特邀综述：揭示在液态牛乳中掺入复原乳的欺诈行为——分析技术的批判性综述

《Journal of Dairy Science》：Invited review: Uncovering fraudulent addition of reconstituted milk in liquid bovine milk—A critical review of analytical techniques

　　

本综述概述了已发表的用于检测在液态牛乳中（欺诈性）添加复原牛乳的分析技术，并确定了哪些技术最适合识别在具有经济意义的水平上以复原牛乳部分替代液态牛乳的情况。这些分析技术的评估以10%复原乳掺入检测限为标准。共纳入30项研究，分别归类为II型热指示剂（type II heat indicators）、光谱技术（spectroscopic techniques）、组学技术（omics techniques）及其他技术。添加的复原乳粉在液态乳中的最低可检测水平变化很大，范围从0.5%到50%，高度依赖于复原乳和液态乳的脂肪含量及热处理条件。当液态乳和复原乳具有相似脂肪含量和可比加工历史时，大多数技术的灵敏度下降。在许多情况下，灵敏度甚至不足以可靠地识别在经济相关水平的掺假。近期许多出版物描述了基于组学的技术，这些技术在检测液态乳中欺诈性添加复原乳方面显示出巨大潜力，尽管这些技术在许多情况下需要通过将技术应用于反映典型掺假实践的样本集来进一步探索其潜力。总之，欺诈性添加复原牛乳至液态牛乳的检测至今仍具有挑战性和相关性。

**论文解读：液态牛乳中掺入复原乳的分析技术综述**

**研究背景与问题**
原料乳是一种易腐烂且运输和冷藏成本高昂的食品，其价格常波动。为延长货架期并改善处理，原料乳常通过巴氏杀菌（pasteurization，72°C/15 s）、灭菌（sterilization，112°C/15 min）或超高温处理（ultra-high temperature, UHT，136–145°C/2–8 s）进行热处理。乳也可通过三步工艺制成粉末：巴氏杀菌、蒸发浓缩、喷雾干燥（约250°C热空气，平均停留时间10–30 s）。乳粉与UHT乳一样是国际贸易商品。消费者通常更看重“鲜乳”而非复原乳或重组乳。复原乳（reconstituted milk）定义为“通过向产品干制或浓缩形式中添加水，以重新建立指定水-固形物比例的产品”（Kneifel, 2003）。当每升复原乳的交付成本低于原料乳足够幅度时，替代在经济上具有吸引力。通常掺假水平约为5–50%（wt/wt）（Madkour和Moussa, 1989; Romero Gonzalez等, 2019）。从监管角度，10%（wt/wt）的替代水平应易于检测。欺诈发生在加工商故意不声明复原而将产品标为“鲜”并赚取差价时。自20世纪50年代以来，复原乳替代液态乳在中东、非洲和加勒比地区的合法“重组乳”市场中常见。欧盟允许复原，但需在标签上注明；中国已禁止在灭菌乳中使用复原乳；马来西亚也在审查相关法规。

本研究旨在概述已发表的用于检测液态牛乳中欺诈性添加复原牛乳的分析技术，并确定哪些技术最适合识别在经济上有意义的替代水平。论文发表在《Journal of Dairy Science》。

**主要关键技术与方法**
研究人员通过检索Scopus、ScienceDirect和Google Scholar等数据库，筛选出30篇相关论文，分为4类：A）II型热指示剂测定，包括乳果糖（lactulose）、糠氨酸（furosine）和羟甲基糠醛（hydroxymethylfurfural, HMF）的定量分析（采用高效液相色谱HPLC、分光光度法等方法）；B）光谱技术，包括紫外-可见光（UV-VIS）、近红外（NIR）、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）；C）组学方法，包括代谢组学（metabolomics）、蛋白质组学（proteomics）、肽组学（peptidomics）和脂质组学（lipidomics），采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）、二维核磁共振（2D NMR）、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）等；D）其他技术，包括分光光度法、电子鼻、聚合酶链反应（PCR）、伏安指纹法、稳定同位素分析（IRMS）和凯氏定氮法（Kjeldahl）。样本队列来源：全部研究发表于英文文献，未限定具体地域，但部分研究使用了商业样本或自制样本。

**研究结果**

**II型热指示剂测定**
II型热指示剂包括乳果糖（lactulose）、糠氨酸（furosine）和羟甲基糠醛（HMF）。乳果糖由乳糖热异构化生成，用于区分UHT乳与灭菌乳。糠氨酸用于区分热处理强度并评估复原乳添加。中国农业行业标准曾用乳果糖和糠氨酸含量及比值判定巴氏杀菌乳和UHT乳中是否存在复原乳。通过反相高效液相色谱（RP-HPLC）、分光光度法等检测，检出限（LOD）从3%到50%（wt/wt）不等。当液态乳和复原乳脂肪含量和加工历史相似时，LOD显著升高（如Ho等2024年达50%）。单独使用糠氨酸的LOD为5–6%。将糠氨酸与HMF或乳果糖结合未必改善检出能力。这些方法稳健、重现性好、设备成本中等，但糠氨酸和乳果糖含量受储存温度影响（>30°C），灰分含量变异也影响检测，因此作为法庭证据存疑。

**光谱技术**
光谱技术包括UV、VIS、NIR和荧光光谱。多篇研究针对原料乳中掺入乳粉的检测，但现实欺诈更可能发生在原料乳供应不足的市场。针对巴氏杀菌乳，LOD报告为2.5%（Madkour和Moussa, 1989）、12.885%（Chu等, 2024）和20%（Liu等, 2017）。LOD差异源于样本特性：液态乳加工历史（原料、鲜乳或巴氏杀菌）和乳粉脂肪含量（脱脂到全脂）。两个假设：（1）液态乳热处理程度增加可能减少与复原乳的光谱差异；（2）脂肪含量差异越大越利于区分。光谱技术重现性和稳健性可能不足，且需要综合数据库和化学计量学建模。

**组学方法**

**代谢组学**
Tan等（2021）建立了从非靶向到多反应监测（MRM）的液相色谱-质谱（LC-MS）流程，用于区分UHT乳与复原乳（相同脂肪百分比）。通过非靶向代谢组学（UPLC-Q-TOF MS）发现36个正离子和24个负离子模式特征作为候选生物标志物，后续靶向分析初步鉴定19种化合物，主要为磷脂、肽和核苷酸。但未测试混合物，无法评估其经济相关掺假水平（10%）的检测能力。Cui等（2019）采用核磁共振（NMR）结合化学计量学鉴别UHT乳与复原乳，鉴定出L-肉碱、琥珀酸和乙酸盐等生物标志物，偏最小二乘（PLS）分析显示良好分离，但同样未进行掺假混合物实验。

**蛋白质组学**
Chen和Zang（1992）用毛细管电泳（CE）检测β-酪蛋白/α-乳白蛋白比值，发现复原乳中乳清蛋白显著减少，可检测新鲜脱脂乳中25%的复原乳掺假，但未测试UHT乳与实际掺假场景。Calvano等（2013）采用二维电泳（2-DE）和MALDI-TOF MS分析乳清和酪蛋白，在原料乳和巴氏杀菌乳中检出1%的粉末乳，但未描述掺假样品制备细节，未包含UHT乳及同脂肪比例样本。Du等（2020）采用UPLC-Q-TOF-MS分析完整蛋白和酶解肽段，通过中等级别数据融合检测全脂乳中0.5%的掺入，但未明确热处理方式。

**肽组学**
Tan等（2022）采用UPLC-Q-TOF MS结合化学计量学，对UHT乳与复原乳的肽谱进行非靶向分析，PCA和PLS显示分离潜力，但未进行经济相关掺加水平的实验，稳健性和重现性未评估。

**脂质组学**
Cui等（2021）使用UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS进行脂质组学研究，从非靶向数据中筛选出15种脂质（包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺及其降解产物溶血磷脂酰乙醇胺、心磷脂）作为区别生物标志物，但同样未评估实际掺假水平下的适用性。

**其他技术**
其他技术包括分光光度法（LOD 2.5%）、稳定同位素比质谱（IRMS，δD和δ¹⁸O反映水特征）、PCR（加热影响DNA检测）、硝酸滴定法（LOD 4%）、伏安指纹法（LOD 6%）、凯氏定氮法（LOD 50%）等。部分研究仅分析原料乳，未涵盖UHT乳。IRMS受多个非加热因素影响（如饲料、地理来源），不适合作为主要检测方法。

**适合执法的技术评估**
最现实的欺诈场景是向UHT乳中添加相同脂肪含量的复原乳。在30项研究中，8项（9种方法）报告低于10%的检测限，包括Madkour和Moussa（1989）、Lin等（1991）、Wang和Zhang（2011）、Calvano等（2013）、Gheisari等（2018）、Du等（2019, 2020）、Nikolaou等（2020）。但针对UHT乳，仅有Gheisari等（2018）的硝酸滴定法被评估，且仅测试一个液态乳样本和三种乳粉。其他方法仅在巴氏杀菌乳中验证，UHT乳数据缺失。近期组学方法展现出潜力，但大多未测试实际掺假混合物，且样本量小（至多30），存在过拟合风险。组学方法资源密集、需大量专业知识和时间。

**讨论与结论**
本综述评估了多种检测液态乳中欺诈性添加复原乳的分析方法。尽管部分方法在巴氏杀菌乳中实现低于10%的检测限，但针对UHT乳的证据有限，多数方法尚不适合执法用途。在巴氏杀菌乳中检测限低于5%的方法以及近期的LC-MS组学方法具有前景，但它们在UHT基质中的表现尚未充分评估。未来工作应优先使用反映商业变异性（不同脂肪含量和产地）的混合样本进行系统验证，包括建立稳健性和重现性标准，以开发常规欺诈控制的可靠工具。

**研究结论**
本综述评估了多种检测液态乳中欺诈性添加复原乳的分析方法。尽管部分方法在巴氏杀菌乳中报告了低于10%的检测限，但目前针对UHT乳的证据有限，大多数方法尚不能认为适用于执法目的。在巴氏杀菌乳中实现低于5%检测限的方法以及近期的基于LC-MS的方法显示出特别的前景，但其在UHT基质中的表现仍未得到充分评估。未来的工作应优先考虑使用混合样本和商业相关的变异性（包括不同脂肪含量和产品产地）进行系统验证（包括建立稳健性和重现性标准）。这些努力对于建立用于常规欺诈控制的稳健、可靠工具至关重要。