《Food Safety and Risk》:Assessment of raw milk quality and water adulteration across milk value chain in West Hararghe Zone, Eastern Ethiopia
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掺水是牛奶欺诈最常见的形式之一,会降低营养质量并危害消费者安全。然而,关于东埃塞俄比亚西哈拉尔盖地区牛奶价值链中掺水程度的信息有限。因此,本研究评估了从Chiro、Hirna和Mieso地区不同牛奶链参与者收集的生乳的化学组成和掺水情况。共随机收集了108份生
掺水是牛奶欺诈最常见的形式之一,会降低营养质量并危害消费者安全。然而,关于东埃塞俄比亚西哈拉尔盖地区牛奶价值链中掺水程度的信息有限。因此,本研究评估了从Chiro、Hirna和Mieso地区不同牛奶链参与者收集的生乳的化学组成和掺水情况。共随机收集了108份生乳样本,来自生产者、收集者和服务提供者,并使用MilkoScan仪器进行分析。测定了脂肪、蛋白质、乳糖、非脂乳固体(SNF)和掺水程度,同时定性评估了淀粉和脱脂奶粉。生产者牛奶样本表现出显著更高的脂肪(4.28%)、蛋白质(3.28%)和SNF(8.36%)含量,高于从收集者和服务提供者获得的样本。最高的乳糖含量(4.11%)记录在Hirna地区,而最大的掺水程度(13.2%)出现在Mieso地区的服务提供者样本中。Pearson相关分析显示掺水与牛奶组成之间存在强负相关,相关系数脂肪为-0.95,SNF为-0.91,蛋白质为-0.89,乳糖为-0.83(所有P ≤ 0.002),表明掺水增加与乳固体逐步减少相关。在任何样本中均未检测到淀粉和脱脂奶粉,但在整个供应链中观察到掺水,从生产者到服务提供者增加。尽管大多数生产者和收集者样本符合埃塞俄比亚生牛乳标准,但随着掺水增加,化学组成明显恶化。这些发现强调了常规牛奶质量监测、更强监管执法和意识提升计划的必要性,以最小化掺假并保护消费者健康。
论文解读
研究背景:埃塞俄比亚拥有非洲最大的牲畜数量,牛奶年产量约33.2亿升,占全国奶产量的91%。尽管生产潜力巨大,但牛奶质量保持仍是重大挑战。牛奶作为高营养食品,其化学组成(脂肪、蛋白质、乳糖、非脂乳固体SNF)是加工、定价和消费者接受的关键指标。然而,在发展中国家,蓄意掺假(尤其是掺水)是威胁牛奶质量的主要问题,它通过增加体积降低营养浓度,并可能引入病原微生物。在东埃塞俄比亚西哈拉尔盖地区,关于牛奶价值链中掺水程度及其对化学组成影响的信息有限,缺乏证据支持干预措施。因此,研究人员开展本研究,评估该地区三个地区(Chiro、Hirna、Mieso)不同牛奶链参与者(生产者、收集者、服务提供者)的生乳化学组成和掺水程度,为常规质量监测、监管执法和消费者保护提供依据。论文发表在《Food Safety and Risk》。
主要关键的技术方法:研究人员从西哈拉尔盖Zone的Chiro、Hirna和Mieso三个地区随机收集108份生乳样本,每个地区从生产者、收集者、服务提供者各12份样本(共36份/地区),样本在无菌条件下冷链运输至实验室。使用MilkoScan仪器(基于近红外光谱NIRS和偏最小二乘回归PLSR)分析脂肪、蛋白质、乳糖、SNF含量,并通过冰点转换间接测量掺水百分比。淀粉和脱脂奶粉通过定性化学检测(碘液和硝酸反应)评估。统计方法采用方差分析(SAS 9.1)、最小显著差异检验(LSD)和Tukey HSD检验(P<0.05),以及Pearson相关分析。
研究结果:
**Extent of water adulteration in the three districts**
- **Extent of water adulteration at different value chain in Chiro**:通过MilkoScan分析,Chiro地区生产者样本掺水最低(1.93%),显著低于收集者(3.20%)和服务提供者(9.89%)(P<0.05),表明掺水沿价值链增加。
- **Extent of water adulteration at different supply chain nodes in Mieso District**:Mieso地区同样趋势,生产者掺水5.74%,收集者7.50%,服务提供者最高13.20%(P<0.05),质量恶化明显。
- **Extent of water adulteration at different supply chain nodes in Hirna District**:Hirna地区生产者掺水3.80%,收集者9.40%,服务提供者11.30%(P<0.05),收集者水平已较高,表明早期稀释。
**Analysis of chemical composition of raw milk in the three districts of west Hararghe**
- **Chemical composition analysis of raw milk in Chiro District along its value chain**:
- **Fat percentage**:生产者脂肪含量最高(4.28%),显著高于收集者(3.78%)和服务提供者(3.17%)(P<0.05),与掺水增加一致,生产者、收集者符合欧盟标准(≥3.5%),服务提供者不达标。
- **Solid nonfat content**:SNF从生产者8.36%降至服务提供者8.12%(P<0.05),所有样本低于欧盟标准(8.5%)但符合埃塞俄比亚标准(≥8.0%)。
- **Lactose content**:乳糖从生产者3.74%降至服务提供者3.49%(P<0.05),低于欧盟标准(4.2%)但符合埃塞俄比亚标准。
- **Protein content**:蛋白质从生产者3.28%降至服务提供者3.04%(P<0.05),所有样本符合欧盟(≥2.9%)和埃塞俄比亚标准。
- **Chemical composition analysis of raw milk in Meiso District along its value chain**:
- **Fat percentage**:生产者脂肪3.63%,收集者3.39%,服务提供者2.91%(P<0.05),仅生产者符合欧盟标准。
- **Solid Not Fat Content (SNF)**:SNF从生产者8.10%降至服务提供者7.61%(P<0.05),生产者符合埃塞俄比亚标准,收集者和服务提供者不达标。
- **Lactose content**:乳糖从生产者3.76%降至服务提供者3.18%(P<0.05),均低于欧盟标准。
- **Protein content**:蛋白质从生产者3.18%降至服务提供者2.73%(P<0.05),生产者、收集者符合欧盟标准,服务提供者不达标。
- **Chemical composition analysis of raw milk in Hirna District along its value chain**:
- **Fat percentage**:生产者脂肪4.23%,收集者3.75%,服务提供者3.73%(P<0.05),生产者、收集者符合欧盟标准,服务提供者不达标。
- **Solid not fat**:SNF从生产者8.31%降至服务提供者8.22%(P<0.05),均低于欧盟标准但符合埃塞俄比亚标准。
- **Lactose content**:生产者乳糖4.11%,服务提供者3.89%,所有样本符合埃塞俄比亚标准。
- **Protein content**:蛋白质从生产者3.26%降至服务提供者3.14%(P<0.05),所有样本符合欧盟和埃塞俄比亚标准。
**Correlation analysis**:Pearson相关分析显示,掺水与所有化学组成显著负相关,脂肪(r=-0.95,P<0.001)、SNF(r=-0.91,P<0.001)、蛋白质(r=-0.89,P<0.001)、乳糖(r=-0.83,P=0.002),表明掺水增加导致乳固体逐步降低。
讨论总结:研究人员在讨论部分指出,掺水是唯一检测到的掺假物,其水平沿价值链从生产者到服务提供者递增,最高值出现在Mieso服务提供者(13.20%),低于巴基斯坦和肯尼亚等地的报道,但仍构成质量风险。脂肪因与掺水最强负相关成为最敏感指标;蛋白质、SNF和乳糖也显著下降,但部分样本符合埃塞俄比亚标准。掺水可能引入微生物,危害消费者健康,尤其婴幼儿。研究结论部分翻译如下:Water was the only adulterant detected in raw milk collected from the three districts, and its prevalence increased from producers to service providers. Water adulteration was associated with reductions in fat, protein, lactose, and solids-not-fat contents. Although producer and collector samples generally complied with Ethiopian standards, milk from service providers showed greater quality deterioration. Routine quality monitoring, stronger regulatory enforcement, and awareness programs for dairy value chain actors are recommended to minimize milk adulteration and protect consumers.(掺水是从三个地区收集的生乳中唯一检测到的掺假物,其流行率从生产者到服务提供者增加。掺水与脂肪、蛋白质、乳糖和非脂乳固体含量降低相关。尽管生产者和收集者样本通常符合埃塞俄比亚标准,但来自服务提供者的牛奶表现出更大的质量恶化。建议进行常规质量监测、加强监管执法以及为乳制品价值链参与者开展意识提升计划,以最小化牛奶掺假并保护消费者。)