郑 炜，王君玮，赵思俊

（1.中国动物卫生与流行病学中心动物产品安全监测室 农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室，山东青岛　266032；2.北京物资学院，北京　101149）

生猪屠宰前违规使用卡拉胶的检测研究进展

郑 炜1，2，王君玮1，赵思俊1

（1.中国动物卫生与流行病学中心动物产品安全监测室 农业部畜禽产品质量安全风险评估实验室，山东青岛266032；2.北京物资学院，北京101149）

卡拉胶是一种提取自红藻类海草的亲水性胶体，具有强大的保水性，被用于生猪屠宰前使用，以增加机体含水量形成“注胶肉”。本文分析了卡拉胶在生猪屠宰过程中的违法使用及其危害，综述了近红外光谱法、荧光光谱法、低场核磁共振技术等检测注胶后肉品中卡拉胶成分的技术进展。

卡拉胶；注胶肉；食品安全；动物源性产品

卡拉胶（Carrageen）是从红藻类海草中提取出的一种亲水性胶体，又名角叉菜胶、鹿角菜胶、石花菜胶、爱尔兰苔菜胶，1844年首次从海藻中分离出来。其化学组成是由半乳糖及脱水半乳糖组成的多糖类硫酸酯的钙钾钠铵盐，外观呈灰白色或淡黄色粉末，无臭，能与蛋白质形成均一的凝胶［1］。根据硫酸酯结合形态的不同，可将卡拉胶分为7种主要类型：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型。

卡拉胶最显著的特性就是其具有强大的保水性。由于其结构中含有大量氢键极易与水分子结合，以及分子上的硫酸基可以直接与蛋白质分子中的氨基结合，或者通过钙离子等二价阳离子与蛋白质分子上的羧基结合形成络合物［2-4］。在二者共同作用下，卡拉胶复合物巨大的网络结构对自由水有很强的束缚作用，可保持自身重量的10～20倍的水分，但随着卡拉胶添加量的增加，并不能进一步提高肉制品的持水性［5-6］。由于卡拉胶具有较强的增稠和持水性能，往往被不法分子作为粘稠剂、保水剂用于生猪、牛、羊宰前使用，以增加动物机体含水量，获取非法收益。以下对卡拉胶在生猪屠宰中的违法使用及其危害进行阐述，并综述卡拉胶检测方法的最新研究进展。

1　卡拉胶的违规使用及其危害

卡拉胶属于安全、无毒、无副作用的天然食品添加剂［7］。由于卡拉胶具有良好的保水性及其与蛋白质的相容性和交互作用，使用后不仅可改善肉制品的硬度和弹性，赋予产品良好的口感和可切片性，而且可以提高产品的出品率。此外，用作被膜剂覆盖于肉品表面形成保护性薄膜，还可起到保质、保鲜、保香或上光等作用［8］。但是如果将卡拉胶用于生猪屠宰环节以增加猪肉产量，则不仅会改变肉品组成，还会增加致病微生物污染的风险，严重影响肉品质量安全。

在生猪屠宰环节违法使用卡拉胶主要表现在停止喂水前给活猪灌胶的方式。为改善“卖相”，不法商贩往往在灌注的胶水中掺杂防腐剂、血水、工业色素等物质。在没有食品级卡拉胶的情况下，甚至使用工业级卡拉胶、琼脂、黄原胶等化工原料替代，其中重金属的含量超标，将大大增加灌注肉的危害风险。长期食用注胶肉，过量的胶质成分不仅妨碍人体对铁、钙等营养元素的吸收，导致贫血、骨质疏松等疾患，而且还可引起智力发育损害及行为改变，严重者可出现神经功能紊乱。此外，卡拉胶易在高温、酸性环境下发生降解，可能引发胃肠道溃疡、血栓、炎症等病变，严重者还可能出现肿瘤或胃肠道癌症等恶性后果。

2　卡拉胶的检测方法

我国在2001年发布了《畜禽肉水分限量》（GB18394-2001）国家强制性标准，猪肉水分含量要求低于77%。但截至目前尚没有“注胶肉”检测的相关标准或规范［9］。然而，由于注胶肉危害广泛，生猪屠宰中违禁添加案例频发，注胶肉的检测技术也取得了较快进展。

2.1近红外光谱法

近红外光谱技术70年代就已广泛应用于卡拉胶的分析分离和提纯等，近几年逐渐应用于卡拉胶的检测中。Fernadez J P等［10］将FT-MIR红外分析与PLS（Partial least regression）新型分析方法用于工业混合卡拉胶的定量测定，避免了常规测定方法所需的复杂繁琐的样品预处理过程。在室温条件下即可测量溶液状态的卡拉胶样品。杨红菊［2］等人对近红外光谱快速判别注胶肉的研究中表示，采用此方法不需要复杂的前处理技术，扫描分辨率8cm-1，扫描谱区7 500-12 000cm-1，用一阶导数对光谱进行预处理，采用因子化法建立的定性判别模型能很好的对注胶肉进行判别分析。杨志敏［11］在研究中采用近红外光谱技术结合偏最小二乘法建立掺卡拉胶肉中卡拉胶含量的定标模型。孟一等［12］通过采用近红外光谱结合主成分分析和判别分析法建立了注水肉、注胶肉和正常肉的定性判别模型。注水肉中注水量的多少对判别准确率产生影响，当注水量为1.25%～20%时，三种肉的总体判别准确率为94.23%；当注水量为3.75%～20%时，判别准确率提高至96.96%。模型对所有预测集样品的总体判别准确率为94.92%。表明NIR结合PCA法、判别分析法判别注水肉、注胶肉和正常肉具有可行性。采用偏最小二乘法结合PCA分别建立了注水量和注胶量的定量分析模型，经验证，两种模型对预测集样品的预测均方差分别为4.01%和3.87%，预测值与实测值间的相关系数（r）分别为0.9042和0.9128。表明两种模型的预测性能良好。由此可见，目前国内研究中采用最多的检测“注胶肉”的技术是近红外光谱技术，此法不需要复杂的前处理技术，检验快速，具有一定的准确性。

2.2荧光光谱法

黄奇峰等［13］在卡拉胶的荧光光谱特性及其质量浓度预测的研究中发现，卡拉胶溶液样品在390 nm处存在一个激发峰，分别在485 nm、620 nm、660 nm处存在荧光峰，其中660 nm峰较强、485 nm峰较宽且红移。随质量浓度的增加，卡拉胶溶液荧光光谱强度增强，通过主成分分析-BP神经网络训练，对卡拉胶质量浓度的预测准确率达90%以上，当质量浓度高于120μg/mL时，准确率达98%以上。孔凡标等［1］采用荧光光谱法定性检测了橙汁中是否含有卡拉胶，但由于橙汁成分复杂，定量检测还需要进一步的研究。上述研究表明卡拉胶为荧光物质，用荧光光谱法检测“注胶肉”是一种有一定发展空间的研究方法。

2.3 低场核磁共振技术

核磁共振技术于20世纪70年代开始用于卡拉胶的研究分析。卡拉胶具有规律性的重复二糖结构，其中所含的两单元组结构G-D、G-DA图谱易于识读，这是应用该技术分析的重要基础。早在20世纪80年代就已发表了κ、ι型卡拉胶的1H/13C-NMR图谱。十多年后，λ卡拉胶的图谱公布于众［14］。吴艺影等［15］在基于低场核磁共振技术的注胶肉快速检测研究中，以正常猪肉及注射不同种类胶（黄原胶、卡拉胶、明胶、琼脂）的注胶肉为对象，利用低场核磁共振并结合主成分分析法分析处理的检测数据，根据肉品中的水分存在状态及分布结果，对猪肉进行快速检测。发现正常肉与注胶肉之间、各类注胶肉及不同注胶量之间在主成分得分图上具有很好的区分效果。用低场核磁共振技术结合PCA法，不仅可以区分正常肉与注胶肉，还能区分不同种类胶以及同种胶不同质量分数和注射胶水后不同时间的猪肉。

2.4其他分析方法

2000年，Quemener等［16］把甲基化与反相HPLC相结合，对复杂的食品体系中成胶型卡拉胶（κ、ι型）进行定量分析。实验分为三步：（1）样品匀质、冷冻干燥；（2）卡拉胶温和条件下甲基化；（3）HPLC分析释放出的3，6-内醚半乳糖二甲基乙酰化产物。该方法的优点是卡拉胶的分析不受存在的其它水溶性胶体如果胶、褐藻胶等的影响，因而适用于酸奶、牛奶等复杂产品体系中添加的卡拉胶定量分析。

以上检测技术分别在不同侧面实现了对卡拉胶的成分检测，但方法各有其局限性。近年来，随着色谱技术、生物痕量分析技术的发展，新的更敏感的卡拉胶检测技术出现为人类认知卡拉胶、科学使用卡拉胶提供了更有效的技术手段［17-18］。但随着不同组成的卡拉胶在不同屠宰动物中的违法使用，也亟需研究更为敏感、准确、可靠的检测方法用于肉品或动物组织中卡拉胶的痕量检测，以保障肉品的质量安全。

［1］孔凡标，陈国庆，黄奇峰，等.橙汁中卡拉胶的荧光光谱检测［J］.光谱学与光谱分析，2013，33（1）：126-130.

［2］杨红菊，姜艳彬，侯东军，等.注胶肉的近红外光谱快速判别分析［J］.肉类研究，2008，11：62-64.

［3］马申嫣，范大明，严青，等.不同保水剂对可微波预油炸鸡肉串品质的影响［J］.食品与生物技术学报，2009，28（6）：755.

［4］胡国华.食品添加剂在禽畜及水产品种的应用［M］.北京：化学工业出版社，2005：54-56.

［5］施冰心，董庆利，刘宝林，等.增稠剂提高牛肉持水性的配方研究［J］.肉类研究，2010，4：18-20.

［6］杨玉玲，姜攀，贾继荣，等.鸡肉肌原纤维蛋白与卡拉胶混合凝胶质构特性的研究［J］.食品发酵工业，2008，34（6）：16-19.

［7］FAO/WHO.Summary and conclusions of Joint FAO/ WHO Expert Committee on Food Additives， Fifty-seventh meeting［R］. Rome：FAO/WHO，2001.

［8］朱峰，吴厚玖.食品胶在肉制品加工中的应用［J］.肉类工业，2007，11：12-14.

［9］王小军，佴梅.生猪屠宰注水监管中的问题分析［J］.中国动物检疫，2014，31（9）：31-32.

［10］Fernandez J P.， Vazquez J A R.， Tojo E.， et al. Quantitation of κ-，ι- and λ- carrageenans by mid-in-frared spectroscopy and PLS regression ［J］. Analytica Chimica Acta，2003，480：23-37.

［11］杨志敏.应用近红外光谱技术快速检测原料肉新鲜度及掺假的研究［D］. 西安：西北农林科技大学，2011：28-55.

［12］孟一，张玉华，许丽丹，等.近红外光谱技术对猪肉注水、注胶的快速检测［J］.食品科学，2014，35（8）：299-303.

［13］黄奇峰，高淑梅，陈国庆，等.卡拉胶的荧光光谱特性及其质量浓度预测［J］.江南大学学报（自然科学版），2012，11（5）：592-596.

［14］胡亚芹，竺美.卡拉胶及其结构研究进展［J］.海洋湖沼通报，2005，1：94-102.

［15］吴艺影，章倩汝，韩剑众，等.基于低场核磁共振技术的注胶肉快速检测［J］.肉类研究，2013，27（3）：26-29.

［16］Quemener B，Marot C，Mouillet L，et al. Quantitative analysisof hdrocolloids in food systems by methanolysis coupled to reverse HPLC. Part 1. Gelling carrageenans ［J］. Food Hydrocolloids，2000，14：9-17.

［17］ Vipul D，Prajapati P M，Maheriya G K，et al. Carrageenan∶A natural seaweed polysaccharide and its applications ［J］. Solanki Carbohydrate Polymers，2014，105：97-112.

［18］庄恢文，周雪松，张多敏，等.快速分析卡拉胶与结冷胶对高钙奶的稳定性影响［J］.中国食品添加剂，2015，3：146-151.

（责任编辑：白雅娟）

Advances in Research of Detection Techniques for Carrageen Illegally Used in the Pre-slaughtering Pigs

Zheng Wei1，2，Wang Junwei1，Zhao Sijun1
（1. MOA Laboratory of Animal Product Quality and Safety Risk Assessment，China Animal Health and Epidemiology Center，Qingdao，Shandong 266032；2. Beijing Wuzi University，Beijing 101149）

Carrageen is a lyophilic colloid extracted from red algae of sea-plant. Due to its high water retention，carrageen is frequently used in pre-slaughtering pigs to increase the body water concentration， resulting in "glue injection meat". The illegal use of carrageenan in pig slaughtering and its harm to human health were analyzed in this paper. Moreover， advances in research of detection techniques for carrageenan was reviewed， including near infrared spectroscopy， fl uorescence spectroscopy， low fi eld nuclear magnetic resonance technology， and the combination of methylation and reversed phase high performance liquid chromatography technology.

carrageen；glue injection meat；food safety；animal origin product

S859.84

A

1005-944X（2015）09-0069-03

国家农产品质量安全风险评估专项（2015）（GJFP201500803）

王君玮