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哪些食物最易掺假?红外光谱技术来解答
发布:kittyll   时间:2016/4/21 16:37:56   阅读:960 
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食品掺假已经成为一个全球性问题;图片来源:Africa Studio
 
食品掺假事件从19世纪就开始存在了;例如人们在奶酪中掺混铅盐、用水淡化牛奶和啤酒、以磨碎的骨头甚至粉笔灰掺入食用面粉中。如今,尽管有政府严格要求实施的质量控制流程来确保食品的安全性及消除掺假可能导致的负面影响,但是由于食品掺假可以给不法分子带来的巨大利润,所以目前掺假事件仍然存在。

食品掺假问题是一个全球范围内的问题,在许多国家普遍存在;在2015年11月据《印度时报》报道,印度警方调查发现,为了使调味料保持更好的色泽,许多调味料在卖给消费者之前,不法商人将其与某些有毒化学物质进行掺混。2008年中国奶制品的三聚氰胺丑闻,该事件引起了将近三十万婴幼儿三聚氰胺中毒。虽然一些公司被起诉,部分高层管理人员获罪,但该次掺假事件也大大的打击了消费公众的购买信心。2013年的马肉丑闻表明许多欧洲国家也牵涉到食品掺假事件,一些著名食品公司的名声也因此受到质疑;该事件最终导致将近1800万份快餐食品被扔掉,快餐食品的消费市场瞬间崩塌,公众对于食品供应行业的信心也一落千丈。
 
不少食品公司也逐渐察觉到食品供应链的来源及其完整性直接影响着他们在市场上的声誉,此外,对于一个食品公司,是有义务保证产品的真实性和安全性的。出于这些方面的考虑,食品行业对于掺假事件的重视程度越来越高。
 
在食品行业中,傅里叶变换红外光谱法(FTIR)具有操作简便,能够快速进行无损检测等优点,被人们视为检测食品可靠性的最理想技术。一般而言,食品的进口和出口,人们更多的是关注食品原材料的来源和安全性,在过去许多年里,傅里叶变换红外光谱技术已经被用于食品行业中的质量控制方面,并且在检测食品掺假方面取得了很好的效果。多元数据分析方法加上操作简便使得这种技术能够快速的对大量食品进行检测分析,同时还能在浓度低至十亿分之几时对食品的组分进行分析。
 
四大最易掺假食品
 
酒类、奶粉、橄榄油和肉制品,是四大最常见也最易掺假的食品。
 
酒类中经常发生以乙二醇、甲醇或其他一些化学物质代替乙醇的掺假现象,一旦这种掺假酒类被人体摄取,可能会导致失明甚至死亡。
 
意大利和西班牙政府经常需要花费大量精力去控制橄榄油掺假事件;由于特级初榨橄榄油属于高端产品,因此掺假、便宜的橄榄油时常可见。
 
牛奶粉是食品生产中常用到的一种添加剂,对于其中脂肪、蛋白质以及水分等含量需要进行严格的检测。一些工业化学物质,如三聚氰胺等经常被掺入到奶粉中以提高其含氮量,并且能够在蛋白质含量分析测定过程中不被发现。
 
肉制品中的含水量一直是食品部门关注的问题之一,为了提高这类食品的口感和风味,其含水量一直都有严格的限制。
 
酒类
 
 
酒精掺假是一个全球性问题;包括葡萄酒、烈性酒在内的许多种品牌酒,尤其是那些成本较低的酒,通常会被掺混一些有毒的醇类、工业染料以及化工用品(如硝酸铵等),由于酒精掺假事件,每年都会导致数百人死亡。2006年的一份印度研究调查报告称:64%的被测样品中都含有甲醇,甲醇的摄取量仅30毫升就会致命。
 
酒精掺假可以利用衰减全反射近红外光谱技术检测出来;通过衰减全反射技术与近红外光谱技术联用,并结合化学计量学和多变量分析,能够得出高精确度的中红外区信号。如今,酒类样品中的掺假物质能够利用型号为Pearl的液体传动配件进行检测。即使当酒类中包含挥发性元素时,该装置的注射口也能提供一个明确的分析结果。
 
橄榄油
 
 
特级初榨橄榄油是一种高要求、高价值的食物产品,主要来自西班牙、希腊和意大利等国家。为了提高利润,一些不法供应商在橄榄油中掺混一些低成本替代物,例如棕榈油、花生油甚至工业油等。根据2013年在西班牙马德里召开的关于橄榄油鉴别测试研讨会提供的数据表明,加拿大有将近三分之一的取样、西班牙有四分之一的取样,最终都没有通过测试。
 
特级初榨橄榄油中的掺假引起的污染通常需要更加严格的测试。傅里叶变换红外光谱技术是一种理想的油类检测方法,该方法只需少量的样品,并且通过特征指纹的方法可以识别且定量可疑掺假物。
 
奶粉
 
 
奶粉在许多加工食品中都属于一种重要成分。奶粉掺假的案例大都是利用三聚氰胺或者尿素等进行掺混以提高奶粉中氮的含量;2012年,据印度食品安全标准权威机构公布,该国家将近70%的牛奶都涉及到掺假。
 
许多食品公司在奶粉的生产质量控制过程中经常利用傅里叶变换红外光谱技术以检测其中的脂肪、水分、乳糖和蛋白质含量; 2011年的一份研究表明:能够利用波数在4000cm-1到600 cm-1之间的中红外区检测奶粉中是否含有三聚氰胺,并且检测出其含量;该过程中通常会用到回归分析和多变量分析对所得红外光谱数据进行分析。
 
肉类
 

尽管欧盟法规在肉制品中所允许的含水量明显增加了,但往肉类产品中注水仍然是一个具有争议的话题。鸡肉中最高含水量为7%,火腿中允许的最高含水量可以高达25%,尽管如此,实际检测中发现的肉类含水量通常会远远超过这些限制。一些预加工肉食含肉量只达到54%,其余的是淀粉、明胶和水分。2000年,食品标准局调查发现市场上售卖的鸡肉中将近三分之一含水量超过了7%,部分甚至达到了37%。

2014年,中国研究小组开发了一个定性模型用以从正常肉类食品中区分注水肉。利用近红外光谱技术、判别分析和主成分分析技术,区分掺假肉和正常肉的精准度能够达到94.23%(肉类注水量在1.25%-20%之间),对于肉类注水量在3.75%-20%之间,精准度甚至可以达到96.96%。对于固态样品,例如切片肉,仍然可以采用这种搭配Pearl™附件的红外光谱技术检测,利用这种方法,能够通过辨别水的特征波长对其识别并进行量化,整个过程对食品只会产生小小的损伤。这种无损检测形式的测试非常适用于食品的质量控制过程中。

Pearl™附件

 

Pearl™是一种用于傅里叶变换红外光谱仪进行样品分析时的液体传动配件;对于液体样品分析,使用这种配件能够大大减少检测难度以及检测所需时间。Pearl™的优点具体有:
 
    1) 利用红外光谱技术分析时采样更容易;
    2) 比传统的方法更加可靠,检测更加快速;
    3) 精确度高,可重复性强;
    4) 对于黏性材料处理更加简单;例如油类等。
 
结论
 
传统的衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术,结合精确的液体传统配件Pearl™,非常适用于食品掺假的检测,不论食物样品是固态、粉末状、水溶液甚至是油状等,都能得到优良的检测效果。
 
此外,该方法易于操作,加上傅里叶变换红外光谱仪系统自带的处理软件,这些都意味着这种方法(装置)对使用人员的技能要求并不太高。


译自:azom
来源:材料与测试
译者:vince

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