基于差示扫描量热法鉴别羊奶粉中牛奶粉掺假比例的方法

摘要

本发明公开了一种基于差示扫描量热法鉴别羊奶粉中牛奶粉掺假比例的方法，针对掺入不同比例牛奶粉的羊奶粉在一定范围内热学性质的变化，通过差示扫描量热法对样品进行程序升温测定分析；再根据不同掺假比例羊奶粉的DSC升温曲线图中出现的最大峰值温度Tp和热焓值△H与掺入牛奶粉的比例建立数字关系，进行掺假羊奶粉的鉴别，判断羊奶粉中掺入牛奶粉比例。本发明操作简单、测量速度快、可操作性强、便于推广应用，对于羊奶粉掺假检测具有重要的意义，应用前景广阔。

说明书

技术领域

本发明属于食品检测技术领域，具体涉及一种基于差示扫描量热法鉴别羊奶粉中牛奶粉掺假比例的方法。

背景技术

羊奶作为我国新兴的奶源，以其丰富的营养物质、良好的饮用口感等优点被赞誉为“奶中精品”，是公认在成分上最接近人奶的乳品，在当今奶制品市场受到各界越来越多的关注。另外，羊奶中蛋白质的组成与牛奶中蛋白质的组成有明显差异，它含有大量的乳清蛋白及免疫球蛋白，且易引起过敏的α-S1酪蛋白含量远低于牛奶，所以，羊奶不易引起胃部不适、腹泻等乳制品过敏症状发生，是多数人都可以食用的乳制品，尤其适合对牛奶过敏和体质较弱的人群，可作为最佳的母乳替代品。

近年来，全脂羊奶粉的低致敏性，高营养价值，易消化吸收及独特的风味等优势受到了广大消费者的追捧，成为乳品行业热销产品。但是，羊奶的产量较低、原料成本较高并且受季节性变化影响，因此一些生产厂家受到经济利益的驱使，偷梁换柱，将价格更低、产量较高的牛奶粉掺入羊奶粉的掺假现象频繁出现。这种掺假现象严重影响了羊奶粉的品质及羊奶粉产业的健康发展，侵犯消费者的经济权益，并可能对有过敏反应的消费者造成伤害。

综上所述，建立一种快速便捷的检测羊奶粉掺入牛奶粉的方法十分必要。目前已出现的许多鉴别奶制品掺假的方法(如免疫学技术、气相色谱、液相色谱以及基于检测DNA的PCR法和检测蛋白质的ELISA法等)在一定程度上可以解决上述相关问题。但在使用过程中却存在如：样品需进行繁琐的预处理，分析时间长，操作条件严苛，对操作人员要求较高等缺点。而差示扫描量热法（Differential scanning calorimetry, DSC）是一种比较快捷，简单，方便的分析物质热学性质的技术，该技术使用成本较低，具有不含有害试剂且容易操作，不耗费人力，无需样品前处理，所需样品量少等优点。利用DSC能直接检测食品的热学转变温度和发生转变时的焓变，具有较高的灵敏度，便于分析各种食物成分包括蛋白质，脂肪等的热特性，已经大量应用于环境、食品等分析领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便、快速、准确鉴别羊奶粉中牛奶粉掺假比例的方法。

针对以上目的，本发明采用的技术方案是：采用差示扫描量热仪对待测羊奶粉进行热学性质检测，检测其熔化过程中的最大峰值温度Tp为14.75±3.55 ℃的脂肪熔化峰a、最大峰值温度Tp为29.90±1.20 ℃的脂肪熔化峰b以及最大峰值温度Tp为194.25±5.15℃的乳糖熔化峰e的热焓值；测定完成后，对于不同羊奶粉，按照下述指标进行鉴别：

当10.46 J·g

当8.05 J·g

当2.17 J·g

当0.93 J·g

当0.77 J·g

上述鉴别方法中，所测羊奶粉中，0.20＜水分活度≤0.36。

上述鉴别方法中，采用差示扫描量热仪对待测羊奶粉进行热学性质检测的升温程序为：样品在26 ℃平衡5 min，以5 ℃·min

本发明针对掺入不同比例牛奶粉的羊奶粉在一定范围内热学性质的变化，通过差示扫描量热法对样品进行程序升温测定分析；再根据不同掺假比例羊奶粉的DSC升温曲线图中出现的最大峰值温度Tp和热焓值△H与掺入牛奶粉的比例建立数字关系，进行掺假羊奶粉的鉴别，精确判断羊奶粉中掺入牛奶粉比例，为羊奶粉中牛奶粉掺假比例的鉴别提供了一种新方法。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1. 本发明首次采用DSC技术建立了掺入不同比例牛奶粉的羊奶粉鉴别方法，对于羊奶粉生产和销售过程中的质量控制具有重要意义，有利于为奶粉企业创造更多的利润。

2. 本发明在羊奶粉上所得的实验结果，可以作为羊奶粉掺假成分精确判定的参考，同样可以为其他物种奶制品的掺假鉴别提供参考。

3. 本发明对羊奶粉样品无需复杂前处理，无安全风险，所需样品量少，检测时间短，检测效率高。

4. 本发明操作简单、测量速度快、可操作性强、便于推广应用，对于羊奶粉掺假检测具有重要的意义，应用前景广阔，有助于我们了解奶制品热加工过程中营养成分的热学性质变化。

附图说明

图1是掺入10%、5%、3%、1%比例牛奶粉的羊奶粉DSC曲线结果图。

图2是掺入75%、50%、25%、10%比例牛奶粉的羊奶粉DSC曲线结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

鉴别掺假低比例（10%内）牛奶粉的羊奶粉

（一）实验材料

1、材料与试剂

全脂牛奶粉（1 kg袋装）、陕西全脂纯山羊奶粉（400 g袋装）均购于当地超市。

2、主要仪器

DSC Q200型差示扫描量热仪，美国TA公司；FD-1A-50型真空冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司；HD-5型智能水分活度测量仪，无锡市华科仪器仪表有限公司；JA1203型电子天平 上海优尼科仪器有限公司。

（二）实验方法

1、不同掺假比例羊奶粉的制备：称取羊、牛奶粉以不同比例用蒸馏水掺假混合，制备混合掺假样。具体方法为：取0.9 g羊奶粉和0.1 g牛奶粉于10 mL蒸馏水中混匀，制备10%掺假样品。以同样的方法按照羊奶粉与牛奶粉混合比例的不同，分别制备5%、3%、1%的掺假样品；取1 g羊奶粉于10 mL蒸馏水中混匀，制备全脂纯羊奶粉样品。

对奶粉样品进行真空冷冻干燥处理，为减少对样品造成的热损害，先对其在-80℃进行预冷冻处理30 min，防止其在真空冷冻过程由于抽真空而使样品发生起泡、收缩等不良现象。通过控制干燥时间，预实验筛选得到了冷冻干燥48 h时，样品可以形成重量稳定的粉末。

2、奶粉水分活度测定：冻干样品的水分活度(Aw)用水分活度仪测定，实验重复3次，仪器采用标准过饱和氯化铝水溶液进行校准。

3、奶粉DSC分析：用铟（熔化温度156.6 ℃，△Hm=28.5 J·g

（三）试验结果与分析

上述10%、5%、3%、1%牛奶粉掺假比例的羊奶粉和全脂羊奶粉DSC的升温曲线图1，相关DSC物理学指标见表1。

表1 掺入10%、5%、3%、1%比例牛奶粉的羊奶粉水分活度及热力学指标

通过结合表1中数据观察各个峰的温度范围可知，所测羊奶粉的水分活度均在0.20到0.36之间。在掺入较高比例牛奶粉的羊奶粉样品和全脂羊奶粉的比较中，可以发现脂肪熔化峰a和峰b的热焓值随着掺假比例的增大而减小，而乳糖熔化峰e的热焓值随掺假比例增大而逐渐增大。其中，未掺假羊奶粉的峰a热焓值不低于11.11 J·g

实施例2

鉴别掺假高比例（10%～75%）牛奶粉的羊奶粉

（一）实验材料

1、材料与试剂同实例1

2、主要仪器同实例1。

（二）实验方法同实施例1。制备高掺假比例（75%、50%、25%、10%）羊奶粉及全脂羊奶粉。

（三）试验结果与分析

上述75%、50%、25%牛奶粉掺假比例的羊奶粉和全脂羊奶粉DSC的升温曲线图2，相关DSC物理学指标见表2。

表2 掺入75%、50%、25%、10%掺假比例牛奶粉的羊奶粉水分活度及热力学指标

通过结合表2中数据观察各个峰的温度范围可知，所测羊奶粉的水分活度均在0.20到0.36之间。在掺入较高比例牛奶粉的羊奶粉样品和全脂羊奶粉的比较中，可以发现脂肪熔化峰a的热焓值随着掺假比例的增大而减小，脂肪熔化峰b在掺假比例25%以上的样品中无法被观测到，乳糖熔化峰e的热焓值随掺假比例增大而逐渐增大。其中，掺假比例在10%到25%之间的羊奶粉，峰a热焓值在2.17 J·g