淺談?dòng)袡C(jī)食品質(zhì)量檢測

常亮+李鵬

有機(jī)食品質(zhì)量檢測需要使用多維度評(píng)估工具，重點(diǎn)在于作為檢定過程中分析驗(yàn)證手段的鑒定技術(shù)。在分析時(shí)間及有機(jī)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)測定方面，超高效液相色譜—質(zhì)譜法、氣相色譜—質(zhì)譜法、直接實(shí)時(shí)分析—高分辨質(zhì)譜法以及結(jié)晶法（無論有無添加劑）等全新指紋識(shí)別法均可能成為有效方法。為進(jìn)一步推進(jìn)方法學(xué)的發(fā)展，本文推薦了一種系統(tǒng)性方法，該方法同時(shí)考慮到了食品結(jié)構(gòu)因素。

就有機(jī)食品而言，描述食品屬性的“活性”一詞對某些消費(fèi)者來說非常重要。通常，消費(fèi)者會(huì)認(rèn)為有機(jī)食品與非有機(jī)方式生產(chǎn)的食品之間存在質(zhì)量差異。這些差異主要通過農(nóng)藥用量（及殘留量）、肥料種類、食品添加劑范圍、遺傳操作情況及所選擇的技術(shù)等得以鑒定。消費(fèi)者希望獲得自然、健康、對環(huán)境影響較小且在生產(chǎn)過程中能夠提升動(dòng)物福利的有機(jī)食品。根據(jù)通常用于描述某些食品的總體食品質(zhì)量安全模型，可利用多維度評(píng)估方法將食品質(zhì)量描述為不同的食品屬性，有機(jī)食品質(zhì)量模型建立在多源法則及多維度評(píng)估方法之上。在此基礎(chǔ)上，可以選擇或者說需要開發(fā)對標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)參數(shù)的分析方法。這些方法的應(yīng)用領(lǐng)域包括開發(fā)新產(chǎn)品、管理質(zhì)量、執(zhí)法監(jiān)管及解決問題等。

但是，一個(gè)主要問題是有機(jī)食品是否與非有機(jī)方式生產(chǎn)的食品存在差異、差異程度如何以及可利用哪些參數(shù)來測定這種差異。遺憾的是，最近針對該問題所發(fā)表的多篇評(píng)述資料均未對此點(diǎn)給予明確說明。然而，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，通過有機(jī)方式生產(chǎn)的水果及蔬菜中某些抗氧化劑（如多酚）含量可能高于常規(guī)方式生產(chǎn)的水果及蔬菜中的含量，但主要食品組分似乎并未顯示有不同之處。

通常情況下，使用靶標(biāo)及非靶標(biāo)分析法進(jìn)行有機(jī)食品鑒定，但仍需進(jìn)行深入調(diào)查研究。許多不同的技術(shù)及方法可用于檢測食品質(zhì)量中的不同靶標(biāo)特性：單一化合物或化合物類（如蛋白質(zhì)、糖類、維生素等營養(yǎng)素）、健康促進(jìn)型化合物（如多酚類），或是不利健康型毒素（例如毒素）、殘留物，以及能量標(biāo)準(zhǔn)、流變學(xué)特性（如質(zhì)地和結(jié)構(gòu)等）和感官特性等。迄今為止，還沒有完全符合要求的評(píng)審方法可用于有機(jī)食品質(zhì)量檢測。因此，本文旨在提供有關(guān)技術(shù)及分析方法的現(xiàn)狀報(bào)告，用于解答有關(guān)有機(jī)食品領(lǐng)域的各種問題。

有機(jī)食品質(zhì)量檢測

目前，有機(jī)食品檢測技術(shù)或方法仍然匱乏，在質(zhì)量管理及執(zhí)法監(jiān)管方面，仍需要開發(fā)有機(jī)食品鑒定方法及以代謝產(chǎn)物測定為重心的殘留物檢測方法。新產(chǎn)品開發(fā)旨在實(shí)現(xiàn)有機(jī)加工，同時(shí)也需要進(jìn)行與有機(jī)食品質(zhì)量模型有關(guān)的食品質(zhì)量檢測，尤其要側(cè)重于參數(shù)、方法的開發(fā)。

過去十年中，公眾對食品生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)注度一直在增加，由此對食品的感官屬性、營養(yǎng)價(jià)值和安全性產(chǎn)生了影響。這種發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)而又促進(jìn)了有機(jī)食品的生產(chǎn)。由于生產(chǎn)成本較高，有機(jī)產(chǎn)品零售價(jià)往往高于非有機(jī)產(chǎn)品。然而，由于存在溢價(jià)，有機(jī)產(chǎn)品容易涉入欺詐行為。因此，在幫助和鞏固驗(yàn)證過程方面，分析驗(yàn)證基于內(nèi)在指標(biāo)的有機(jī)食品質(zhì)量參數(shù)將變得非常重要。然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要的不僅僅是一個(gè)簡單的分析測試。有機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量鑒定是一個(gè)復(fù)雜的過程，在很大程度上取決于所檢測的產(chǎn)品。因此，不可能僅憑單一指標(biāo)鑒別有機(jī)產(chǎn)品與常規(guī)產(chǎn)品。人們已開發(fā)出越來越多的指紋識(shí)別方法，這些方法結(jié)合先進(jìn)的化學(xué)計(jì)量學(xué)知識(shí)，考慮到了一系列內(nèi)在（天然存在的）成分。

指紋識(shí)別策略在表征代謝物組以及出現(xiàn)于農(nóng)產(chǎn)品中的一系列低分子量初級(jí)及次級(jí)代謝產(chǎn)物時(shí)更為全面。概括地說，即認(rèn)為：不僅特定活體基因可對典型性代謝物成分產(chǎn)生影響，農(nóng)業(yè)方法等外在因素也可對其產(chǎn)生影響。高分辨率質(zhì)譜法與超高效液相色譜（UPLC）及/或氣相色譜（GC）法聯(lián)合使用，表明所選分析工具頗具挑戰(zhàn)性。為避免某些基質(zhì)成分產(chǎn)生負(fù)面影響，在儀器測量之前需制備盡量少的樣品或不制備樣品。多項(xiàng)案例研究已表明，這些全新方法的潛在優(yōu)勢在于檢測食品來源。應(yīng)當(dāng)注意的是，代謝組學(xué)研究并非基于單個(gè)“質(zhì)量標(biāo)記”的靶標(biāo)分析，而是基于非靶標(biāo)分析；在第一階段，無需對代謝物組樣本中的所有化合物進(jìn)行鑒定；通過先進(jìn)的化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)，對包含有益樣品“標(biāo)志”的整個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分類。

許多專家探討了用于有機(jī)食品檢測的幾種全新方法的驗(yàn)證策略。大多數(shù)全新方法，包括熒光激發(fā)光譜法（FES）、生物結(jié)晶法及Steigbild法，均可記錄成文并針對某些食品類別實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，但仍缺乏理論依據(jù)。對可重復(fù)性或穩(wěn)健性等方法論質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行了測試，但無法進(jìn)行再生性測試，因?yàn)槿匀蝗狈⒖假Y料。

與眾所周知的近紅外光譜（NIR）法相反，F(xiàn)ES法的激發(fā)與發(fā)射功能利用的是可見光光譜及激發(fā)與發(fā)射間的延時(shí)（“延遲發(fā)光”）。在特定時(shí)間及150瓦（24伏）鹵鎢燈所發(fā)射的恒定照度下實(shí)施光學(xué)激發(fā)過程。通過彩色標(biāo)準(zhǔn)玻璃濾光片濾去光譜部分。光學(xué)激發(fā)過程結(jié)束后，使用光電倍增管（EMI 9202及珀金埃爾默儀器公司CP1962）對樣本所發(fā)射的全部光線進(jìn)行測量。測量結(jié)果已用于進(jìn)行小麥及胡蘿卜質(zhì)量鑒定。在使用黃色或白色光激發(fā)并得出黃光/藍(lán)光比率后，所考慮的相關(guān)參數(shù)為不同的發(fā)光特性。

有機(jī)樣品食品質(zhì)量分析新方法

一般情況下，上文提到的這些方法可用于進(jìn)行食品質(zhì)量分析，并且不限于有機(jī)來源產(chǎn)品。然而，就大多數(shù)此類方法而言，若要實(shí)現(xiàn)方法開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化及成為理論基礎(chǔ)，仍需付出更多努力。

最近幾年，代謝物組學(xué)——以“使用一種或數(shù)種分析方法對復(fù)雜生物基質(zhì)中最廣泛范圍內(nèi)的小分子進(jìn)行檢測”為中心——作為食品分析領(lǐng)域的一項(xiàng)專長也已出現(xiàn)。在代謝組學(xué)研究中可使用多種有關(guān)不同目標(biāo)的方法：代謝物靶標(biāo)分析（搜索代謝途徑中的特定代謝物）；代謝輪廓分析（研究特定代謝途徑中的一組相關(guān)化合物或代謝產(chǎn)物）；代謝物組（分析存在于樣品中的所有代謝物——在特定時(shí)間點(diǎn)全面‘快速檢測代謝過程）；以及代謝物指紋圖譜（全面快速分析——旨在鑒定足夠的代謝產(chǎn)物從而使人們能夠?qū)⒛骋晃粗獦悠穭澣胍炎R(shí)別組群中——晶格鑒定）。應(yīng)當(dāng)注意的是，代謝物組分析相當(dāng)困難（代謝產(chǎn)物不可避免地在結(jié)構(gòu)、功能基團(tuán)、理化性質(zhì)及濃度方面存在較大差異），不僅需要實(shí)現(xiàn)各種用途的復(fù)雜儀器設(shè)備，還需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件及評(píng)估數(shù)據(jù)的高素質(zhì)人員。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法可能是最常見的儀器分析法。除包含樣品組分分離的程序外，還有一種基于質(zhì)譜法的全新方法，可以省去對樣本成分的色譜分離。在眾多常壓電離技術(shù)中，直接實(shí)時(shí)分析（DART）法與高分辨率質(zhì)譜（HR-MS）法代表了最具挑戰(zhàn)性的檢測方案，因?yàn)樗柚苽涞臉悠妨繕O少；此外，標(biāo)準(zhǔn)化“指紋圖譜”（各樣本質(zhì)譜）以及由此創(chuàng)建的樣品數(shù)據(jù)庫更具可行性。高分辨率質(zhì)譜（HR-MS）法還有助于鑒定存在于樣品中的多種化合物。直接實(shí)時(shí)分析（DART）法對污染相對不敏感且不存在樣品間的攜帶污染，從而能夠分析多種材料。這樣，在顯著提升分析速度的同時(shí)減少了工作量。

有機(jī)食品質(zhì)量檢測實(shí)驗(yàn)室法中的主要發(fā)現(xiàn)

各種不同方法可統(tǒng)一歸為三類：用于有機(jī)食品鑒定的許多非靶標(biāo)化學(xué)及物理指紋識(shí)別法，最新描述的熒光激發(fā)光譜法也可能成為此類方法之一；用于鑒定生物標(biāo)記（化合物及化合物類的性能分析圖）的分析技術(shù)——也可使人們檢測加工處理過程所影響的以及應(yīng)用到整個(gè)有機(jī)食物鏈的因素；一種全新方法——檢測樣品對結(jié)晶系統(tǒng)的影響（無論是在含有無機(jī)鹽的情況下還是在水相蒸發(fā)過程中）。對于所有三種不同方法而言，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)工具結(jié)合至關(guān)重要，因?yàn)橘|(zhì)量鑒定過程中需分析大量數(shù)據(jù)。

有機(jī)食品質(zhì)量檢測領(lǐng)域現(xiàn)狀和未來研究挑戰(zhàn)

目前，食品質(zhì)量分析技術(shù)及方法的開發(fā)均具有一定的挑戰(zhàn)性。其中，納米材料、過敏原和表觀基因組即為一些實(shí)例。納米材料和過敏原正處于有機(jī)食品環(huán)境下的科學(xué)研究階段。表觀基因組被視為是一種引人關(guān)注的新型工具，用于支持產(chǎn)品開發(fā)及有機(jī)食品質(zhì)量管理，因?yàn)樵摲椒ㄉ婕坝袡C(jī)完整性、本質(zhì)等術(shù)語。此外，基質(zhì)效應(yīng)與部分食品樣品結(jié)構(gòu)也可能會(huì)給研究帶來一定挑戰(zhàn)性。我們也可以從有機(jī)食品產(chǎn)品開發(fā)的角度來考慮這些特性。關(guān)鍵質(zhì)量等特性描述方面的監(jiān)管也需要進(jìn)一步開發(fā)適用的參數(shù)。重要的是，將系統(tǒng)生物學(xué)、分子、細(xì)胞及生物體水平以及不同“組學(xué)”優(yōu)化方法等全新方法，認(rèn)定為未來表征有機(jī)食品的方法論要求（通用標(biāo)準(zhǔn)，請見Cifuentes）。有機(jī)食品鑒定領(lǐng)域的巨大差距主要是由于需要使用可靠的方法追溯加工后的食品；因此，市場上現(xiàn)有的有機(jī)食品中，80%屬于加工后食品。在這種情況下，不僅需要質(zhì)量評(píng)估技術(shù)，更重要的是要進(jìn)一步規(guī)范各項(xiàng)法規(guī)（如使用納米材料、規(guī)范加工技術(shù)等）。從整體角度來看，有必要對所獲得的結(jié)果（如有關(guān)植物生理機(jī)能或?qū)οM(fèi)者產(chǎn)生影響的結(jié)果）加以解釋，由此需要使用科學(xué)證據(jù)對已明確的定義加以證實(shí)。以實(shí)驗(yàn)室法中的系統(tǒng)方法作為一項(xiàng)創(chuàng)新，必然需要對結(jié)晶法進(jìn)一步實(shí)施科學(xué)驗(yàn)證。其中一個(gè)最主要、最迫切的問題即是驗(yàn)證用于執(zhí)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的化學(xué)計(jì)量學(xué)工具。

因此，需要對有關(guān)原料質(zhì)量鑒定的所有多變量方法的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行開發(fā)和現(xiàn)場驗(yàn)證，必須要對各種方法的局限性及其在日常分析中的應(yīng)用情況予以明確并加以探討。這點(diǎn)對非靶標(biāo)分析法及靶標(biāo)分析法均具有一定效力。靶標(biāo)分析法需要使用多學(xué)科方法來理解和解釋有關(guān)樣品質(zhì)量、處理過程或作用方面的結(jié)果。其中，在食品質(zhì)量檢測方法開發(fā)過程中使用系統(tǒng)性方法已成為未來研究所面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。