光譜技術在食品安全檢測中的應用

鄒水 解新周

近年來，發(fā)生了“三鹿奶粉”事件等食品安全問題，使得食品安全問題越來越受到人們的關注。拉曼光譜技術可以分析食品試樣中的化學鍵與鍵能、判定試樣中成分，并可以定量分析各成分的含量。同時，拉曼光譜分析技術具有操作方面、價格便宜、不損傷樣品等特點，在食品安全檢測方面具有較高的利用價值。表面等離子體共振技術可以檢測食品微生物、檢測食品中過敏源、檢測食品中的添加劑等。相對于傳統(tǒng)的液相色譜法、色譜質(zhì)譜聯(lián)通法等檢測方法，等離子體共振技術具有操作簡便、結(jié)果準確的優(yōu)點。

現(xiàn)階段食品安全問題及食品安全技術研究現(xiàn)狀

食品安全問題現(xiàn)狀。食品安全問題一直是國內(nèi)外最為關心的話題之一，特別是在前不久國內(nèi)外發(fā)生了幾起重大的安全事件，如羅馬尼亞的“僵尸肉”，德國慕尼黑的含有農(nóng)藥殘留物草甘膦的啤酒，加拿大的含有肉毒桿菌的肉腸，印度的毒面包，我國的用醫(yī)療廢棄物回收利用制成的一次性餐具等，這使得食品安全問題再次進入人們的視野。據(jù)調(diào)查，在當前世界范圍內(nèi)，大部分的工業(yè)國都存在食品安全問題，而且其中大多數(shù)食品安全問題都將引發(fā)疾病。我國的經(jīng)濟實力不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對環(huán)境衛(wèi)生與食品安全的要求也越來越高，食品安全已經(jīng)成為了衡量國民生活質(zhì)量的重要指標。

食品安全技術現(xiàn)狀。日前，國內(nèi)食品安全檢測設備、檢測技術相對落后，不能滿足人民群眾對食品安全檢測的要求。我國目前正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時期，經(jīng)濟快速發(fā)展的同時也會存在一些問題，例如會有一些黑心商人、不法分子為了追求經(jīng)濟利益，忽視食品安全問題，置他人的生命財產(chǎn)安全于不顧，在食品中添加化學試劑、藥劑等。而且現(xiàn)有的檢測設備、技術可能對之不能進行有效的測定，使得人民的生命財產(chǎn)安全受到威脅。

表面增強拉曼光譜技術在食品檢測中的應用

表面增強拉曼光譜技術。表面增強拉曼光譜主要是利用金屬元素表面來吸附操作樣品分子來實現(xiàn)拉曼增強。一般情況下，樣品分子會被吸附于貴金屬顆粒表面，例如金、銀、銅等。被吸附后的樣品分子的拉曼光譜強度會比吸附前的樣品分子的拉曼光譜強度強百倍。其原理主要是：由于被吸附的化合物的表面等離子被激發(fā)后，使得電磁增強，并使粗糙表面的原子簇同吸附在上層的分子結(jié)構(gòu)形成拉曼增強活性點。同時，這兩種增強作用是協(xié)同增強。實驗表明，表面增強拉曼光譜技術在食品檢測方面要比非增強拉曼光譜、傅里葉拉曼光譜的實測效果要好。

表面增強拉曼光譜技術在食品檢測中的應用。食品中的主要成分是多糖類化合物、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、水等。常規(guī)的檢測方法有氣相色譜、液相色譜、質(zhì)譜、生物檢測等。這些傳統(tǒng)的檢測方法一般操作起來都較為復雜、且會在一定程度上損害樣品。而表面增強拉曼光譜技術操作簡便、成本較低、對目標樣品無損、可以探測分子振動及轉(zhuǎn)動特征峰值，對目標樣品的狀態(tài)也無太高要求，可以是固相也可以是液相。因此，其在試樣化學結(jié)構(gòu)及衍生結(jié)構(gòu)的檢測方面相對于傳統(tǒng)的檢測方法具有明顯的優(yōu)勢。

表面等離子體共振光譜技術在食品安全方面的應用

表面等離子共振技術。在激勵光照射到樣品的貴金屬納米顆?；蚪饘俦砻婧螅瑫斐山饘俦砻娴膬r電子集體震蕩，如果激發(fā)光頻域較寬，則同電子集體震蕩頻率相同的激發(fā)光會被大量吸收與散射，并出現(xiàn)LSPR現(xiàn)象。在試樣的吸收、散射光譜中就會出現(xiàn)相應的峰值。不同的金屬材料會有不同的納米顆粒特殊峰值，相同的金屬不同的形狀也會形成不同的峰值。一般情況下，SPR生物傳感器由棱鏡、生物分子、金屬轉(zhuǎn)換膜等構(gòu)成。金屬膜上偶聯(lián)氨基，并通過化學手段與生物分子之間進行鏈接，產(chǎn)生不同基型表面，再與加入的樣品分子結(jié)合。分子質(zhì)量影響著金屬層與棱鏡結(jié)合處的折射率，從而在檢測器上得到生物分子間相互作用的特異波形。

表面等離子體共振技術在食品安全檢測方面的應用。首先是表面等離子體共振技術在食品微生物中的檢測。食源性疾病是我國食品安全問題中的重要問題之一，微生物則是其產(chǎn)生的根本原因。相對于傳統(tǒng)的液相色譜法、色譜質(zhì)譜聯(lián)通法等檢測方法，等離子體共振技術具有操作簡便、結(jié)果準確的優(yōu)點。其次，是其對食品中過敏源的檢測，食品過敏輕則影響我們的健康，重則可能危機我們的生命，表面等離子體共振技術可以對食品中的過敏源進行檢測且檢測限較低。最后是其對食品中添加劑的檢測，采用等離子體共振技術可實現(xiàn)對嬰兒配方奶粉中的B12素進行檢測。

當前，食品安全監(jiān)控主要向著兩個方向發(fā)展，首先是安全衛(wèi)生指標限量值呈現(xiàn)出下降的趨勢，但檢測科目增加，超痕量污染物的檢測種類增加；其次是檢測速度愈來愈惡快、通量及便攜程度愈來愈高。本文著重介紹了表面增強拉曼光譜技術及表面離子體共振技術在食品安全檢測中的應用。

（作者單位：國家農(nóng)業(yè)標準化監(jiān)測與研究中心（黑龍江））