食品打假新利器

2017-10-20 13:45 来源:中国医药报

  原标题:食品打假新利器

  发展食品真实性检测技术可以对食品生产者起到威慑作用,是食品安全的重要保障。在不久前举办的2017年食品真实性与溯源技术国际论坛上,知名专家学者分享了多个当下食品科技界最前沿的食品真实性检测技术。本文摘取演讲中的精华部分,以飨读者。

  质谱技术 应用广泛 广受认可

  食品组学(Foodomics)是一种通过系统生物学的手段来整合基因组学/转录组学、代谢组学和蛋白组学的统称,常用于鉴别食品的物种、产地和品质。专家介绍,在食品组学中,代谢组学技术应用最广,侧重于食品所有成分的整体分析,可以对食品进行真伪鉴定、溯源分析等。代谢组学的检测对象小分子代谢物,是生物机体作用的最终结果,基因和蛋白质表达的微小变化都会在代谢物上得到放大。代谢物的信息库较为简单,远少于全基因组测序数据库。因此,相比其他三种组学,代谢组学的检测较为容易。

  代谢组学采用的技术基础有质谱(LC-MS、GC-MS)和核磁共振。在对食品进行代谢组学研究时,需要用溶剂提取法、固相微萃取等方式对代谢物进行提取,然后采用液相色谱质谱联用(LC-MS)、气相色谱质谱联用(GC-MS)、核磁共振等方法检测代谢物,最后采用多种方法分析数据。

  目前,同位素质谱和核磁共振技术等欧洲食品真实性前沿技术已逐步被中国食品科技界、食品行业和监管部门认可,尤其是稳定同位素质谱技术已在蜂蜜、果汁、葡萄酒和白酒等行业得到很好应用,并制定了相应的分析方法国家标准或行业标准。

  果汁

  市场上出售的蓝莓汁和蔓越莓汁中,有时会出现含有苹果汁和葡萄汁的掺假问题,因掺加的果汁价格更便宜,又可以用于调色和调味。中国检验检疫科学研究院副研究员张九凯博士及其团队,致力于食品真伪鉴别和产地溯源,采用基于质谱技术的食品组学技术成功鉴别了掺假果汁。

  研究人员对掺假果汁进行气相色谱质谱联用(LC-MS)技术检测,检测结果显示,果汁中含有43种代表性功能活性成分,包括16种花青苷、17种黄酮和其他物质。然后,研究人员选取小浆果果汁中具有代表性的活性成分——花青苷和黄酮,进行热图分析,结果显示蓝莓汁、蔓越莓汁和掺假果汁的热图差异明显,可以成功区分。另外,他们对果汁中的所有化学组分进行主成分分析(PCA),质谱解析得到的32种特征标记化合物,均能明显区分蓝莓汁、蔓越莓汁和掺假果汁。

  冬虫夏草

  冬虫夏草的市场需求量很大,价格居高不下。然而,冬虫夏草的生长条件苛刻,自然寄生率低,市场上冬虫夏草的掺假造假现象十分严重。

  据介绍,冬虫夏草的掺假手段多样,有用冬虫夏草的替代物假冒冬虫夏草出售,如贵州虫草、凉山虫草、新疆虫草、亚香棒虫草等;用人工培养的虫草当作野生冬虫夏草出售;用冬虫夏草的模仿物加工制造出假冬虫夏草,如草石蚕、地蚕等辅以黏合剂、色素、填充剂等;用四川、云南产的冬虫夏草冒充青海、西藏的冬虫夏草等。

  张九凯团队着力研究了冬虫夏草的真伪鉴别,他们选用18种虫草样品:6种冬虫夏草、6种虫草、3种人工培养的虫草-虫草花、3种虫草模仿物-草石蚕进行实验,然后对这四大类虫草样品进行气相色谱质谱联用法(LC-MS)检测,鉴定结果表明:冬虫夏草及其常见掺假物中有18种特征标记物,其中4种为冬虫夏草所特有,3种为虫草特有,3种为虫草花特有,3种为草石蚕特有,5种同时出现在冬虫夏草和虫草中。因此,基于气相色谱质谱联用(LC-MS)的代谢组学分析,可成功区分不同产地(西藏、青海、云南、四川等)的冬虫夏草。

   燕窝

  燕窝主要产自印度尼西亚、马来西亚、越南、泰国等东南亚国家,其中,印度尼西亚产量最高,约占全球总产量的85%。

  在我国,食用燕窝已经变成了一种养生文化。有数据统计,我国自2014年恢复对马来西亚和印度尼西亚的燕窝贸易后,燕窝的进口量从2014年的3.1吨增长到2016年的39.3吨。燕窝需求量的不断增长和市场价格的居高不下,赋予了燕窝产业巨大的利润空间,不法商贩在高额利润的驱使下铤而走险,以涂胶、染色的假燕窝冒充真燕窝,以低价燕窝冒充高价燕窝,燕窝造假现象长期存在于燕窝的加工和流通环节。

  针对燕窝掺假造假的问题,张九凯团队从燕窝的蛋白质着手,利用鸟枪法蛋白质组学技术挖掘燕窝和常见掺假物(如猪皮、银耳、蛋清、鱼鳔)的特异肽段,并利用质谱多反应监测(MRM)方法对掺假物进行精准定量。他们利用鸟枪法蛋白质组学技术,通过对燕窝及其常见掺假物的胰蛋白酶酶切肽段混合物的高分辨质谱检测,以及利用Proteinpilot 5.0软件鉴定特征蛋白质,挖掘特征肽段,共鉴定得到燕窝及其掺假物特征标记肽段26种,成功鉴别燕窝及其掺假物。此外,该技术还可对燕窝掺假物的掺入比例进行定量分析。

  蜂蜜

  蜂蜜掺假行为是一个世界性食品安全问题。早在20世纪70年代,美国著名农业化学家Jonathan W. White博士已经开始对蜂蜜进行真实性检测技术研究。

  我国是世界第一养蜂大国,年产蜂蜜约30万吨,居世界第一。近年来,由于气候异常,蜂产品产量在不断下降,人工与原材料费用随之上涨,不法商贩在蜂蜜中掺杂使假的情况也时有发生。

  秦皇岛出入境检验检疫局检验检疫技术中心研究员李学民介绍,2008年,秦皇岛出入境检验检疫局首次引进液相色谱-同位素质谱仪并开展蜂蜜真实性研究。2009年9月~2016年,秦皇岛出入境检验检疫局为全国113个单位2万多个蜂蜜样品提供六项碳同位素检测服务,促进了我国蜂产品的出口,对打击掺假行为提供了有效的技术手段。

  李学民团队采集385个纯正蜂蜜样品,样品来源于我国26个省市的主要蜂蜜产区,共21个蜜种。他们利用液相色谱-同位素比质谱法(LC-IRMS),测定不同地区、不同蜜源植物纯正蜂蜜的蛋白质、果糖、葡萄糖、二糖、三糖δ13C值,计算它们之间的差值(Δδ13C),通过数据分析,确定纯正蜂蜜Δδ13C分布区间,作为判定蜂蜜掺假的依据。结果表明,液相色谱-同位素比质谱法可成功鉴别不同地区、不同蜜源的蜂蜜。

  多物种同步检测技术 解决肉类鉴假难题

  2013年1月,欧洲爆发了“马肉风波”。法国食品公司斯潘盖罗从经销商手中购入750吨马肉,将其中550吨重新包装,贴上“牛肉”的标签出售给了法国肉类加工企业科米杰尔公司。这家公司将马肉制成汉堡、香肠和意大利面等食品,销售给欧洲十几个国家。肉类掺假售假是赤裸裸的欺诈行为,不但严重侵害了消费者利益,也给正规的牛羊肉生产企业造成了较大经济损失。

  “肉类掺假事件之所以频发,不仅因为牛羊肉和猪肉禽肉的价差巨大,也是由于当前的检测技术较为落后,监管机制尚不完善造成的。”北京食品科学研究院中国肉类食品综合研究中心主任周彤介绍,我国目前的肉类检测方法,大多无法对未知样品的多种成分进行同步快速鉴别;并且只能进行定性检测,即只是鉴定出掺假成分,无法鉴定出具体掺假含量。这正是判定肉类掺假的难题所在,经常有掺假的不法商贩狡辩称检出的猪、鸭等掺假成分是由于加工、运输或贮藏中污染了该样品所致,而非恶意添加。

  因此,肉类掺假判定亟待解决两个核心问题,即样品是否掺假和掺入比例的测定。周彤及其团队研究得出以下结论:基于5重逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)熔解曲线分析的多物种同步检测技术,其单个聚合酶链式反应(PCR)反应孔可同时检测出猪、牛、山羊、绵羊、鸡、鸭、狗、狐、貉9个物种成分;基于多重PCR芯片电泳的多物种同步检测技术,其2个PCR反应孔可同时检测出猪、牛、山羊、绵羊、狗、狐、貉、鸡、鸭、猫、鼠、鹿、驴、马等14个物种成分;基于双套引物Taqman 探针法RT-PCR的动物源性成分百分比含量检测技术,可定量检测猪、牛、羊等16个常见物种的掺假比例。

  周彤表示,多物种同步鉴别技术已配合食品监管机构、公安部门、肉制品企业、大型商超及个人完成了上千件样品的检测与鉴定工作。这项技术为加强肉类食品质量监管,减少掺假、欺诈行为的发生,保护消费者利益和身心健康,控制原料和产品质量、保障肉制品企业的经济利益,提供了可靠的执法依据和技术支持。

  近红外光谱技术 掺假鉴别快速准确

  近红外光谱是指介于可见光区与中红外光区之间的电磁波,波长范围约为780nm~2500nm。绝大部分有机物都含有氢基基团,因此会在近红外区域内产生吸收峰。根据这一原理,利用近红外光谱仪完成样品光谱信息的采集,通过内置的快检模型软件,可实现对食品质量指标的定性判别、定量分析。

  在美国、日本等发达国家,近红外光谱广泛应用于食品、饮料、农产品等多个领域。而我国近红外光谱技术的发展时间较短,目前主要应用于烟草、制药等领域,在食品行业的应用较少。

  中国食品发酵工业研究院、国家食品质量监督检验中心王健博士及其团队正着力研究近红外光谱技术在食品真伪鉴别中的应用。王健表示,近红外光谱可用于多种物质鉴别,如乳制品的品种产地、肉类掺假、酒类及饮料掺假等。

  他介绍,传统分析方法费时费力,且在仿冒地理标志产品鉴别和以次充好鉴别等方面较困难。近红外技术的优势主要体现在快速、准确、方便地进行食品品质分析,品种、产地来源鉴别,生产工艺鉴别,掺假鉴别等。

  王健重点介绍了近红外光谱技术在植物蛋白饮料掺假鉴别中的作用:杏仁露、核桃露掺入其它植物蛋白后(如添加花生),脂肪酸的构成比例会发生变化,通过对脂肪酸的检测分析,建立鉴伪模型,可以快速鉴定检测对象是否掺假、掺假种类及掺假比例等。他表示,在一定的掺假比例下,近红外光谱技术比传统检测方法更为准确,以此技术可以完善企业自控能力并避免自身品牌被假冒伪劣产品侵害,降低企业风险。(实习记者 谢爽爽)

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(责任编辑:刘园香)