“學(xué)生奶”又出中毒事件！科學(xué)儀器行業(yè)的我們能做些什么？ ——牛奶理化分析整體解決方案
1 前言
2016年9月，湖南省某地學(xué)校出現(xiàn)學(xué)生飲用“學(xué)生奶”發(fā)生中毒的事件。據(jù)當(dāng)?shù)?span>政府網(wǎng)站發(fā)布的信息顯示，涉及該事件的患者總計(jì)有65名，原因?yàn)閷W(xué)生飲用的學(xué)生奶運(yùn)輸不當(dāng)，導(dǎo)致產(chǎn)品包裝受到隱性破損，產(chǎn)品與空氣接觸受到污染。
定制“學(xué)生奶”目的是讓處在成長發(fā)育期的少年兒童，在繁忙的學(xué)習(xí)期間能夠及時(shí)補(bǔ)充能量，并改善他們的營養(yǎng)健康狀況。但是奶品的質(zhì)量卻得不到保證！作為科學(xué)儀器行業(yè)的我們，又能為此做些什么呢？
嚴(yán)格的奶制品檢測，真的要落到實(shí)處！在這里我們分享一些使用的牛奶理化分析整體解決方案同大家分享：
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牛奶檢測的理化指標(biāo)主要有兩大類：營養(yǎng)成分分析和有害物質(zhì)分析。其中營養(yǎng)成分分析主要有蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、微量元素等，有害物質(zhì)分析主要有真菌毒素（如黃曲霉毒素）、非法添加劑（如三聚氰胺、抗生素）、重金屬等。
海能儀器致力于食品藥品的安全營養(yǎng)與科學(xué)分析儀器、分析方法的研究，為科技工作者提供儀器及全面的解決方案。海能儀器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室提供牛奶營養(yǎng)指標(biāo)分析和有害物質(zhì)分析解決方案如下：
2 凱氏定氮法測定乳制品蛋白質(zhì)含量
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 樣品選取
我們選取2個(gè)不同品牌的純牛奶、2個(gè)不同品牌的調(diào)制乳以及2個(gè)不同品牌的乳飲品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測其中的蛋白質(zhì)含量。
1-8號樣品分別為佳寶純牛奶，佳寶原味酸奶，紅棗酸奶，君樂寶每日活菌，飲樂多悠雪，伊利谷粒多，佳寶高鈣酸牛奶，明太郎蛋白飲料。
2.2 儀器
Hanon K1100F全自動(dòng)凱氏定氮儀
Hanon SH420F石墨消解儀
Hanon S402廢氣吸收系統(tǒng)
2.3 試劑
98%硫酸，硫酸鉀，硫酸銅，40%氫氧化鈉，2%硼酸，0.1mol/L標(biāo)準(zhǔn)硫酸滴定液
2.4 實(shí)驗(yàn)方法
（1）稱取1g左右的樣品于消化管中，加入催化劑和濃硫酸。
（2）使用SH420F石墨消解儀進(jìn)行消解，蓋好排氣罩，并配備S402廢氣吸收系統(tǒng)對消解過程中產(chǎn)生的酸性氣體進(jìn)行處理。設(shè)置消解參數(shù)，進(jìn)行消解。
（3）消解完成后，使用K1100F凱氏定氮儀進(jìn)行測試。
2.5 結(jié)果與討論
由測試結(jié)果可以看出，純牛奶蛋白質(zhì)含量一般大于3%，調(diào)制乳（酸牛奶）蛋白質(zhì)含量也在3%以上，而乳飲品的蛋白質(zhì)含量約在1%~2%。
營養(yǎng)學(xué)家表示，蛋白質(zhì)含量較低的乳飲品營養(yǎng)價(jià)值較低，不建議替代純牛奶來飲用，而有些調(diào)制乳的牛奶中雖然口感較好，但是里面有的會(huì)加一些香精，如果長期飲用可能會(huì)對兒童的生長發(fā)育帶來一定的影響。
3 電位滴定法測定牛奶的酸值
影響牛奶口感的最主要因素就是牛奶的酸值，酸值的大小還會(huì)影響牛奶的保質(zhì)期，所以酸值的測定是測試牛奶的一個(gè)重要指標(biāo)。
3.1 測定原理及方法
參考：GB 541334-2010 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 乳和乳制品酸度的測定
含量測定：稱取 10 g（精確到 0.001 g）已混勻的試樣，置于 150 mL錐形瓶中，加 20 mL新煮沸冷卻至室溫的水，混勻，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液電位滴定至 pH 8.3為終點(diǎn)；或于溶解混勻后的試樣中加入2.0 mL酚酞指示液，混勻后用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，并在 30 s內(nèi)不褪色，記錄消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液毫升數(shù)，代入公式中進(jìn)行計(jì)算。
3.2 實(shí)驗(yàn)儀器
Hanon T860電位滴定儀、pH電極、單鹽橋飽和甘汞電極、15ml滴定管單元
3.3 試劑
滴定劑:c(NaOH)=0.1mol/L, 滴定劑的濃度用基準(zhǔn)物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定、鄰苯二甲酸氫鉀、牛奶（市售）
3.4 實(shí)驗(yàn)步驟
儀器準(zhǔn)備，請參照說明書
測定方法：精密稱取10g已混勻試樣，置于滴定杯中，加入80mL煮沸冷卻的蒸餾水混勻，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定液（0.1mol/L）電位滴定至pH 8.3，記錄消耗的氫氧化鈉體積。并將結(jié)果以空白試驗(yàn)進(jìn)行矯正。
1）參數(shù)設(shè)定:終點(diǎn)設(shè)置滴定
終點(diǎn)數(shù)：1
結(jié)束體積：10.000ml
第1終點(diǎn)：8.300pH
添加最小體積：0.010ml
初次添加體積：0.1ml
終點(diǎn)1預(yù)控范圍：0.20pH
3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
其中：X----酸值
c----氫氧化鈉濃度
v----到達(dá)終點(diǎn)消耗的氫氧化鈉體積
m----樣品質(zhì)量
樣品的平均酸值為12.14g/L。
4 電位滴定法測定牛奶中氯離子的含量
牛奶中氯化物的含量隨細(xì)菌感染的增加而升高，對于乳房患病的奶牛所產(chǎn)的奶，其氯化物的含量也遠(yuǎn)高于正常值。因此，氯化物含量是牛奶質(zhì)量檢測的一個(gè)重要指標(biāo)。牛奶中氯化物的測定仍采用硝酸銀滴定法，該法需要先除去蛋白質(zhì)，然后才能測定，手續(xù)麻煩，速度慢。由于牛奶不透光，且有干擾物質(zhì)存在，因而不能用硫氰酸汞比色法測氯化物。離子選擇電極用于氯化物測定，具有速度快，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。我們選擇用銀離子選擇電極測定牛奶中的氯化物含量。
4.1 測定原理及方法
牛奶中氯化物的測定（即氯化鈉含量），是使用標(biāo)準(zhǔn)濃度的硝酸銀溶液來進(jìn)行滴定的，通過以下反應(yīng)，將氯化物按照化學(xué)計(jì)量學(xué)定量沉淀為氯化銀。反應(yīng)式為：
Cl_+ AgNO3 = AgCl(s) + NO3_
滴定需在酸性環(huán)境中，使用HNO3(H2SO4)調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。
4.2 實(shí)驗(yàn)儀器
Hanon T860電位滴定儀、銀電極、雙鹽橋飽和甘汞電極、15ml滴定管單元
4.3 試劑
c(AgNO3)=0.0942mol/L、NaCl基準(zhǔn)物質(zhì)、硝酸（10%V/V)
4.4 實(shí)驗(yàn)步驟
儀器準(zhǔn)備，請參照說明書
移取10ml樣品于滴定杯中，加蒸餾水80ml, 滴加2滴濃硝酸，以銀電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，用0.0942mol/L的硝酸銀作為滴定劑滴定至終點(diǎn)。
4.5 測試結(jié)果
1）參數(shù)設(shè)定: 常量滴定
終點(diǎn)數(shù)：1
結(jié)束體積：10.000ml
終點(diǎn)1突躍量：150.0
添加最小體積：0.050ml
初次添加體積：1.000ml
2) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
計(jì)算公式： 氯離子含量/（mg/100ml）= （c(AgNO3)×v(AgNO3)×0.010×35.5×10×1000
3）圖譜
a樣品量10ml, 終點(diǎn)體積：2.628ml。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明平均氯離子含量為86.86mg/100ml。
5 微波消解用于牛奶重金屬測定前處理
5.1實(shí)驗(yàn)材料與試劑
市售牛奶樣品
濃硝酸
雙氧水
超純水
5.2 實(shí)驗(yàn)儀器
新儀TANK微波消解儀；分析天平（十萬分之一）
5.3 實(shí)驗(yàn)方法
使用分析天平稱取6份純牛奶樣品，記錄質(zhì)量(g)。將樣品放入消解罐中，分別向消解罐內(nèi)加入6 mL濃硝酸， 2 mL雙氧水，組裝消解罐，用預(yù)先設(shè)置的8N.M的力矩扳手?jǐn)Q緊消解罐。
將消解罐放置到微波消解儀轉(zhuǎn)盤，選擇消解程序進(jìn)行加熱。
6 固相萃取-高效液相色譜法測定牛奶中的三聚氰胺
三聚氰胺白色粉末，無味，摻雜后不易被發(fā)現(xiàn)，常被不法商人用作食品添加劑，以冒充食品中的蛋白質(zhì)，每100g牛奶中添加0.1g三聚氰胺，就能提高0.4%蛋白質(zhì)，因此三聚氰胺也被人稱為"蛋白精"。三聚氰胺被攝入人體內(nèi)遇到胃酸時(shí)會(huì)溶解，但是排到尿中會(huì)再次結(jié)合形成結(jié)晶，可能堵塞腎小管，隨著結(jié)晶在體內(nèi)含量的增多，如果不能排除，積累到一定的程度后形成結(jié)石，給腎功能帶來極大的損害甚至腎衰竭而死亡。蛋白精給奶制品業(yè)帶來了巨大的沖擊。衛(wèi)生部等5部門關(guān)于三聚氰胺在食品中的限量值的公告(衛(wèi)生部公告2011年第10號)要求，嬰兒配方食品中三聚氰胺的限量值。
6.1 實(shí)驗(yàn)原理
《GBT 22388-2008 原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法》
6..2 儀器與試劑
6.2.1 試劑
色譜純：甲醇、乙腈、辛烷磺酸鈉。
分析純：三氯乙酸、檸檬酸、氨化甲醇、檸檬酸。
離子對試劑緩沖液：準(zhǔn)確稱取2.10g檸檬酸和2.16g辛烷磺酸鈉，加入約980ml水溶解，調(diào)節(jié)pH至3.0后，定容至1L備用。
Hanon LC7000高效液相色譜儀；
Hanon SPE 400 全自動(dòng)機(jī)械臂固相萃取儀；
Hanon HN200多功能氮吹儀；
渦旋混合器；分析天平；高速冷凍離心機(jī)；超聲波清洗機(jī)(昆山超聲儀器公司)；
色譜柱：C18柱，250mm×4.6mm，5μm；流動(dòng)相：C18柱，離子對試劑緩沖液-乙腈(90+10，體積比) ， 混勻；流速0.8ml/min ； 柱溫：40℃；波長240nm；進(jìn)樣量10μl。
6.3 實(shí)驗(yàn)前處理
稱取新鮮牛乳5g，加入20ml0.1%三氯乙酸提取液，充分混勻，加入5ml2%乙酸鉛溶液，均質(zhì)(2min)或超聲20min，10000rpm/min離心10min，取上清液5ml過混合型陽離子交換小柱(PCX)。待樣液完全流出后分別用3ml甲醇和3ml水活化固相萃取柱，取上述提取液5ml過固相萃取柱，使提取液以不低于1ml/min的流速通過；分別用3ml水和3ml甲醇淋洗固相萃取柱，棄去淋洗液并將小柱抽干。用5ml 5%氨化甲醇(v/v，5ml氨水+95ml甲醇)洗脫，收集洗脫液于試管中在50℃。
6.4 實(shí)驗(yàn)過程
6.4.1 樣品的制備 稱取新鮮牛乳5g，加入20ml0.1%三氯乙酸提取液，充分混勻，加入5ml2%乙酸鉛溶液，均質(zhì)(2min)或超聲20min，10000rpm/min離心10min，取上清液5ml過混合型陽離子交換小柱(PCX)。待樣液完全流出后分別用3ml甲醇和3ml水活化固相萃取柱，取上述提取液5ml過固相萃取柱，使提取液以不低于1ml/min的流速通過；分別用3ml水和3ml甲醇淋洗固相萃取柱，棄去淋洗液并將小柱抽干。用5ml 5%氨化甲醇(v/v，5ml氨水+95ml甲醇)洗脫，收集洗脫液于試管中在50℃下，用氮?dú)獯蹈桑鲃?dòng)相定容至1ml，過0.2μm濾膜，上機(jī)測定。
6.5 結(jié)果與討論
6.5.1 色譜圖
6.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制與檢測限 各種濃度的三聚氰胺工作液高效液相色譜分析結(jié)果見表1，以三聚氰胺濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖2所示。得到標(biāo)準(zhǔn) 曲線回 歸方程 ：y=52345.7x+5721.8，相關(guān) 系數(shù)r=0.999。結(jié)果表明，三聚氰胺在0.5～20 μg/ml的濃度范圍呈良好的線性關(guān)系。
6.5.3 樣品檢測結(jié)果 對從市場購買的四個(gè)不同品牌的牛奶用建立好的高效液相色譜法進(jìn)行檢測，測得的結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明，3個(gè)不同品牌牛奶中所含的三聚氰胺含量均符合國家限量標(biāo)準(zhǔn)。
