利用低場核磁共振快速檢測法判別牛奶摻假和新鮮度

□ 趙 露 靖江市市場監(jiān)督管理局

牛奶中具有較高的脂肪含量，能夠促進人體維生素類物質(zhì)的吸收，并且不會轉(zhuǎn)化為脂肪。牛奶中的碳水化合物主要包括乳糖和半乳糖，人體在攝入以上兩種糖類后會容易被接受和消化，可以加強腸道對鈣元素的吸收[1]。對我國牛奶銷售市場進行調(diào)查分析能夠看出，我國牛奶消費量仍具有較大的增長空間。隨著銷售量的不斷增加，部分不法商販為了獲得更高的經(jīng)濟利潤，常常將水或者其他物質(zhì)摻加到原料奶中，甚至部分商家會將已過期但表面無明顯變化的牛奶繼續(xù)銷售。牛奶中的摻假物不僅包括水，還包含膠體物質(zhì)，非電解質(zhì)晶體類物質(zhì)以及電解質(zhì)類物質(zhì)[2]。為了檢測牛奶中的摻假物和新鮮度，檢測部門開始應(yīng)用低場核磁共振技術(shù)進行檢測，并且獲得了良好的檢測結(jié)果。

1 低場核磁共振技術(shù)對牛奶摻假問題的檢測

1.1 材料與儀器

（1）材料與試劑：本檢測所采用的是某品牌鮮牛奶，試劑為蒸餾水，蔗糖。

（2）儀器：核磁共振分析儀、電子天平、移液槍、超聲波清洗儀、磁力攪拌器。

1.2 方法

（1）制備摻水樣品：稱取1、3、5、7、9mL，蒸餾水分別添加到10、9、7、5mL的新鮮牛奶中，制作為不同體積分數(shù)的摻假牛奶。

（2）制備摻蔗糖樣品：稱取0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0g蔗糖溶于5mL蒸餾水中，并且分別添加入45mL新鮮牛奶中制作為摻假牛奶。

1.3 檢測結(jié)果

低場核磁橫向弛豫曲線分析：在射頻磁場作用下，氫質(zhì)子能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)自旋所造成失位相，在添加蔗糖和水物質(zhì)能夠改變質(zhì)子之間的相互作用[3]。按照檢測結(jié)果顯示，不同摻假牛奶樣品橫向弛豫特性的差別在0～800ms，該時間段能夠?qū)Σ煌Ｄ虡悠返某谠バ盘栠M行區(qū)分。然而由于隨機噪音會對弛豫信號的穩(wěn)定性造成較大影響，所以需要使用化學(xué)計量方法處理和分析不同樣品橫向弛豫數(shù)據(jù)。

在使用低場核磁共振技術(shù)區(qū)別不同的摻假牛奶與摻假物的添加量之后，使用專業(yè)軟件處理核磁共振回波峰點數(shù)據(jù)，按照處理結(jié)果顯示，隨著摻假物質(zhì)摻加量的增加，不同摻假牛奶會表現(xiàn)出規(guī)律排列情況，并且能夠進行有效區(qū)分，使用偏小二乘判斷以及線性判斷方法進行判斷，對摻水牛奶的鑒別正確率均為100%；線性判斷對摻蔗糖牛奶的鑒別正確率為75.56%，偏小二乘判斷對摻蔗糖牛奶的鑒別正確率為72.22%。從上述結(jié)果能夠看出，偏小二乘判斷以及線性判斷方法能夠?qū)Φ蛨龊舜殴舱駭?shù)據(jù)進行處理和分析，并且線性判斷法的鑒別準確率比較高。

2 利用低場核磁共振技術(shù)對牛奶新鮮度問題的檢測

1.1 材料與儀器

選取某品牌袋裝牛奶，在4 ℃條件下冷藏0、1、2、3d，在檢測時將樣品從4 ℃冰箱中取出，從樣品中選取不同樣本，將其中一部分作為校正集，另一部分為驗證集。分別應(yīng)用精密pH和ATP熒光法微生物快速檢測系統(tǒng)來檢測樣品牛奶的pH值和微生物的變化。

1.2 方法

（1）采集牛奶核磁數(shù)據(jù)：將牛奶收集至實驗室之后進行標號冷藏處理，冷藏時間為0、1、2、3d。從冷藏天數(shù)相同牛奶中選取12個平行樣，每個樣品為10mL。選取上述樣品1.5mL放置于高20cm，直徑1mm的核磁專用管中，將核磁管放入樣品槽中進行回波數(shù)據(jù)采集，樣品連續(xù)測定三次，選取平均值作為檢測結(jié)果[4]。

（2）牛奶pH值和微生物檢測：首先，微生物檢測，在樣本中加入50·L牛奶，之后滴加體細胞裂解試劑，將加壓器置比色杯加壓，確保比色杯中非細菌ATP（三磷酸腺苷）能夠從底部濾膜排出，之后使用吸水紙清理干凈，重復(fù)加壓。之后向杯中加入細菌細胞裂解試劑，之后將比色杯放置在檢測槽中，使用移液槍從瓶中吸取50·L熒光反應(yīng)試劑，將反應(yīng)液混勻之后進行測試，詳細記錄樣品熒光值。

1.3 結(jié)果

（1）隨牛奶冷藏天數(shù)增加各指標變化情況：從檢驗分析結(jié)果能夠看出，冷藏天數(shù)的增加逐漸降低了牛奶的pH值，導(dǎo)致此種下降原因是由于牛奶中的蛋白質(zhì)，脂肪以及糖分分解產(chǎn)酸造成。0～2d內(nèi)pH值逐漸下降，在2d至3d時pH下降幅度增加。從上述結(jié)果能夠看出，0～2d內(nèi)鮮牛奶品種變化量較小，在2d之后牛奶品質(zhì)將會產(chǎn)生較大變化，這就說明在冷藏條件下牛奶只能存放2d。

（2）不同冷藏天數(shù)下牛奶弛豫曲線圖：從弛豫曲線圖能夠看出，在曲線圖上出現(xiàn)兩個峰值，這就說明牛奶中存在兩種形式水，使用T21和T22表示兩個峰值，將T21值規(guī)定在0～10ms中，此部分水分為結(jié)合水，大于100ms為自由水，牛奶中主要存在結(jié)合水和自由水。從圖1中可以看出，弛豫時間T21在0～1ms時氫質(zhì)子密度比較低，說明與脂肪，蛋白質(zhì)大分子物質(zhì)結(jié)合比較緊密，自由度比較低，可以反映出結(jié)合水變化情況。隨著牛奶冷藏天數(shù)的增加，T21質(zhì)子密度先降低后增加，但是增加不明顯，T22密度下降。在0～2d中結(jié)合水含量持續(xù)降低，導(dǎo)致該種現(xiàn)象的原因主要是蛋白質(zhì)會受到分解菌和酸作用下產(chǎn)生變質(zhì)情況，這樣就會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子表面親水團的結(jié)合水分子層消失，減少結(jié)合水。

3 結(jié)語

圖1 不同冷藏天數(shù)下牛奶弛豫曲線圖

本文主要是圍繞牛奶摻假及新鮮度快速檢測方法展開討論，在此次研究中采用低場核磁共振技術(shù)進行檢測，結(jié)果顯示，隨著摻假物質(zhì)摻加量的增加，不同摻假牛奶會表現(xiàn)出規(guī)律排列情況，并且能夠進行有效區(qū)分，使用偏小二乘判斷以及線性判斷方法進行判斷，對摻假牛奶的鑒別正確率均比較高；冷藏天數(shù)的增加逐漸降低了牛奶的pH值。希望本文所得出的研究結(jié)果能夠?qū)εＤ痰膿郊俸托迈r度檢測提供參考。