狀的金顆粒用作檢測(cè)探針,憑借其能夠與三聚氰胺形成聚集,繼而依托近似于光譜儀的通道傳感器完成光信號(hào)轉(zhuǎn)換,最終完成對(duì)乳制品中三聚氰胺的檢測(cè)。
2.光譜學(xué)檢測(cè)技術(shù)。光譜學(xué)檢測(cè)技術(shù)可以分成光譜分析技術(shù)、色譜分析技術(shù)。光譜分析技術(shù)主要是基于物質(zhì)特定的吸收光譜予以定性分析,并結(jié)合其不同波長(zhǎng)下吸光度與濃度的關(guān)系開(kāi)展定量分析,乳制品質(zhì)量檢測(cè)中較常應(yīng)用的光譜分析技術(shù)主要包括紅外光譜法、熒光光譜法等。色譜分析技術(shù)主要是將樣品中各組分依據(jù)結(jié)合能力的不同進(jìn)行分離,再將分離獲取的組分于檢測(cè)設(shè)備中開(kāi)展檢測(cè)分析,在乳制品質(zhì)量檢測(cè)中較常應(yīng)用的色譜分析技術(shù)主要包括紙基色譜法、氣相色譜法等。
紅外光譜法的檢測(cè)原理在于各種物質(zhì)都有其獨(dú)特的紅外吸收譜,在紅外光譜區(qū)中,除去H2之外的其他有機(jī)物均可被吸附。紅外光譜法不僅可對(duì)樣品開(kāi)展定性定量分析,還可對(duì)樣品分子結(jié)構(gòu)予以檢測(cè),具有低成本、無(wú)破壞、可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)。有研究人員通過(guò)可視化-近紅外光譜法對(duì)數(shù)百只母羊及母羊的脂肪酸構(gòu)成予以評(píng)估,并依據(jù)參照方法開(kāi)展脂肪酸成分檢測(cè),通過(guò)交叉檢測(cè)及外部檢測(cè)進(jìn)行確定。研究得出,近紅外光譜法可有效評(píng)估總飽和脂肪酸、總不飽和脂肪酸、總單不飽和脂肪酸以及總反脂肪酸的含量。
熒光光譜法主要是借助某一特有的光對(duì)可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)熒光作用的樣品予以輻射,在相應(yīng)時(shí)間內(nèi),樣品與光線接觸后會(huì)發(fā)射偏長(zhǎng)的光線,進(jìn)而依據(jù)發(fā)射的波長(zhǎng)開(kāi)展定性分析。熒光光譜法具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)勢(shì),適用于乳制品質(zhì)量檢測(cè)中的維生素含量檢測(cè)和農(nóng)藥殘留檢測(cè),已成為乳制品質(zhì)量檢測(cè)的一種重要手段。有研究人員采用熒光光譜法對(duì)含脂肪的多種品牌乳制品的熒光亮度進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同品牌乳制品的熒光亮度要明顯低于脫脂乳。不過(guò),熒光光譜法也存在一些不足之處,比如難以實(shí)現(xiàn)對(duì)非金屬元素的準(zhǔn)確檢測(cè),檢測(cè)得出的元素?zé)o法呈現(xiàn)其價(jià)態(tài),在一定程度上制約了該項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)精準(zhǔn)性。除此之外,熒光光譜法的相關(guān)設(shè)備部件有賴于從國(guó)外進(jìn)口,投入成本高,也在一定程度上制約了熒光光譜法的推廣。
紙基色譜法是一種將過(guò)濾紙用作介質(zhì),依托近似相容性原理的光譜分析技術(shù)。有研究人員研發(fā)了一款基于亞甲基藍(lán)型陰離子型清潔劑與亞甲基藍(lán)型染料的配位來(lái)開(kāi)展檢查的紙基色譜儀,在層析技術(shù)支持下,使配體與游離型染色的復(fù)配體相分離,并經(jīng)由反應(yīng)配位的顏色變化進(jìn)行評(píng)定,不但操作簡(jiǎn)單便捷,而且不需要開(kāi)展其他檢測(cè),適用于乳制品質(zhì)量檢測(cè)。
氣相色譜法是一種將氣體用作流動(dòng)相的光譜分析技術(shù)。在氣相中,樣品的組合可迅速于液相與固定相之間進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),加之固定相能夠選擇多種物質(zhì),所以氣相色譜法又是一項(xiàng)分離效率高、分析速度快的分離分析方法。氣相色譜法具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì),在乳制品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用主要是農(nóng)藥殘留檢測(cè)、脂肪酸檢測(cè)以及添加劑分析等。
3.生物技術(shù)。生物技術(shù)依托生物學(xué)、化學(xué)及工程學(xué)等學(xué)科的基本原理,通過(guò)生物體或其組成部分以生產(chǎn)有價(jià)值物質(zhì),或?yàn)槿祟?lèi)提供相關(guān)服務(wù)。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,其在乳制品工藝中得到不斷推廣,不僅能保障乳制品質(zhì)量安全,還可在乳制品生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高乳制品原料品質(zhì)及存儲(chǔ)性能,更可提高乳制品的營(yíng)養(yǎng)成分,從而生產(chǎn)出更安全、綠色、營(yíng)養(yǎng)的乳制品。在乳制品質(zhì)量檢測(cè)中,生物技術(shù)的應(yīng)用主要包括酶聯(lián)免疫吸附法、免疫膠體金技術(shù)以及PCR技術(shù)。
酶聯(lián)免疫吸附法作為一種免疫檢測(cè)方法,可同時(shí)應(yīng)用于抗體檢測(cè)、抗原檢測(cè)。這種生物技術(shù)操作便捷,可確保極高的重復(fù)性,適用于乳制品質(zhì)量檢測(cè)中的乳鐵蛋白檢測(cè)、抗生素檢測(cè)、微生物檢測(cè)等。比如,基于酶聯(lián)免疫吸附法的試劑盒通過(guò)間接競(jìng)爭(zhēng)的方法開(kāi)展檢測(cè),結(jié)合樣品吸光度與內(nèi)部含有的乳鐵蛋白量具有負(fù)相關(guān)關(guān)系,進(jìn)而完成對(duì)乳制品中乳鐵蛋白含量的定量檢測(cè)。酶聯(lián)免疫吸附法還適用于檢測(cè)乳制品中的黃曲霉素,作為一種次生代謝產(chǎn)物,黃曲霉素主要由黃曲霉、寄生曲霉產(chǎn)生,有著極強(qiáng)的致毒性及致癌性。黃曲霉素的代謝產(chǎn)物主要包括B1、B2、G1、G2、M1以及M2等類(lèi)型,其中,M1、M2是從牛奶中分離出的,世界各國(guó)均對(duì)該毒素在食品中的含量進(jìn)行了嚴(yán)格限制。如果喂養(yǎng)乳牛的飼料中存在黃曲霉素污染,則乳牛產(chǎn)出的乳制品極可能含有M1。一般而言,乳制品中M1含量相對(duì)偏低,通常是數(shù)十到數(shù)百ng/L,采用常規(guī)檢測(cè)技術(shù)不易得出其具體含量,此時(shí)可引入酶聯(lián)免疫吸附法對(duì)乳制品中M1含量進(jìn)行檢測(cè),如果含量在30ng/L以上,通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)的準(zhǔn)確性要高于高效液相色譜法。
免疫膠體金技術(shù)作為一種將膠體金用作示蹤標(biāo)記物的免疫標(biāo)記技術(shù),同樣適用于抗體、抗原檢測(cè),并且具備操作便捷、靈敏度高、反應(yīng)迅速、特異性佳等優(yōu)勢(shì)。在乳制品質(zhì)量檢測(cè)中,免疫膠體金技術(shù)主要適用于免疫球蛋白等活性成分檢測(cè)及添加物、獸藥殘留檢測(cè)。有研究人員以濾紙取代硝酸纖維素膜,提出一種低廉、便捷、快速的膠體金免疫層析方法,通過(guò)殼聚糖對(duì)濾紙予以功能化,讓蛋白質(zhì)得以充分固定化,繼而膠體金可對(duì)乳制品中的蛋白質(zhì)予以標(biāo)記,進(jìn)一步對(duì)乳制品中相關(guān)殘留藥物開(kāi)展檢測(cè)。研究發(fā)現(xiàn),該方法可在乳制品中檢測(cè)出十余種磺胺類(lèi)藥物,其檢測(cè)限為0.42-8.64μg/L。
PCR技術(shù)是一種用以放大擴(kuò)增特定DNA片段的生物技術(shù),可將其視為生物體外的特殊DNA復(fù)制。PCR技術(shù)適用于乳制品質(zhì)量檢測(cè)中的益生菌、有害菌定性定量檢測(cè),具備操作便捷、靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。有研究人員基于多重PCR技術(shù),對(duì)目的基因中若干個(gè)片段進(jìn)行同時(shí)擴(kuò)增,并將多重PCR技術(shù)與一種直接過(guò)濾富集細(xì)菌體的方法相結(jié)合,進(jìn)而完成對(duì)乳制品中一系列致病菌的同時(shí)檢測(cè)。相較于常規(guī)PCR技術(shù),上述方法不僅能提高檢測(cè)效率和靈敏度,還可實(shí)現(xiàn)良好的特異性,以及在相同反應(yīng)管中同時(shí)檢測(cè)多種病原體,顯著減少試劑投入,降低檢測(cè)成本。
綜上所述,乳制品消費(fèi)的增長(zhǎng)推動(dòng)了乳制品行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展,為保障乳制品的質(zhì)量安全,必須開(kāi)展好乳制品質(zhì)量檢測(cè)工作。電子學(xué)檢測(cè)技術(shù)、光譜學(xué)檢測(cè)技術(shù)、生物技術(shù)是當(dāng)前得到廣泛應(yīng)用的快速檢測(cè)技術(shù),技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合乳制品質(zhì)量檢測(cè)實(shí)際,引入不同的針對(duì)性檢測(cè)技術(shù),保障乳制品質(zhì)量安全,推動(dòng)乳制品行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
作者簡(jiǎn)介:張曉梅(1977-),女,滿族,北京人,高級(jí)工程師,大學(xué)專(zhuān)科,研究方向?yàn)闄z驗(yàn)檢測(cè)。