质谱与光谱学
《食品欺诈和食品学完整指南》
7月7日2022
从西班牙橄榄油和100%牛肉汉堡,到法国葡萄酒和阿拉比卡咖啡,食品和饮料产品并不总是像它们看起来的那样。无论是偶然的还是恶意的,欺诈已经困扰这个行业几个世纪了。最早的案例可以追溯到罗马帝国,当时历史学家记录了掺假油和酒的事件。
的预防食品欺诈智库密歇根州立大学将食品欺诈定义为“一个集合术语,包括为了经济利益而对食品、食品成分或食品包装、标签、产品信息或关于产品的虚假或误导性陈述,可能会影响消费者健康。”
尽管近年来取得了巨大进展,但消费者品牌协会估计,美国和美国之间的食品欺诈给全球行业造成了巨大损失300亿到400亿美元每年。从巧克力到婴儿配方奶粉,大约10%的商业产品都受到了欺诈的影响。如果考虑到消费者健康和品牌声誉受损等额外成本,这一数字甚至更高。
用科学解决食品欺诈问题
科学在帮助防止食品欺诈和保护消费者、品牌和供应链各方的利益方面发挥着关键作用。分析技术因样品类型、实验室设备和分析目标的不同而有很大差异。
下面,我们将深入了解食品欺诈以及为解决这一全球性问题而采取的措施。
食品欺诈研究的起源
哈维·华盛顿·威利博士是印第安纳州普渡大学的化学教授,他是食品欺诈检测方法的先驱。他从检测糖和糖浆中葡萄糖的方法开始,最终在1881年发表了一篇关于这个主题的论文。
威利随后开发了检测牛奶中甲醛的方法。在19世纪th世纪以来,这种致癌和剧毒的化学物质被添加到受欢迎的乳制品中以延长保质期。威利和他的“毒药小组”在19世纪后期成为全球头条新闻,因为他们调查了美古战争期间为军队提供食物的“防腐牛肉”。
虽然有人建议美国陆军部长从古巴和波多黎各当地采购牛肉,但他坚持支持美国的肉类加工业。在运输过程中使用化学物质保存罐装牛肉,这导致了大范围的食物中毒和士兵死亡。这一事件迅速升级为一场政治丑闻,威廉·麦金利总统被迫要求美国陆军部长辞职。
防腐肉丑闻永远地改变了美国食品和饮料行业的面貌。它引发了对新的现代食品安全法的呼吁,并导致了1906年《纯净食品和药物法》的出台。该法案为食品和饮料行业的问责制和透明度设定了新标准,但它并没有完全消除欺诈。
以下是一些持续受到食品欺诈困扰的最常见产品:
橄榄油
油通常用更便宜的替代品代替或混合,如菜籽油或葵花籽油。
海鲜
鲷鱼和黄尾金枪鱼等鱼类被贴上了错误的标签,以增加利润或逃避海洋保护法。海洋慈善组织Oceana最近一项基于dna的研究发现,海鲜欺诈在加拿大普遍存在。从超市和餐馆采集的样本中,近50%的样本被贴错了标签,其中包括金枪鱼被替换成可导致严重胃肠疾病的海棠鱼。
其他乳制品
奶牛和其他动物的牛奶被稀释或加入粉末以增加乳脂性。添加补充剂来增加蛋白质含量也是困扰乳制品行业的一个问题。2008年,中国奶业他因在配方奶粉中添加三聚氰胺以增加蛋白质含量而被捕。估计有30万名婴儿患病,其中几名死于致命的肾脏损伤。
蜂蜜和枫糖浆
玉米糖浆、糖浆、葡萄糖、果糖和甜菜糖等替代品被用来稀释优质蜂蜜和枫糖浆产品。
咖啡和茶
低质量的咖啡被误认为来自哥斯达黎加和危地马拉等令人垂涎的咖啡种植区。也可以用干树叶、树枝甚至木屑来切茶。
香料
从牛至、姜黄到辣椒粉、八角茴香,各种香料价格昂贵,而且经常出现使用人造色素、香料和不正宗配料的食品欺诈。
有机产品
有机产品的价格通常高于非有机产品,因为它们的生产成本更高。在过去的十年里,对有机产品需求的增长引发了虚假有机标签的激增。
打击食品欺诈
在美国,明尼苏达大学的食品保护与防御研究所(FPDI)正在带头打击食品欺诈。该研究所的成立是为了减少食品系统内的欺诈活动,保护生产者和消费者的利益。
FPDI网站上写道:“该研究所对破坏有着敏锐的眼光,专注于减少食品供应链中任何一点的潜在污染,并高度优先考虑解决可能对公众健康或经济造成灾难性损害的食品系统的潜在威胁。”
食品欺诈分类
FPDI将食品欺诈分为以下几类:
掺假
成品被假冒成分污染了
篡改
正品改良,通常是为了破坏品牌或伤害消费者
所讲的
超出生产协议的正品生产
盗窃
正品从厂家偷来,非法销售
转移
正品在合法市场之外非法销售
模拟
假冒产品冒充正品
假冒
整个产品都是假的,伪装成正品
食物经济学的出现
食品欺诈是一个全球性问题,具有广泛的经济、公共卫生和环境后果。为了解决这个问题,科学家们正在研究一门叫做雷电竞网址食物学的新学科。在一篇发表在《食品,作者将食品经济学描述为“一门通过应用组学技术探索食品和营养领域的学科”。这门学科采用了高分辨率技术,如质谱、核磁共振和下一代测序,以及各种数学和计算机工具来处理和解释数据。”
什么是组学技术?
遗传学研究是最早获得诺贝尔奖的学科之一“组学”后缀.这扩大了对整个基因组的研究,而不是单个基因和变异。
“高通量技术已经彻底改变了医学研究。基因分型阵列的出现使大规模的全基因组关联研究和检测全球转录水平的方法成为可能,这催生了“整合遗传学”领域,”发表在《基因组生物学》杂志上的一项研究的作者写道。“其他组学技术,如蛋白质组学和代谢组学,现在经常被纳入生物研究人员的日常方法中。”
食品经济学的全球作用
在全球范围内,食品经济学不仅有可能打击食品欺诈,而且有可能改善公共卫生和应对气候变化。在一个营养学前沿文章,作者强调食物学是满足无数健康、营养和环境目标的关键。
文章写道:“在完整的化学和数量多样性上定义食物成分,对于支持营养和可持续饮食的数据驱动决策至关重要。”
食品欺诈的分析检测方法
分析技术在预防食品欺诈方面发挥着关键作用。一般来说,测试可以分为目标测试和非目标测试。让我们来仔细看看下面的每一个:
目标测试方法
有针对性的方法使用高度特异性的真实性标记来评估纯度和检测食品欺诈。雷电竞网址科学家们依赖各种技术,包括传统的湿化学方法和先进的液相色谱质谱法。PCR检测和DNA测序被广泛应用于食品分析实验室。QuEChERS固相萃取用于筛选有机产品,检测农药,除草剂和杀菌剂的痕迹。
非目标测试方法
非靶向方法使用化学指纹来检测食品欺诈,而不是特定的标记。这扩大了分析范围,并允许科学家评估纯度和检测未知污染物。雷电竞网址多种分析方法用于非靶向分析,包括MALDI(基质辅助激光解吸/电离)结合飞行时间质谱(MALDI- tof MS)来开发分子剖面。
“基本的想法是,样品可以与一组已知的经过验证的真实材料进行测试,以确定其成分是否在一个参数范围内,以表明它没有掺假。”解释食品分析科学家雷电竞网址Karen Everstine博士,公共卫生硕士,和Jennifer van de Ligt。“如果情况并非如此,则可以认为样品可能掺假,有针对性的检测可以确认掺假的性质。”
核磁共振(NMR)、拉曼光谱和近红外(NIR)光谱等技术与下一代化学计量学软件相结合,以分析食物样本。液相色谱也与高分辨率检测方法一起使用,如质谱(MS)和串联质谱(MS/MS)。
在整个供应链推行问责制
在过去的几年里,组学技术、数据分析和供应链软件的进步极大地改善了非目标测试。展望未来,Everstine和van de Ligt表示,非针对性测试将更容易发现欺诈行为,并直接追踪到罪魁祸首。
他们补充称:“这种透明度会将被发现的风险提高到一定程度,从而降低欺诈的普遍程度。”
欺诈并不是食品和饮料行业唯一的担忧,沙门氏菌等细菌是主要的公共健康风险。了解更多关于食品分析检测在预防沙门氏菌和其他食源性疾病爆发方面所起的重要作用“你能检测食物中的沙门氏菌吗?”