应用笔记 - 磁共振

NMR检测食品造假

NMR波谱:一种防止食品工业造假的利器?

NMR波谱:一种防止食品工业造假的利器?

对于食品行业和监管机构来说,重要的是能够验证食品的真实性。最近发生的一些食品丑闻让这一问题在国际范围内备受关注,如2008年中国的三聚氰胺中毒事件以及2013年欧洲的肉类掺假丑闻。

然而,传统的分析方法却备受限制。其中一项重要因素是由于它们都是特定的,也就是说你首先就要知道在寻找哪种或是哪些化合物。另一项因素则是,虽然色谱法等方法可以提供食品的详细图谱,但它们通常需要进行大量的样本制备,不仅费工、费时,而且昂贵。

因此,为了解决食品造假问题,即故意或偶然地使食品受到违禁物质污染,食品工业需要非特异性的快速分析方法。

核磁共振(NMR)已在食品分析中得到应用,并成功地对啤酒、果汁和婴儿配方食品等产品进行了表征。它具有能够在单一频谱上显示多种食品成分的优点,并可借助于自动化提供快速的高通量分析。

Monakhova等人于2013年进行了一项研究,探讨NMR波谱是否可用于识别奶酪和冰淇淋仿制品。这些是以非乳品成分替代乳脂肪和(或)乳蛋白成分的产品,如大豆、淀粉或蔬菜等替代品。在冰淇淋仿制品中,植物油脂经常被用作牛奶脂肪的廉价替代品。

利用Bruker AVANCE波谱仪配合Bruker自动样本更换器,研究人员对109个奶酪样本和112个冰淇淋样本进行了分析。首先,在一个被称为Weibull-Stoldt(韦伯斯 – 托尔特)法的过程中,他们用水解法从产品中提取脂肪部分。

通过NMR波谱和主要成分分析(PCA),他们发现根据其脂肪酸图谱,仿制品与真正的产品形成了不同的组群。在奶酪产品中的区别最为明显,而在冰淇淋中,因为其它微小化合物的变异性,使得区别较为模糊。

然后,研究人员就可以使用加载图来识别能区分乳脂肪与植物脂肪的关键波谱区域。

此外,他们发现特定奶酪具有不同的脂肪酸图谱,这让他们可以使用该技术来识别来自Gouda(高达)、Feta和Emmental(埃默河谷)的Edam(伊丹)奶酪。

NMR波谱不只是能提供定性信息。通过将NMR数据与气相色谱法相关联,Monakhova等人能够表明,该技术可用于准确地量化样本中的脂肪酸成分。

研究人员说,他们的发现显示了NMR技术提供快速乳品分析的潜力。他们注意到,因为它能提供广泛的波谱信息,因而对于非靶向分析十分理想;而且,通过与自动化相结合,可实现在短时间内对大量样本的分析。因此,可以证明它是一种极具价值的工具,可用于乳品行业中食品样本分类以及造假检测。

参考文献

  • Monakhova Y等;“利用NMR波谱和化学计量学识别基于蔬菜脂肪的奶酪、冰淇淋仿制品”;International Journal of Food Science 2013;367841
  • Sharma K、Paradakar M;“三聚氰胺掺假丑闻”;Food Security 2010;2: 97-107