張曉音，趙圣國(guó)，駱超超，趙慧芬，葉巧燕，蘇傳友，杜兵耀，李松勵(lì)，王加啟

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京100193；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢430070）

0 引 言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于生活水平的要求越來(lái)越高，對(duì)于乳及乳制品的需求也不斷提高，開始由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，乳品質(zhì)量安全也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。乳品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)評(píng)價(jià)其質(zhì)量安全有重要作用，但國(guó)內(nèi)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外不盡相同，并不能充分體現(xiàn)乳及乳制品的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，而相對(duì)密度作為一個(gè)重要理化指標(biāo)，在評(píng)價(jià)乳品質(zhì)量以及對(duì)奶牛的飼料、飼養(yǎng)是否合理方面有一定的指導(dǎo)作用。本文對(duì)我國(guó)及世界主要國(guó)家關(guān)于相對(duì)密度的要求及其檢測(cè)方法進(jìn)行比較，以期能取長(zhǎng)補(bǔ)短，完善我國(guó)乳及乳制品中相對(duì)密度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，更好地發(fā)揮其在產(chǎn)業(yè)中的便利作用，保障乳品安全和消費(fèi)者的健康。

1 相對(duì)密度的定義

相對(duì)密度早期稱為比重，在GB 5009.2-1985《食品的比重測(cè)定方法》中，對(duì)比重進(jìn)行了定義，是指一物質(zhì)的質(zhì)量與同體積同溫度純水質(zhì)量的比值，用表示，一般比重是指20℃時(shí)的比重，用表示，也可用某一物質(zhì)的質(zhì)量與同體積4℃水的質(zhì)量的比值，用表示[1]。在GB 5009.2-2003《食品的相對(duì)密度的測(cè)定》中對(duì)密度和相對(duì)密度分別進(jìn)行了定義，密度是指單位體積中物質(zhì)質(zhì)量，單位為克每毫升，以ρ表示；相對(duì)密度是指一物質(zhì)的質(zhì)量與同體積同溫度純水質(zhì)量的比值，用d表示[2]。在GB 5009.46-2003《乳與乳制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中相對(duì)密度的理化檢驗(yàn)部分，對(duì)牛乳的相對(duì)密度有了確切的定義，指牛乳密度為的牛乳與同體積4℃水的質(zhì)量比值[3]。在GB 5409-85《牛乳檢驗(yàn)方法》中牛乳比重的測(cè)定部分定義牛乳的比重20℃的牛乳與同體積4℃水的重量比值[4]。在GB 5413.33-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳相對(duì)密度的測(cè)定》雖然沒對(duì)相對(duì)密度進(jìn)行定義，但要求了密度計(jì)為20℃/4℃[5]。在最新的GB 5009.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品相對(duì)密度的測(cè)定》中也沒對(duì)相對(duì)密度進(jìn)行定義，但用到的儀器和設(shè)備均要求在20℃時(shí)進(jìn)行[6]，也就是說(shuō)相對(duì)密度是20℃的試樣與20℃同體積水的質(zhì)量比值。

2 我國(guó)及世界主要國(guó)家對(duì)乳品相對(duì)密度的要求

2.1 我國(guó)對(duì)乳品相對(duì)密度的要求

我國(guó)現(xiàn)行有效的GB 19301-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳》中規(guī)定生乳的相對(duì)密度（20℃/4℃）不低于1.027，檢測(cè)方法依據(jù)GB 5413.33-2010中規(guī)定的方法測(cè)定[7]。已經(jīng)作廢的GB 5408-85《消毒牛乳》中規(guī)定消毒牛乳20℃的比重在1.028~1.032之間[8]。GB 6914-86《生鮮牛乳收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定生鮮牛乳的密度（20℃/4℃）不小于1.028，用牛奶密度計(jì)（乳稠計(jì)）（20℃/4℃）測(cè)定[9]。GB 19301-2003《鮮乳衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定鮮乳的相對(duì)密度（20℃/4℃）不低于1.028，按照GB 6914-86規(guī)定的方法測(cè)定[10]。但是，無(wú)論是現(xiàn)行有效還是已經(jīng)廢除的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)滅菌乳的相對(duì)密度沒有特別要求。

表1 生乳相對(duì)密度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

不同地區(qū)還會(huì)有自己別具特色的乳及乳制品，制定了相應(yīng)的地方標(biāo)準(zhǔn)，以更好地保證當(dāng)?shù)靥厣绦竽痰馁|(zhì)量，含相對(duì)密度指標(biāo)的地方標(biāo)準(zhǔn)如表2所示[11-15]。新疆維吾爾自治區(qū)對(duì)生駝乳相對(duì)密度的要求要高于國(guó)標(biāo)的規(guī)定，但廣西壯族自治區(qū)對(duì)生水牛乳相對(duì)密度的要求卻僅是不低于1.024，比國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)低了0.003，可能與奶畜的自身特性有關(guān)。

表2 特色奶畜奶相對(duì)密度地方標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范對(duì)特色奶畜奶，如生水牛乳、生牦牛乳、生駝乳等的相對(duì)密度也做了一定的要求，如表3所示[16-19]。其中，牛初乳是指從正常飼養(yǎng)的、無(wú)傳染病和乳房炎的健康母牛分娩后72 h內(nèi)所擠出的乳汁，對(duì)其相對(duì)密度的要求最高，不得低于1.034。生牦牛乳是指從海拔2 800 m以上天然草場(chǎng)自然放牧的健康母牦牛乳房中擠出的無(wú)任何成分改變的常乳，對(duì)其相對(duì)密度分3個(gè)等級(jí)要求。生水牛乳和生駝乳均是指其無(wú)任何成分改變的常乳。

表3 特色奶畜奶相對(duì)密度團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

2.2 世界部分國(guó)家對(duì)乳品相對(duì)密度的要求

相對(duì)密度是評(píng)價(jià)乳品質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)，每個(gè)國(guó)家的要求不盡相同，如表4所示。日本對(duì)各類乳品均有詳細(xì)的要求[20]，生乳要求15℃時(shí)，比重在1.028以上；生山羊乳要求15℃時(shí)，比重在1.030～1.034之間；巴氏殺菌乳、特別牛乳和生乳要求一致，要求15℃時(shí)，比重在1.028以上；滅菌山羊乳要求15℃時(shí)，比重在1.030~1.034之間；低脂乳和脫脂乳要求15℃時(shí)，比重在1.030以上；其他乳品沒做詳細(xì)要求。

歐盟對(duì)于生乳、巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳要求一致，均要求在20℃，脂肪含量為3.5%時(shí)，密度不小于1 208 g/L，其他情況下，按脂肪含量等比例換算[21]。美國(guó)對(duì)于生乳比重的要求為1.032[22]。

表4 世界部分國(guó)家乳品相對(duì)密度

3 我國(guó)及世界部分國(guó)家乳品相對(duì)密度的檢測(cè)方法

3.1 我國(guó)乳品相對(duì)密度的檢測(cè)方法

我國(guó)主要乳品相對(duì)密度的檢測(cè)方法如表5所示，其中GB 19301-2003《鮮乳衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中鮮乳的相對(duì)密度按照GB 6914-86規(guī)定的方法測(cè)定，GB 19301-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳》中生乳相對(duì)密度的檢測(cè)方法依據(jù)GB 5413.33-2010中規(guī)定的方法測(cè)定。特色乳的相對(duì)密度測(cè)定中除了生鮮牛初乳按照GB 6914-86規(guī)定的方法測(cè)定相對(duì)密度外，生牦牛乳、生水牛乳和生駝乳均按照GB 5413.33-2010中規(guī)定的方法測(cè)定。在地方標(biāo)準(zhǔn)里，均是按照GB 5413.33-2010中規(guī)定的方法測(cè)定。雖然GB 5413.33-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳相對(duì)密度的測(cè)定》在2017年3月1日被GB 5009.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品相對(duì)密度的測(cè)定》代替，但GB5413.33-2010對(duì)相對(duì)密度的測(cè)定方法依舊是現(xiàn)今最廣泛使用的檢測(cè)方法。

表5 我國(guó)主要乳品相對(duì)密度的檢測(cè)方法

在GB5413.33-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳相對(duì)密度的測(cè)定》中規(guī)定，密度計(jì)為20℃/4℃規(guī)格，所用的玻璃圓筒，其圓筒高度應(yīng)大于密度計(jì)的長(zhǎng)度，其直徑大小應(yīng)使在沉入密度計(jì)時(shí)其周邊和圓筒內(nèi)壁的距離不小于5mm。在檢測(cè)生乳的相對(duì)密度時(shí)，應(yīng)取混勻并調(diào)節(jié)溫度為10~25℃的試樣，小心倒入玻璃圓筒內(nèi)，勿使其產(chǎn)生泡沫并測(cè)量試樣溫度。小心將密度計(jì)放入試樣中到相當(dāng)刻度30°處，然后讓其自然浮動(dòng)，但不能與筒內(nèi)壁接觸。靜置2~3min，眼睛平視生乳液面的高度，讀取數(shù)值。根據(jù)試樣的溫度和密度計(jì)讀數(shù)查表6換算成20℃時(shí)的度數(shù)。相對(duì)密度與密度計(jì)刻度關(guān)系式為=X/1000+1.000（：樣品的相對(duì)密度；X：密度計(jì)讀數(shù)）。當(dāng)用20℃/4℃密度計(jì)，溫度在20℃時(shí)，將讀數(shù)代入公式，相對(duì)密度即可直接計(jì)算；不在20℃時(shí)，要查表6，將密度計(jì)讀數(shù)換算成20℃時(shí)的度數(shù)，然后再代入公式計(jì)算。

GB6914-86《生鮮牛乳收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》中相對(duì)密度的檢測(cè)方法本質(zhì)上和GB5413.33-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳相對(duì)密度的測(cè)定》的檢測(cè)方法一樣，只是在結(jié)果的表示時(shí)，要求溫度比20℃每高出1℃時(shí)，要在得出的乳稠計(jì)（密度計(jì)）度數(shù)上加0.2°，或在密度數(shù)值上加上0.0002，溫度低，就相應(yīng)的減，與表6一致。

為了更好的評(píng)價(jià)乳品質(zhì)量，更加方便檢測(cè)其相對(duì)密度，國(guó)家對(duì)于相對(duì)密度的檢測(cè)方法也在不斷改善。在GB5009.2-1985《食品的比重測(cè)定方法》中，相對(duì)密度的測(cè)定方法有比重瓶法、比重天平法（韋氏比重天平）、比重計(jì)法和波美度法4種。在GB5009.2-2003《食品的相對(duì)密度的測(cè)定》中液體相對(duì)密度的檢測(cè)方法有密度瓶法、相對(duì)密度天平法和相對(duì)密度計(jì)法（比重計(jì)法）3種。在GB5009.46-2003《乳與乳制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》和GB5409-85《牛乳檢驗(yàn)方法》中相對(duì)密度的測(cè)定方法是乳稠計(jì)法，也就是比重計(jì)法，只是比之更加詳細(xì)。在GB5413.33-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳相對(duì)密度的測(cè)定》中相對(duì)密度用密度計(jì)檢測(cè)，也還是乳稠計(jì)。也就是說(shuō)，密度計(jì)法（乳稠計(jì)法）是現(xiàn)今檢測(cè)乳品相對(duì)密度最常用的方法。

表6 度數(shù)換算表

在2017年3月1日實(shí)施GB5009.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品相對(duì)密度的測(cè)定》中，液體試樣相對(duì)密度的測(cè)定有3種方法：密度瓶法、天平法和比重計(jì)法，與GB5009.2-1985《食品的比重測(cè)定方法》中比重瓶法、比重天平法（韋氏比重天平）、比重計(jì)法一致，不同的是在GB5009.2-2016中均要求了液體試樣在20℃進(jìn)行檢測(cè)，這對(duì)乳品相對(duì)密度的要求是20℃/4℃是一個(gè)很大的不同。

3.2 日本及地區(qū)乳品相對(duì)密度的檢測(cè)方法

日本對(duì)于乳品相對(duì)密度的測(cè)定使用的是牛乳比重計(jì)，首先取200mL待測(cè)樣品，15℃下測(cè)定其比重，牛乳比重計(jì)的比重范圍為1.015~1.040。如果在15℃以外的情況下，對(duì)于生乳、生山羊乳、牛乳、特別牛乳以及殺菌山羊乳需要全乳比重更正表進(jìn)行換算；對(duì)于低脂乳和脫脂乳需要低脂乳和脫脂乳比重更正表進(jìn)行換算[20]。

我國(guó)臺(tái)灣省CNS3442,N6058《乳品檢驗(yàn)法-比重之測(cè)定》中對(duì)乳品相對(duì)密度的測(cè)定規(guī)定了兩種方法：比重瓶法和奎氏牛乳比重計(jì)法[24]。與我國(guó)（不含港澳臺(tái)）的比重瓶法和乳稠計(jì)法相似，不同的是前者要求比重瓶保持在15.6℃，而不是20℃；后者要求溫度要矯正到15℃，并且對(duì)全乳、脫脂乳和煉乳均規(guī)定了不同的比重矯正表，我國(guó)（不含港澳臺(tái)）要求矯正到20℃，只規(guī)定了生乳讀數(shù)換算表。

4 相對(duì)密度的影響因素

4.1 飼料對(duì)相對(duì)密度的影響

乳品相對(duì)密度受多種因素的影響，如飼料、乳脂率、環(huán)境、胎次、泌乳期、擠奶時(shí)間、健康狀況等，其中，飼料中所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是影響相對(duì)密度的一個(gè)重要因素。乳品相對(duì)密度主要取決于干物質(zhì)含量和脂肪的含量[25]，脂肪密度一般為0.8 g/cm，小于水的密度，所以脂肪含量越高，相對(duì)密度越低。非脂干物質(zhì)密度比水重，相對(duì)密度隨著非脂干物質(zhì)含量的升高而升高，而且脂肪含量影響相對(duì)密度更明顯。飼料中添加脂肪類物質(zhì)，如大豆油、棉籽等，可以提高奶牛的能量進(jìn)食，提供脂肪酸合成乳脂。乙酸是乳脂的主要來(lái)源，在瘤胃中，粗纖維被酶解產(chǎn)生乙酸，但對(duì)于高產(chǎn)奶牛要限定粗飼料的供給量，添加一定量的乙酸鹽可以提高脂肪的含量。干草含有較高的粗蛋白和豐富的礦物質(zhì)，且適口性好，可以提高采食量，干草相對(duì)較低的水分可增加牛奶的相對(duì)密度。

4.2 環(huán)境對(duì)相對(duì)密度的影響

環(huán)境的影響主要是周圍的溫度和季節(jié)變化。張夢(mèng)華等人研究發(fā)現(xiàn)[26]，駝乳的相對(duì)密度在冬季最低，春季最高，且夏季和秋季的相對(duì)密度之間無(wú)顯著差異（P＞0.05），但兩者與冬季、春季的相對(duì)密度都有極顯著差異（P＜0.01）。說(shuō)明不同的季節(jié)，乳品相對(duì)密度不同。但在不同的季節(jié)和飼喂的飼料也有關(guān)，如果在冬季，由于青綠飼料或青貯飼料缺乏，日糧以精料和干草為主，那么原奶的相對(duì)密度在冬季也會(huì)維持在較高水平[27]。當(dāng)周圍溫度升高到30℃以上時(shí)，會(huì)對(duì)奶牛特別是泌乳高峰期奶牛產(chǎn)生熱應(yīng)激，奶牛的采食量明顯下降[28]，但脂肪含量升高，非脂干物質(zhì)下降，所以相對(duì)密度有所降低[29]。

4.3 泌乳期對(duì)相對(duì)密度的影響

奶牛分娩后，從開始泌乳至泌乳結(jié)束期間稱為一個(gè)泌乳期，大約為10個(gè)月，分為泌乳前期、泌乳中期和泌乳后期。張夢(mèng)華等人研究發(fā)現(xiàn)[26]，泌乳前期、泌乳中期和泌乳后期的駝乳的相對(duì)密度依次下降，且相互之間差異顯著。泌乳后期的脂肪含量是泌乳中期的1.21倍，相對(duì)密度的下降可能與此相關(guān)。趙興等人的研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)奶量的上升會(huì)產(chǎn)生“稀釋效應(yīng)”，而泌乳中期是產(chǎn)奶量高峰期[30]，也有可能稀釋了相對(duì)密度。

4.4 其他

擠奶先后對(duì)乳的相對(duì)密度也有影響，先擠的奶的相對(duì)密度要普遍高于后擠的奶[31]。在成都市牛奶廠牛奶密度的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，不同的擠奶時(shí)間，早上擠的奶的相對(duì)密度要顯著高于中、晚擠出的奶[32]。乳的相對(duì)密度的改變與冰點(diǎn)的變化也有關(guān)系，常大偉等人的研究發(fā)現(xiàn)[33]，3周后所產(chǎn)山羊乳的相對(duì)密度下降，但乳冰點(diǎn)升高；8周后所產(chǎn)山羊乳相對(duì)密度升高，但乳冰點(diǎn)降低，這與張夢(mèng)華等人研究，冬季駝乳的相對(duì)密度最低時(shí)，冰點(diǎn)最高一致[26]。水會(huì)降低乳的相對(duì)密度，根據(jù)相對(duì)密度的大小也可初步判斷正常牛乳是否摻水[34-35]。

5 小 結(jié)

關(guān)于乳品相對(duì)密度的標(biāo)準(zhǔn)在不斷的變化，在定義方面，相對(duì)密度又稱比重，但GB 5413.33-2010和GB 5009.2-2016中都沒對(duì)相對(duì)密度進(jìn)行定義，而且進(jìn)行測(cè)定的條件發(fā)生了變化。與日本、歐盟以及美國(guó)對(duì)乳品相對(duì)密度的要求相比，我國(guó)只要求了生乳的相對(duì)密度不得低于1.027，對(duì)于UHT滅菌乳、脫脂乳以及特色乳等的相對(duì)密度沒有特別的要求。在相對(duì)密度的檢測(cè)方法方面，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的檢測(cè)方法一直在變化，由最初的比重瓶法、比重天平法、比重計(jì)法和波美度法4種檢測(cè)方法到乳稠計(jì)法再到2017年3月份GB 5009.2-2016中要求的密度瓶法、天平法和比重計(jì)法3種檢測(cè)方法。通過(guò)對(duì)比這些檢測(cè)方法的變化發(fā)現(xiàn)，雖然檢測(cè)方法的名字在不斷的變化，但具體的操作步驟基本一致。

“接近于完美的食物”，乳及乳制品越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的青睞，為更好的保證乳品的安全、優(yōu)質(zhì)，對(duì)其相關(guān)的檢測(cè)以及檢測(cè)方法提出了更高的要求。相對(duì)密度作為其中一種重要的理化指標(biāo)，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)不斷的完善。GB 5009.2-2016雖然將食品、生乳和果汁中相對(duì)密度的檢測(cè)方法整合為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但其中要求的20℃/20℃的相對(duì)密度的要求并不適合乳品測(cè)定，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)以及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)里對(duì)生乳相對(duì)密度的限量要求用到的檢測(cè)方法基本都是GB 5413.33和GB 6914-86中的檢測(cè)方法，要求的均為20℃/4℃。而且，相對(duì)密度的定義是在15℃/15℃、20℃/4℃還是20℃/20℃的情況下，應(yīng)有明確的要求，否則，在不同的環(huán)境下，乳品相對(duì)密度的比較沒有意義，在評(píng)價(jià)其質(zhì)量好壞時(shí)也沒有說(shuō)服力。乳品相對(duì)密度同時(shí)受到飼料、乳脂率、環(huán)境、泌乳期、擠奶時(shí)間等多種因素的影響，且不同的因素之間還會(huì)產(chǎn)生疊加效應(yīng)和綜合效應(yīng)，在檢測(cè)和要求時(shí)，應(yīng)綜合考慮，必要時(shí)制定具有針對(duì)性的指標(biāo)設(shè)置，更好地促進(jìn)乳及乳制品向質(zhì)量型的轉(zhuǎn)變，加快我國(guó)乳品行業(yè)的優(yōu)質(zhì)發(fā)展。