莎拉·霍尔顿发现,在最近的食品丑闻之后,分析化学比以往任何时候都更受消费者的青睐

我们理所当然地认为,我们买的食物和饮料就是他们所说的那样,不会伤害我们。只有当出现严重问题和负面新闻时,我们才会意识到我们的信任可能是错的,但食品欺诈有多种形式,不一定是故意的。产品可能被掺假,含有未申报或被错误识别的成分,或被稀释。它可能被恶意、意外或意外污染。该产品可能已经重新贴上了新的有效期标签,以隐藏已完成的保质期。也可能是假的。

许多最令人震惊的头条新闻都是关于产品掺假的,这可能对公众健康构成巨大风险。最糟糕的例子之一是2008年中国丑闻将富含氮的芳香化合物三聚氰胺添加到奶粉中,以增加其氮含量,从而增加其表观蛋白质水平。6名婴儿死亡,5万多名婴儿住院。我们理所当然地认为,我们买的食物和饮料就是他们所说的那样,不会伤害我们。只有当出现严重问题和负面新闻时,我们才会意识到我们的信任可能是错的,但食品欺诈有多种形式,不一定是故意的。产品可能被掺假,含有未申报或被错误识别的成分,或被稀释。它可能被恶意、意外或意外污染。该产品可能已经重新贴上了新的有效期标签,以隐藏已完成的保质期。也可能是假的。

斯特林格上海/路透社/ Corbis

婴儿配方奶粉掺入三聚氰胺破坏了中国人对食品的consumers’信心

2005年,在英国伍斯特沙司的一个品牌中发现了被禁用的基因毒性偶氮染料苏丹1的痕迹。化学检测工作将其源头追溯到掺假的辣椒粉,数百种含有该酱汁的产品也被召回。虽然没有人患病,但这凸显了一起污染事件可以迅速蔓延到多么广泛的范围。

并不是所有的产品掺假都有安全风险,但是马肉的检测2013年,汉堡和派等各种牛肉产品中添加的不饱和脂肪酸仍然在英国引起了巨大的抗议。在没有标签声明的羊肉和牛肉产品中也发现了机械回收的鸡肉和火鸡。也曾发生过一些替换事件,在当地的薯条中,被当作鳕鱼或黑线鳕出售的鱼被鳕鱼或越南河皮鳕鱼取代。

伪劣产品

但是可以检测到的东西是有限的,安格斯·奈特解释说,他是食品安全和产品完整性的研发经理Leatherhead食品研究在英国。他说:“人们希望能够说产品中不含马肉,但你只能说不到一定的量。”例如,美国食品药品监督管理局FDA对意外混合的限制意味着在番茄汁中每100克可以有四个苍蝇蛋和一个蛆,因为这低于检测的限制!”

替代品也出现在植物产品中,比如长粒大米伪装成更昂贵的印度香米或泰国茉莉米。一位公共分析人士说,在大米上喷泰国香氛可以让它闻起来像真品一样莉斯莫兰英国诺维奇的公共分析科学服务公司。这就排除了使用感官测试进行鉴定,使DNA分析成为最好的技术。

生产商倾向于少报脂肪含量,而多报蛋白质含量

夸大产品中肉类的含量是很常见的,比如香肠和肉饼中会添加脂肪和软骨。她说:“我们测试氮含量,并由此得出蛋白质含量。”“我们现在也在寻找羟脯氨酸,这种氨基酸只存在于软骨和皮肤中,由此我们可以计算出有多少结缔组织存在。”脂肪含量也被测量。”Combined with DNA testing to identify the animal, the proportions of ‘proper’ meat, fat and gristle can be calculated.

莫兰补充说:“这些测试可以应用于各种不同的食物来测试营养成分,所以我们做的另一件事是检查食品上的营养信息。”“生产商倾向于少报脂肪含量,多报蛋白质含量。”

并不是所有的食品污染都是故意的——它可能是在加工和处理过程中产生的,随着分析技术变得更加敏感,微量的样品可以从一次运行转移到下一次,更有可能被检测到。试图理解可能会发现什么会进一步增加复杂性。“如果一家屠宰场生产了100吨猪肉,那么接下来的100吨牛肉中会有多少猪肉?”的调查分析首席科学家艾伦·诺曼(Ellen Norman)说阅读科学服务.“什么构成欺诈?正常的工作惯例是什么?””

斯特林格上海/路透社/ Corbis

英国被曝出一些即食食品中的牛肉实际上是马肉,这让英国感到震惊

马肉事件也凸显了分析的一个真正问题——罕见事件可能出现假阳性。即使测试的准确率为99%,其中一个事件发生的频率很低(例如,1000个样本中有一个),那么假阳性结果发生的可能性比真阳性结果高10倍。“有多少人明白这一点,有多少人知道他们的测试结果的真正准确性,尤其是对未经验证的测试?”奈特说。正如他解释的那样,样品应始终分为三种——用于分析的样品、所有者保留的样品和参考样品。在任何可能的情况下,都应该使用经过验证的测试方法,因为它们是最难挑战的。

奈特说:“误报会带来严重后果,公司可能因此失去一份合同。”有一些例子表明,已知只有牛肉的测试材料对马产生了假阳性,而已知含有马的样本却给出了假阴性。

即使该物种如宣传的那样,其来源也可能被贴上错误的标签。DNA分析在这方面帮助不大,但同位素比率分析可以深入了解地理来源。莫兰说:“通过观察肉或鱼中碳、氢、氮和氧的不同同位素的比例,我们就能知道这种动物吃的是什么植物。”

例如,英国肉类与从阿根廷进口的牛肉或从新西兰进口的羊肉之间的差异很大。莫兰说:“未知数可以与真实样本的数据库进行比较,看看同位素比率是否匹配。”“这可以用于任何种类的食物,无论是植物还是动物。”

实验室服务公司的科学顾问经理迈克尔·沃克(Michael Walker)说:“由于与饮食有关,这项技术也可以用来区分野生鱼和养殖鱼。LGC总部位于英国特丁顿。“我很高兴吃人工养殖的鲑鱼,但我想知道它是不是人工养殖的。”There’s a real need for more data on the natural prevalence of isotope ratios and what the variation is.

发现问题

在食品中找出已知的掺假物是一回事。找到一个未知的完全是另一回事。即使在光谱上发现了一个意外的峰值,它是什么?“它可能是任何东西,”他说约翰总值他同时也是该校食品欺诈行动的负责人。合成添加剂的性质是固定的;动物或植物成分是一个移动的目标。“如果佛罗里达州的气温上升,橘子中的化学成分就会发生变化。因此,峰值可能会告诉你某事不同,但不是说它是坏的或错误的。”Non-targeted testing can help, by looking for a range of anomalies and then trying to analyse which are important enough to study in detail.

当然,现实世界并不像电视取证那样——不存在一个神奇的盒子,只要按一下按钮,就能识别样本中的所有未知。Leatherhead Food research的化学研究经理雷切尔·伯奇(Rachel Burch)说:“很难向人们解释,除非我们知道自己在寻找什么,否则很难找到。”

化学家鉴别污染物的出发点是对其来源提出问题。伯奇说:“我会做的第一件事就是与客户交谈,询问它是从哪里来的,他们认为可能有什么问题。”“这可能只是由于某种成分在他们的产品中表现不同——可能不太稳定,或者造成了不稳定。”如果问题出在新一批的某种原料上,我们就会试着取以前有用的“好”原料的样品。他们改变消息来源了吗?”

一块大石块外面的一块薄片并不能告诉你中间是什么

食品通常是复杂的混合物,如果没有参照,就很难找出问题所在。诺曼说:“对于一个绝对未知的东西,我们想要一个对照品,这样我们就有东西可以拿来比较。”我们会从广泛而廉价的领域开始缩小范围,然后使用更昂贵的技术。所以我们会从FTIR和NMR等筛选技术开始,也许还有x射线微量分析来了解元素剖面和存在的有机物质。“如果没有任何结果,但有证据表明产品不太正确,可以使用GC-MS或LC-MS。”“但有时我们不知道是否有什么问题,我们会观察两个样本,看看它们是否不同。”

稀释使问题变得更具挑战性,就像苏丹1号的情况一样。在原料中可能很容易发现掺假,但在最终食品中识别微量掺假是很难的。伯奇说,如果掺假物是已知的,那么更敏感的方法就可以对食品起作用。现在有一种动力是建立不同成分的NMR、FTIR和MS谱图,以便发现异常值。伯奇说:“由于天然产物的变化如此之多,建立这样一个数据库是一项艰巨的工作。”

沃克说,问正确的问题是至关重要的。他说:“我们不想为了计算而增加大量的数据运算。”“为什么要进行测试或测量?法律、法规或实践中是否有对结果的限制?”取样代表吗?大块冰冻的冰块外面的一块薄片并不能告诉你里面是什么。”

假货和重新贴标签

假冒产品在潜在回报丰厚的高价值领域尤其成问题,比如葡萄酒和烈酒。它们在有组织的犯罪分子中很受欢迎,因为被发现的惩罚比毒品和枪支走私要低得多。

Norman说,RSSL在对付假冒软件方面做了很多工作。欺诈可能涉及廉价成分的替代,而假冒则涉及对供应链的大规模劫持。这就是假冒雅各布溪葡萄酒的例子,眼尖的人都能认出酒瓶上的“Australia”拼错了。

假伏特加非常普遍。如果它是用工业酒精制成的,产品很可能会被甲醇污染。莫兰说:“如果你在酒吧的停车场花5英镑从别人那里买了一瓶伏特加,如果你喝了它,很可能会让你生病。”“还有伏特加被氯仿污染的例子。一旦其中一个品牌被发现并关闭,另一个品牌似乎就会在其他地方冒出来。”

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假酒可以给你的不仅仅是宿醉—,而且惊人地普遍

但这不仅仅是精确的化学成分,尤其是欺诈行为,比如重新贴上过期产品的标签。去年,麦当劳在中国受到了冲击,当时一家供应商重新贴上过期肉的标签,使其看起来没有问题。一种产品的质地可以说明问题——一块过了最佳状态的饼干会变软,或者蛋糕会比应有的更干燥;一颗糖果可能已经硬到牙齿都要碎了,或者巧克力已经开花了。诺曼说:“你对脂肪和糖的分析是一样的,所以你必须看其他东西。”包装可以说明问题——FTIR显微镜可以用来研究包装中的胶水或塑料,因为“新”包装或用于粘贴替换标签的胶水可能不一样。

预防,而非治疗

在一项审查中提出的建议之一克里斯·艾略特鉴于马肉丑闻,英国政府决定建立一个专家实验室网络。希望这将导致验证和一致的检测方法,可以被世界各地的贸易标准和食品公司使用。诺曼说:“这意味着你无法将阿塞拜疆的一个实验室与英格兰北部的另一个实验室进行比较,也无法判断他们是如何进行测试的,以及是否适合目的。”我们希望该网络能加强这些能力。

面对不断变化的食品欺诈机会,我们必须保持警惕

预防总是比被动的(甚至是主动的)检测和治疗更有效,特别是对于像产品掺假这样容易伪装且很难发现的事情。组织,例如全球食品安全倡议努力使食品安全管理体系实践标准化。食品欺诈问题应在今年年底前纳入指导文件,并将在2016年底前对企业进行审计。

斯平克说,对检测三聚氰胺等任何应对措施的判断,不仅要看其检测三聚氰胺是否存在的能力,还要看其保护作用。这是一个关键的飞跃。我们如何影响供应商不做这种类型的欺诈?我们需要告诉他们我们正在进行测试——如果是秘密进行的,你就会发现这种产品,但我们的目标是让他们一开始就不要把它放进去。”

全球化意味着,一个局部的问题可以迅速跨越国界,影响世界的大片地区——就像牛奶中的三聚氰胺事件那样。因此,整个供应链的可追溯性对预防有真正的帮助。

检测精度的提高,加上复杂检测设备的增加,使得检测范围更广,这对识别和消除食品供应链中的问题来说是一个真正的福音。斯平克说:“我们必须持续监控。”“这不像你把断腿固定好就完事了;这就像糖尿病,病人现在看起来很好,但很快就会恶化。面对不断变化的食品欺诈机会,我们需要保持警惕。

莎拉·霍尔顿,美国波士顿科普作家