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探乳品品質，守舌尖安全——SCIEX乳及乳制品整體解決方案

2024.6.04

背景

牛奶及其相關產品，是真正意義上的“液體面包”，其營養成分幾乎可全部被人體吸收，因而在人們的日常膳食中占據了舉足輕重的地位。對于正在茁壯成長的嬰兒與兒童而言，乳制品更是不可或缺的營養補給站。我國深諳本土奶業的重要性，因此在“十四五”規劃期間，特制定了《“十四五”奶業競爭力提升行動方案》，旨在進一步強化對乳制品行業的扶持力度。該方案不僅鼓勵乳企實現全產業鏈的一體化建設，更強調了本土品牌的塑造與品質升級。然而，隨著乳制品產量的逐年攀升，產品質量問題也愈發受到關注。我們必須嚴格把控每一道生產環節，確保每一份乳制品都符合嚴苛的安全標準，從而為消費者的健康筑起一道堅實的防線。因此，對乳制品質量的細致監測，顯得尤為關鍵與重要。

乳制品檢測是確保食品安全的重要環節，涉及營養指標分析、污染物監控等多方面的分析。營養成分包括如蛋白質、糖、維生素等，是評價乳制品營養價值的關鍵指標。同時，為保障消費者健康，對生產過程引入的污染物如抗生素、真菌毒素、環境遷移物的監控也至關重要。

SCIEX依托旗下先進的四極桿、高分辨質譜儀，毛細管電泳系統，為您提供從營養指標檢測到安全風險評估的全方位解決方案，讓您輕松乳品檢測中的挑戰。

圖1. 乳品分析項目

營養指標分析

維生素分析

乳制品中的維生素可以根據它們的溶解性分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素主要按照GB 5009.82-2016 、GB 5009.296-2023、 GB5009.158-2016方法測定維生素 A、 D、 E、 K，檢測項目需要進行多次實驗完成，水溶性維生素主要為B族維生素，傳統檢測方法以液相色譜、熒光光譜和微生物培養法為主。

我們利用SCIEX三重四極桿液質聯用儀高靈敏、耐基質的特點，建立了一針進樣測定8種脂溶性維生素及一針進樣測定11種水溶性維生素的方法，大大提高了乳制品分析的檢測通量。

圖2. 8種脂溶性維生素的色譜圖

圖3. 11種水溶性維生素的色譜圖

脂類分析

1. OPO與OOP區分與定量

OPO是嬰兒配方奶粉常見的添加物， OPO學名為1,3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯（1,3-Dioleic acid-2-palmitic acid triglyceride），是母乳區別于普通配方奶粉的一種特殊成分，其同分異構體OOP，與OPO的主要區別在于油酸和棕櫚酸的連接位點不同。常規方法下，UPLC無法對OOP和OPO進行色譜分離，并且常規的CID方法得到的OPO和OOP的碎片是一致的，無法區分二者結構上的差異。

利用ZenoTOF^??7600 系統的電子活化解離（EAD）碎裂功能，可有效實現同分異構體OPO和OOP的區分，實現嬰兒配方奶粉中添加物OPO的定性鑒定及含量測定。

圖4. 使用EAD模式區分OPO及OOP

2.?脂質的定量分析

脂質是自然界中存在的一大類極易溶解于有機溶劑、在化學成分及結構上非均一的化合物，主要包括脂肪酸及其天然發生的衍生物(如酯或胺)，以及與其生物合成和功能相關的化合物。

我們使用QTRAP^??液相色譜質譜聯用系統，建立了一套高通量、穩定性好、快速準確的Scheduled MRM^?脂質化合物檢測方法。

圖5. 使用Scheduled MRM^?分析乳制品中脂類

糖類分析

1. 人乳寡糖分析

母乳是公認的新生兒最佳的營養來源，其成分中含有豐富的乳糖、脂肪和母乳低聚糖（Human milk oligosaccharides, HMOs）等。與其他哺乳動物乳汁相比，人乳中HMOs種類、含量豐富，其多樣性和高含量也賦予了其一些特殊的生物學功能，對嬰幼兒生長發育起著至關重要的作用。

我們采用三重四極桿質譜測定6種人乳寡糖，具有較好的色譜保留，同時其中異構體也能實現較好分離。

圖6. 六種人乳寡糖的典型色譜圖

2. 低聚半乳糖分析

低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharides，GOS）作為一種功能性低聚糖，對人體腸道的消化吸收具有顯著的改善作用。它在自然界的動物乳中含量較少，但在母乳中含量豐富，對嬰幼兒尤其重要。GB 5009.289-2023《食品安全國家標準食品中低聚半乳糖的測定》已于今年3月開始實施，該標準采用高效液相色譜-熒光檢測器（HPLC-FLD）對GOS進行衍生化定量分析。考慮到GOS的多種同分異構體，液相色譜-質譜法（LC-MS）被用于確定其保留時間。雖然高分辨質譜儀（HRMS）在乳制品科研分析中應用較多，但在工業生產質量控制中尚未普及。

為此，SCIEX提供了分別基于四極桿串接飛行時間質譜的高分辨以及基于三重四極桿低分辨質譜的檢測方案，以適應不同用戶的具體需求。

圖7. 麥芽糖衍生物的提取離子流色譜圖及其一級質譜圖（左）和樣品溶液衍生物的提取離子流色譜圖及其一級質譜圖（右）

圖8. 麥芽糖衍生物的MIM提取離子流色譜圖（左）和樣品衍生物的MIM提取離子流色譜圖（右）

蛋白質分析

1. 乳清蛋白的定量分析

乳清蛋白作為一組從乳清中分離出來的球狀結構的蛋白，是人體生長、發育、增強機體抵抗力首選的蛋白來源，也是嬰兒配方奶粉中重要配方成份。我們利用毛細管凝膠電泳（CGE）對乳清蛋白在嬰兒配方奶粉的總蛋白中含量的測定，可將乳清蛋白和乳酪蛋白按照峰組進行區分，達到定量乳清蛋白的測定。經過多方驗證，方法穩定重現，可提供準確的嬰兒配方奶粉的總蛋白中乳清蛋白含量信息。

圖9. 乳品蛋白標準品混合物CE-SDS分離的電泳圖

2. α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的含量測定

α-乳白蛋白和 β-乳球蛋白是乳清蛋白的主要成分，其中 β-乳球蛋白含有 A 和 B 兩種變異體；在生乳及其乳制品中，兩個蛋白的含量可反應產品的質量。在現行的標準中，β-乳球蛋白有相應的檢測方法（T/TDSTIA 007-2019），而 α-乳白蛋白并沒有相應的檢測方法。

我們利用毛細管區帶電泳分離了乳品中 α-乳白蛋白、β-乳球蛋白 A 和 β-乳球蛋白B，可適用于液態奶、奶粉和配方奶粉等多種類型的乳品中 α-乳白蛋白和 β-乳球蛋白的含量測定。

圖10. 不同濃度的 α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的電泳圖譜

針對羊乳摻假現象，基于純牛奶粉和羊奶粉中能分別存在對應種屬特異性的alpha-乳白蛋白和beta-乳球蛋白的肽段，可在SCIEX 質譜上對其進行相應的鑒定，實現乳制品打假。

圖11. 羊乳摻假鑒定

3. 乳鐵蛋白含量測定

乳鐵蛋白（Lactoferrin, Lf）又稱乳轉鐵蛋白，是一種多功能生物活性鐵結合糖蛋白，屬于轉鐵蛋白家族的一員，具有多種生理功能，如抗菌、抗病毒、免疫調節和抗氧化等。乳制品中其活性乳鐵蛋白含量的多少可間接反映產品的價值。

我們利用毛細管區帶電泳檢測乳品中的乳鐵蛋白，通過肝素柱純化、富集和超濾管超濾濃縮富集，可準確測定乳制品中的乳鐵蛋白并進行定量。

圖12. 不同濃度乳鐵蛋白的電泳圖譜

污染物分析

獸藥殘留檢測

獸藥殘留是指給動物使用獸用藥物后蓄積和貯存在細胞、組織和器官內的藥物原形、代謝產物和藥物雜質，牛奶中一旦獸藥殘留超標，將嚴重危害人類身體健康，因此禽、獸肉目前國家監管日趨嚴格。農業農村部、國家衛生健康委員會和國家市場監督管理總局公告2019年第114號，《食品安全國家標準食品中獸藥最大殘留限量》(GB 31650-2019，代替農業部公告第235號中的相應部分)食品安全國家標準頒布實施。

我們采用高效液相色譜串聯質譜建立了對于新頒布實施的禽、獸類產品的檢測標準進行了前處理和方法學驗證工作，可有效滿足乳及乳制品中獸藥殘留分析的檢測需求。

圖13. 乳制品中獸藥殘留的提取離子流色譜圖

生產引入污染物

1. 氯酸鹽和高氯酸鹽殘留檢測

氯酸鹽和高氯酸鹽是一種新型環境污染物，具有高擴散性和持久性，它可以干擾人體甲狀腺的正常功能，從而影響人體生長發育。在乳制品生產過程中，氯酸鹽或高氯酸鹽可通過被污染的水源或土壤污染，進入飼料，最終影響牛乳制品。

我們在SCIEX液質系統上建了了乳制品中氯酸鹽及高氯酸鹽的檢測方法，可用于乳制品中相關化合物的風險監測。

圖14. 乳制品中氯酸鹽及高氯酸鹽的色譜圖

2. 生物胺類監測

發酵乳是一種通過乳酸菌發酵牛奶或其他動物乳制成的乳制品，它具有獨特的風味和營養價值。然而，在發酵過程中，除了產生乳酸和有益的微生物代謝產物外，還可能產生一些生物胺（biogenic amines），這些物質在一定濃度下可能對人體健康產生不利影響。生物胺化合物缺少發色基團，本身既無紫外吸收又無熒光及電化學活性，使得常規分析測定比較困難。目前 GB 5009.208-2016 的液相色譜法和分光光度計法都須采用衍生化法完成，操作繁瑣復雜，衍生條件嚴格，方法重現性較差。

本文使用SCIEX QTRAP^?系統開發出了一種新型、高效、準確的定性和定量測定牛奶中9種生物胺的方法，可用于乳制品中生物胺類物質的風險監控。

圖15. 9種生物胺的提取離子色譜圖

包材遷移物

1. 雙酚A及烷基酚物質檢測

雙酚A（BPA）是生產聚碳酸酯塑料、環氧樹脂和酚醛樹脂等材料的關鍵單體，這些材料被廣泛用于制造包括保鮮盒、嬰兒奶瓶和礦泉水瓶在內的塑料食品容器。研究指出，雙酚A以及其他雙酚類化合物，如雙酚B、雙酚F和雙酚S，表現出類似雌激素的作用，即便是極低劑量也可能引起兒童性早熟和內分泌失調等問題。同樣令人關注的是烷基酚類化合物物，尤其是壬基酚（NP），它作為非離子表面活性劑的原料，可能通過包裝材料遷移而污染乳制品，其內分泌干擾特性可能對生殖健康造成損害，并有潛在的致癌風險。因此，加強監管食品中此類包材遷移物的污染對于公共健康至關重要。

為了有效監管此類包材遷移物的污染問題，我們在SCIEX液質系統上建立了雙酚A及烷基酚類物質的分析方法，方法簡便快捷，靈敏度高，助力雙酚A及烷基酚類化合物的檢測工作。

圖16. 雙酚A及烷基酚類物質的提取離子流色譜圖

2. 塑化劑檢測

塑化劑，也稱為增塑劑，是一類用于增加塑料材質柔軟性、延展性和可加工性的化學物質，常見的有鄰苯二甲酸酯類（PAEs）。塑化劑在食品工業中并非合法的食品添加劑，但它們可能通過食品接觸材料如塑料包裝、管道等遷移至食品中，或者通過環境途徑進入食品鏈。在乳制品中，塑化劑的污染風險引起了廣泛關注。由于嬰幼兒對塑化劑可能特別敏感，因此對嬰幼兒配方乳粉中塑化劑的控制尤為重要。

我們在SCIEX液質系統上建立了23種塑化劑的的分析方法，方法利用在線補集技術有效降低了背景中塑化劑的干擾，可快速助力乳制品中塑化劑污染水品分析。