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食品检测中现代科技的应用

百检检测 / 2019-11-08 09:05

1 食品安全检测概述
1.1 食品安全检测的主要内容
食品检测主要是对食品中的有害物质以及过量的添加剂进行检测,其中主要包括以下5 个方面的内容:①食品中的致病性微生物、农药兽药残留、重金属残留、污染物质、疫病疫情等。②化学添加剂的种类和剂量大小。③食品的营养成分、说明书、营养规格等。④对食品生产过程进行检测,食品的原料和贮存方法是否符合卫生和健康规范等。⑤对食品的安全储存时间进行检测和分析等。通过以上内容对食品安全检测的控制和把关,可以基本杜绝食品安全问题的发生。
1.2 食品安全检测的现状分析
食品安全问题是世界性的问题,在西方发达社会已经形成了严格的食品安全审查制度,在经济社会中发挥了巨大的安全保障效力。而我国的市场经济发展起步较晚,市场中消费者和生产者都缺乏相关的科普常识和道德规范,再加上我国的食品安全监管法律和政策尚在发展建设阶段,导致了我国的食品安全问题十分的严峻。早期的食品安全问题已经得到了部分的纠正和解决,但是近年来随着市场经济的发展,不法企业和商贩为了牟取商业利益,在食品生产中造假、使用低层次的原料等问题屡有发生,严重的甚至威胁到了人体的生命安全。总体来看,我国的食品安全问题管理形势严峻,主要表现在以下5 个方面:①劣质原材料的回收和使用以及使用工业化学原料进行造假。②化肥和农药的使用不当,导致农产品药物残留超标。③在畜牧和家畜饲养中使用激素饲料。④市场中存在着大量的假冒伪劣产品。⑤食品包装材料不合规等问题。
1.3 食品安全检测涉及的科学门类
随着现代市场经济和科学技术发展的不断融合,食品安全检测涉及的学科门类也越来越集约化和复杂化,这不仅体现了食品安全问题研究的严谨性,也使得食品安全检测方法愈发的多样和完善。在食品安全检测中,涉及化学、物理、农学、生物化学、微生物学、化学工程、人体营养与食品卫生学、环境治理与工程等,通过多样学科的有机统一和配合,才能够实现食品检测技术的高效发展,实现食品安全质量的提升。
1.4 食品安全检测的特点
食品安全检测是对客观存在物质的一种检测反应,需要相关检测人员保持严谨的态度和具有充足的理论知识,才能实现食品安全问题的有效检出。食品安全检测的特点主要包括:①食品安全检测需要使用的技术以及准确的检出度。②生物技术在食品安全检测中大量的应用。③食品检测技术和计算机技术的结合应用日渐紧密。④食品安全检测技术在向着非破坏性、非侵入性的方向迈进。
 
2 食品安全检测技术的基础分类以及技术原理
2.1 色谱分离技术
色谱分离技术是利用物理分离的原理,实现食品安全检测的方法。不同物质在不同固定相和流动相之间的分配系数不同,利用这一性质对一些物质进行分离,则可以有效地对食品的物质组成进行检出和分析。色谱技术在食品安全检测中具有高效率、高检出度、方便快捷等特点,是食品安全检测中比较常用的检测手段。色谱分离技术在食品安全中的检测主要应用于天然毒素、农药、食品添加剂等方面的检测。薄层色谱分析技术在使用上比较简单快捷,但在检测有机物的过程中表现为灵敏度不高的特点,因此常常和灵敏度较高的质谱分离技术结合起来使用,实现了食品检测技术的发展和突破。
2.2 光谱检测技术
光谱检测技术是以测量电磁辐射或辐射与物质的相互作用为基础的一大类仪器分析方法。一方面,当某种能量作用于待测物质时,待测物质可能产生光辐射;另一方面,当光辐射作用于待测物质时,可以引起待测物质物理化学特性的改变,光辐射的光学特性也可能发生改变。通过检测这些变化所产生的信号,可以实现对物质成分的检测和分析。目前,应用较广泛的光谱检测技术包括拉曼光谱法、红外光谱法、近红光谱法和荧光光谱法,以上几种检测方法都实现了食品检测的快捷、廉价性,在市场经济发展中发挥了巨大的作用。
近红外光分析法在市场中的食品安全检测中的推广比较普及,主要因为红外光谱分析法是一种非破坏性分析方法,即无损分析,适用于各种试样包括固体、液体和气体的分析,具有速度快等特点。除此以外,拉曼光谱分析技术是通过对化学键的振动模式以及拉曼位移等进行分析来实现对物质成分的监测。
与其他光谱法相比,紫外-可见吸收光谱法(ultraviolet-visible absorption spectrometry,简称UV-Vis)所用的仪器比较简单、廉价,分析操作也比较简便,但却有较高的准确度和分析速度。同时UV-Vis 既可进行定量分析,又可用于定性和结构分析,因此被广泛应用于食品等行业中的产品质量控制。如甘宾宾等[1]以292 nm 作为选择波长,以正己烷作为溶剂,用紫外分光光度法测定了卵磷脂保健食品中磷脂酰胆碱的含量。Wen XD 等[2]将大米等食品样品中的镉、铜进行微萃取分离后,利用紫外可见分光光度法测定得到满意结果。冯彩婷等[3]采用紫外-可见分光光度法测定了几种奶粉中的香兰素含量。在最大吸收波长435 nm 处,其吸光度与香兰素含量呈正比,线性范围为0.010 4 ~0.165 2 g·L-1,加标回收率为98.6%。该方法重现性好,适用于食品中香兰素含量的测定。张怀斌等[4]通过灰化、氧化和萃取三步从干海带中提取出了碘;采用紫外可见分光光度法测定了碘在氯仿中的吸收光谱,碘在氯仿中的最大吸收波长为511 nm,用吸收光谱测定了海带中碘的含量,标准曲线回归方程为Abs=0.002 14c+0.002 86,相关系数R=0.999 8,回收率大于97%。结果显示,该方法可以准确地测出海带中碘的含量。可见,UV-Vis 在食品安全检测中具有良好的应用及发展前景。
近年来,随着光谱技术的不断发展和应用,食品的安全检测更加高效和稳定,实现了对农畜产品、食品品质、安全性检测等多方面的应用。
2.3 生物检测技术
食品的有机物属性为以生物技术为主的食品安全检测方式提供了检测的可能性和原理。动植物在特定条件下会表现出特有的生物反应,这为生物检测技术提供了独特的优势。生物检测技术的特点表现为识别功能高、选择性高、精确、灵敏等特点,但是需要科研人员对特定反应的长期验证和分析。目前,比较常用的生物食品安全检测方法有酶联免疫吸附技术、聚合酶链式反应技术(PCR 技术)、生物传感器技术、生物芯片技术等。酶联免疫吸附技术是基于生物体的抗原-抗体反应和酶的催化作用实现的免疫分析方法。通过特殊的抗原、抗体试剂对复合物进行抗原体反应检测,通过呈色反应来对物质的成分进行定性和定量。这种方法对于化学物质残留、病原微生物、转基因食物有着显着的检测作用。PCR 技术是对特定的疫情和病原体进行监测,实现对食品潜在疫情的有效检查和控制。聚合酶链式反应因其特有的病原识别机制,能够快速地对食品安全进行分析,在食品安全检测中应用广泛。生物传感器是对食品中的生物组织进行特定条件的检测,使生物的反应能够更加直观地被人类观察到,从而提升对生物物质检测的检出度和效率。生物传感器技术具有速度快、成本低等特点,在农药、致病菌、食品添加剂等方面发挥了重要的作用[5]。生物芯片技术是将食品生物信息集中在支持物上,经过高灵敏度的探针对生物物质信息进行快速监测。生物芯片技术实现了食品安全监测的工业化、标准化水平,实现了对生物信息的大量快速检测,在微生物、病毒、药物等方面发挥了重要检测作用。
2.4 快速检测技术
我国市场经济仍处于发展初期阶段,政府对食品安全的控制力度呈现出愈发紧张的态势。市场的生产者和消费者对食品的安全性也没有自律和防范的意识,给食品的安全检测造成了一定的困难。食品安全问题往往是大量的危害出现以后才得到了补救和公开,对此必须发展出一种快速监测的方法,使食品安全检测能够快速地进行,实现对市场行为的及时技术监管和防范,维护国民的食品安全水平。目前在国内的快速检测技术中,比较多见的是化学比色分析方法、分子生物学检测技术、免疫学分析技术和生物传感器技术等。化学比色分析检测技术是利用试纸片、试剂盒等方法对化学物质进行比色对照分析,这种方法往往比较廉价简单、专一度较高且不需要维护等,但是检出率比较低。酶抑制技术使对农作物的农药残留进行检测,但是酶抑制检测技术范围有限,且也容易出现检测错误等问题。免疫学分析技术在国外的发展较快,也是更具生物抗体特性对化学残留和毒素的测定,免疫学分析技术检出率准确度较高,价格较低且使用方便。但是对于国内而言,推广的价格较高,且没有相应的技术分析研究机构,造成了免疫学毒素分析方法的研究和推广困难。生物传感器技术在对大肠杆菌的检测应用中比较突出,能够快速地对食品的大肠菌群进行检测和分析,但是更多的致病微生物分析应用多在外国发展较快。
 
3 结语
随着我国经济的发展,食品安全问题变得愈发严峻。在我国的食品安全检测中,相关的监测研发技术已经相当普及和成熟,在很大程度上保证了我国市场环境的健康和稳定。但是,也应该看到我国食品安全测定技术和国外技术的差距,相关政府和科研单位应积极寻找其中的原因,加大技术的研发投资和应用实践,使我国的食品安全检测技术得到更全面的发展,使现代科技能够更好地为人类社会谋福祉,使现代的食品加工制造业能够更好地规范自身的行为,维持人民的基本生活安全保障。