圖源:論文
印度科學(xué)研究所(IISc)的研究人員,開發(fā)了一種低成本且有效的方法,可以通過分析蒸發(fā)后的沉積模式,來檢測牛奶中的摻雜物。研究團(tuán)隊(duì)使用該方法測試尿素和水的存在——這兩種是最常見的摻雜物,研究人員認(rèn)為這種技術(shù)也可以擴(kuò)展到其他摻雜物上。
像印度這樣的發(fā)展中國家,牛奶摻假是一個嚴(yán)重問題。在那里,大部分供應(yīng)的牛奶都不符合印度食品安全和標(biāo)準(zhǔn)局規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。為了增加牛奶的體積,經(jīng)常添加水和尿素,這使得摻水的牛奶更白,泡沫更多——這有可能損害肝臟、心臟和腎臟的正常功能。
在這項(xiàng)技術(shù)中,研究人員觀察了蒸發(fā)沉積模式——即當(dāng)像牛奶這樣的液體混合物完全蒸發(fā),導(dǎo)致?lián)]發(fā)性成分消散,而固體或非揮發(fā)性成分以獨(dú)特的模式排列時出現(xiàn)的沉積。
含有和不含有水或尿素的牛奶,顯示出非常不同的蒸發(fā)模式。在未摻水的牛奶中,蒸發(fā)模式包括一個中心的、不規(guī)則的圓球狀圖案。研究發(fā)現(xiàn),水會導(dǎo)致這種獨(dú)特的圖案變形,或完全消失,這取決于添加的數(shù)量,尿素也會完全消除中心圖案。但其作為一種非揮發(fā)性成分,它不會蒸發(fā),而是結(jié)晶,從奶滴的內(nèi)部開始,沿著外圍延伸。
目前的技術(shù),如使用乳量計和尋找牛奶冰點(diǎn)的變化,可用于檢測水的存在,但它們存在局限性。例如,冰點(diǎn)技術(shù)只能檢測牛奶總濃度的3.5%以下的水。此外,盡管有高靈敏度的生物傳感器可用于檢測尿素,但它們很昂貴,而且其準(zhǔn)確性往往會隨著時間的推移而降低。
另一方面,研究團(tuán)隊(duì)利用這種模式分析,能夠檢測到高達(dá)30%的水濃度和稀釋牛奶中低至0.4%的尿素濃度。因此,當(dāng)無法獲得昂貴設(shè)備時,這種技術(shù)可以成為一種方便的替代。
研究人員表示,它可以在任何地方進(jìn)行。它不需要實(shí)驗(yàn)室或其他專門的流程,即使在偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村地方也可以很容易使用。
研究人員認(rèn)為,這種技術(shù)也有可能被擴(kuò)展到測試其他飲料和產(chǎn)品中的摻雜物,這種方法可以用來檢測揮發(fā)性液體中的雜質(zhì),可用于蜂蜜等產(chǎn)品。
此外,一旦所有摻雜物及其組合的模式被標(biāo)準(zhǔn)化,這種方法的簡單性就會使其易于自動化。例如,這一切可以輸入到一個圖像分析軟件,該軟件會將樣品的蒸發(fā)模式照片(即使是用手機(jī)拍攝的照片)與其他標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行比較,以準(zhǔn)確檢測出存在的摻雜物。
接下來,研究人員考慮測試其他的摻雜物,例如形成類似牛奶的乳狀液油和洗滌劑。研究團(tuán)隊(duì)計劃在這個方向上繼續(xù)探索,創(chuàng)建一個對應(yīng)于不同濃度的不同摻雜物圖案庫。
題為Evaporation-Based Low-Cost Method for the Detection of Adulterant in Milk的相關(guān)研究論文發(fā)表在《美國化學(xué)會OMEGA刊》(ACS Omega)上。
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論文原文:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.1c03887