利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法

摘要

本发明公开了一种利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法，包括：步骤一、将不同复原乳加入至国产巴氏乳中，制备得到参考乳品；建立复原乳在国产巴氏乳中的添加量与参考乳品的稳定性同位素比率δ

说明书

技术领域

本发明涉及化学鉴定方法，尤其涉及一种利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法。

背景技术

各国政府及消费者高度关注食品安全问题，特别是乳制品质量安全问题。伴随着食品跨国界和跨地区流通越来越频繁，各种食品安全事故和安全隐患呈迅速扩展和蔓延之势，对食品安全和人类健康构成了极大威胁。当前，世界各国都强调食品安全要从“农田到餐桌”进行全程监控，实施食品安全追溯制度。

目前，国内部分乳品企业利用进口奶粉的价格优势，使用奶粉进行复原，在鲜乳中部分添加奶粉或以奶粉为原料生产乳饮料，从中谋取利润，间接地降低了原料乳的使用，这不仅造成行业内部不平衡竞争并扰乱行业秩序，而且影响消费者的信心。开发鉴别复原乳技术，对政府合理监管、维护行业公平公正具有重要意义。

稳定性同位素指纹分析技术被认为是追溯产品产地来源的有效手段之一。产品中稳定性同位素组成受气候、环境、生物代谢类型等因素的影响而发生自然分馏效应，从而使不同来源的物质中同位素自然丰度存在差异，这种差异携有环境因子的信息，反映产品所处的环境条件。食品中稳定性同位素组成是物质的自然属性，可作为物质的一种自然指纹区分不同来源的物质。换言之，食品中稳定性同位素指纹是外部环境在其身上打下的烙印。因此，食品中稳定性同位素指纹分析能为其来源提供一种科学的、独立的、不可改变的鉴别信息。利用此信息，不但可以直接判断产品的来源地，也可以作为一种监督、检测手段，确认标签上的声明和可追溯文档的真实性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种鉴别准确度高的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法。

本发明提供的技术方案为：

一种利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法，包括：

步骤一、建立不同复原乳在国产巴氏乳中的添加量与国产巴氏乳的稳定性同位素比率δ¹³C‰值的对应关系以及复原乳在国产巴氏乳中的添加量与国产巴氏乳的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值的对应关系；

步骤二、检测待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值和稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值，并根据待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值以及待测乳品的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值确定待测乳品中复原乳的添加量以及所添加的复原乳的产地。

优选的是，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤一中，复原乳在国产巴氏乳中的添加量与参考乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值的对应关系为：随着复原乳在国产巴氏乳中的添加量从0％增加至100％，参考乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值呈线性减小的趋势。

优选的是，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤一中，复原乳在国产巴氏乳中的添加量与参考乳品的稳定性同位素比率δ¹³N‰值的对应关系为：随着复原乳在国产巴氏乳中的添加量从0％增加至100％，参考乳品的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值呈线性增加的趋势。

优选的是，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，若待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值为-18～-20，并且稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值为2.9～3.6，则所述待测乳品鉴别为未加入复原乳的国产巴氏乳。

优选的是，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，若待测乳品稳定性同位素比率δ¹³C‰的值为-27～-28，并且稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值为6.0～6.5，则所述待测乳品鉴定为芬兰脱脂奶粉。

优选的是，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，若待测乳品稳定性同位素比率δ¹³C‰的值为-28～-30，并且稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值为4.2～6.3，则所述待测乳品鉴定为新西兰脱脂奶粉。

优选的是，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，检测待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值和稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值，其具体采用元素分析-同位素比率质谱法进行检测。

本发明所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法首先建立了复原乳在国产巴氏乳中的添加量与参考乳品的δ¹³C‰值以及δ¹⁵N‰值的对应关系，对待测乳品的δ¹³C‰值和δ¹⁵N‰值进行检测，并与对应关系做比较，从而确定出待测乳品中复原乳的添加量。本发明可以鉴别待测乳品中添加复原乳的量，鉴别准确度高。

附图说明

图1为本发明所述的复原乳在国产巴氏乳中的添加量与国产巴氏乳的稳定性同位素比率δ¹³C‰值的线性关系图；

图2为本发明所述的复原乳在国产巴氏乳中的添加量与国产巴氏乳的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值的线性关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法，包括：

步骤一、建立不同复原乳在国产巴氏乳中的添加量与国产巴氏乳的稳定性同位素比率δ¹³C‰值的对应关系以及复原乳在国产巴氏乳中的添加量与国产巴氏乳的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值的对应关系。

在上述建立过程中，将乳粉溶解到水中配制成10％(w/v)浓度的复原乳，将配制好的复原乳按0％(即纯国产巴氏乳)、10％、20％、30％......100％(即全部为复原乳)添加到从市场上购置的国产脱脂巴氏乳中，得到不同添加量的参考乳品，将上述样品置于真空冷冻干燥机中冻干，得到冻干乳粉。利用稳定性同位素指纹技术对上述样品进行鉴定。

稳定性碳、氮同位素检测，具体采用元素分析-同位素比率质谱法(EA-IRMS)测定样品中δ¹³C，δ¹⁵N。称取5mg(实际样品量)样品放入锡箔杯中，通过自动进样器进入VarioPYRO型元素分析仪(德国Elementar公司)转化为纯净的CO₂和H₂气体，再通过Isoprime型稀释器(英国Isoprime公司)，最后进入Isoprime>

稳定性同位素比率分别用δ¹³C‰，δ¹⁵N‰表示，δ¹³C‰的相对标准为V-PDB，δ¹⁵N‰的相对标准为Air。

计算公式为：

δ(‰)＝(R样品/R标准-1)×1000(‰)

其中，R为重同位素与轻同位素丰度比，即¹³C/¹²C,¹⁵N/¹⁴N。

步骤二、检测待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值和稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值，并根据待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值以及待测乳品的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值确定待测乳品中复原乳的添加量以及所添加的复原乳的产地。

步骤一可以确定不同复原乳的曲线。将待测乳品的δ¹³C‰值与步骤一确定的不同曲线对比，如待测乳品的δ¹³C‰值落入到哪一条曲线上，则说明添加了该曲线对应的复原乳，并且同时可以确定该复原乳的添加量。

如图1所示，在一个优选的实施例中，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤一中，复原乳在国产巴氏乳中的添加量与参考乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值的对应关系为：随着复原乳在国产巴氏乳中的添加量从0％增加至100％，参考乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值呈线性减小的趋势。

当复原乳在国产巴氏乳中的添加量为0时，则此时参考乳品为纯正的国产巴氏乳，对应于图1的最左端；当复原乳在国产巴氏乳中的添加量100％时，则此时参考乳品为纯正的复原乳，对应于如1的最右端。

不同的复原乳δ¹³C‰值、δ¹⁵N‰值也不同，因此，图1中，采用新西兰脱脂奶粉和芬兰脱脂奶粉，曲线的变化规律也不相同。添加了芬兰脱脂奶粉的参考乳品的δ¹³C‰值、δ¹⁵N‰值均相对较高。因此，通过对比，不仅可以确定复原乳的添加量，还可以确定所添加的复原乳产地。

如图2所示，在一个优选的实施例中，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤一中，复原乳在国产巴氏乳中的添加量与参考乳品的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值的对应关系为：随着复原乳在国产巴氏乳中的添加量从0％增加至100％，参考乳品的稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值呈线性增加的趋势。

当复原乳在国产巴氏乳中的添加量为0时，则此时参考乳品为纯正的国产巴氏乳，对应于图2的最左端；当复原乳在国产巴氏乳中的添加量100％时，则此时参考乳品为纯正的复原乳，对应于图2的最右端。

在一个优选的实施例中，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，若待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值为-18～-20，并且稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值为2.9～3.6，则所述待测乳品鉴别为未加入复原乳的国产巴氏乳。

在一个优选的实施例中，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，若待测乳品稳定性同位素比率δ¹³C‰的值为-27～-28，并且稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值为6.0～6.5，则所述待测乳品鉴定为芬兰脱脂奶粉。

在一个优选的实施例中，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，若待测乳品稳定性同位素比率δ¹³C‰的值为-28～-30，并且稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值为4.2～6.3，则所述待测乳品鉴定为新西兰脱脂奶粉。

在一个优选的实施例中，所述的利用同位素指纹技术鉴别纯牛乳中掺入复原乳的方法中，所述步骤二中，检测待测乳品的稳定性同位素比率δ¹³C‰值和稳定性同位素比率δ¹⁵N‰值，其具体采用元素分析-同位素比率质谱法进行检测。

实施例1

随机采集市场上超高温杀菌(UHT)乳产品8个，其中进口品牌产品4个，国产品牌产品4个。冻干后直接检测稳定同位素碳、氮的值。

表1进口及国产超高温乳产品稳定性同位素检测结果

*同行不同字母分别代表P<0.05差异

表1中，编号1-4的国产UHT乳制品的δ¹³C‰值落入-18～-20的范围内，国产1,3,4号UHT乳δ¹⁵N‰值落入2.9～3.6的范围内，编号2的国产UHT乳制品δ¹³C‰值落入-18～-20的范围内，δ¹⁵N‰值基本可以认为落入2.9～3.6范围内，因此，可以认为编号1-4的国产UHT乳制品均未添加任何复原乳。

实施例2

采集市场上国产同一品牌超高温杀菌(UHT)乳、全脂巴氏乳、脱脂巴氏乳产品，冻干后直接检测稳定同位素碳、氮的值。结果如下表：

表2国产超高温乳及巴氏乳产品同位素检测结果

超高温乳全脂巴氏乳脱脂巴氏乳δ¹³C‰-18.17±0.00a-19.86±0.02c-18.26±0.00bδ¹⁵N‰3.14±0.25b3.22±0.09ab3.41±0.02a

*同行不同字母分别代表P<0.05差异

表2中，国产同一品牌超高温杀菌(UHT)乳、全脂巴氏乳、脱脂巴氏乳产品的δ¹³C‰值都落入-18～-20的范围内，δ¹⁵N‰值都落入2.9～3.6的范围内，因此，可以认为三种乳制品均未添加任何复原乳。

实施例3

从市场上收集了中国全脂奶粉、中国脱脂奶粉、进口新西兰脱脂奶粉及进口芬兰脱脂奶粉，利用稳定性同位素指纹技术对上述样品进行鉴定。结果如下表：

表3国产及进口奶粉稳定性同位素检测结果

*同行不同字母分别代表P<0.05差异

表3中，中国全脂奶粉、中国脱脂奶粉的δ¹³C‰值落入-18～-20的范围内，δ¹⁵N‰值非常接近2.9～3.6，因此，可以认为二种乳制品均未添加任何复原乳。

实施例4

从市场上收集了新西兰进口超高温乳和新西兰脱脂奶粉，利用稳定性同位素指纹技术对上述样品进行鉴定。结果如下表：

表4新西兰超高温乳及脱脂奶粉稳定性同位素检测结果

新西兰超高温乳新西兰脱脂奶粉δ¹³C‰-29.13±0.00b-28.7±0.00aδ¹⁵N‰6.31±0.20a4.2±0.12b

*同行不同字母分别代表P<0.05差异

表4中，新西兰超高温乳及脱脂奶粉的δ¹³C‰值落入-28～-30的范围内，δ¹⁵N‰值非常接近4.2～6.3的范围内，因此，可以认为二种乳制品为纯正的新西兰脱脂奶粉。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。