當(dāng)代科學(xué)技術(shù)在食品安全問(wèn)題上的應(yīng)用

何靖柳+董赟+劉繼+張恒+劉翔+韋婷

[摘要]隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，人們消費(fèi)水平的提高，食品安全問(wèn)題廣受關(guān)注，以當(dāng)代科學(xué)技術(shù)為依托的食品安全檢測(cè)逐漸成為保障食品安全的重要手段。文章對(duì)目前出現(xiàn)的食品安全問(wèn)題、常見(jiàn)的食品安全檢測(cè)技術(shù)及科學(xué)技術(shù)進(jìn)行綜述，重點(diǎn)闡述了目前出現(xiàn)的比較成熟的一些食品安全檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)原理、作用對(duì)象及目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)技術(shù)；食品安全；檢測(cè)技術(shù)

[DOI]1013939/jcnkizgsc201716184

自1980年起，中國(guó)食品行業(yè)每年以13%以上的速度飛速發(fā)展。[1]但近期，食品安全問(wèn)題頻頻發(fā)生，如鎘大米、毒淀粉、瘦肉精、地溝油、劣質(zhì)奶粉、福喜過(guò)期雞肉等。食品安全的危害因子主要包括物理、化學(xué)和生物危害，不僅嚴(yán)重威脅消費(fèi)者的身心健康，同時(shí)給國(guó)家經(jīng)濟(jì)也造成巨大的損失。[2]為了從根本上解決食品安全問(wèn)題，可就種植、養(yǎng)殖、加工、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售、消費(fèi)等環(huán)節(jié)加以嚴(yán)格把關(guān)，由此可見(jiàn)，對(duì)食品安全的檢測(cè)已成為保障食品安全的關(guān)鍵手段。根據(jù)食品具體情況，選擇相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，借助實(shí)驗(yàn)室大型儀器，即可較準(zhǔn)確、可靠地對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析，最大化地保障人民的利益。

1食品安全問(wèn)題

據(jù)世界衛(wèi)生組織對(duì)食品安全問(wèn)題的最新定義，食品安全問(wèn)題是指食物中有毒、有害物質(zhì)對(duì)人體健康造成影響的公共衛(wèi)生問(wèn)題。食品安全要求食品不能對(duì)人體健康造成急性或慢性損害，不能存在損害或威脅人體健康的有毒有害物質(zhì)以導(dǎo)致消費(fèi)者病亡或危及消費(fèi)者及其后代的隱患，這是一個(gè)絕對(duì)的概念；實(shí)際食品安全是降低疾病隱患，防范出現(xiàn)食物中毒的一個(gè)領(lǐng)域。[3]

11世界食品安全現(xiàn)狀

食品安全問(wèn)題一直是全球關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是近年來(lái)出現(xiàn)的與食物相關(guān)的新發(fā)疾病和人獸共患病，不但威脅著食品安全，甚至其中某些疾病還在全球范圍內(nèi)流行，讓人們對(duì)食品安全問(wèn)題更加重視。[4]食品產(chǎn)供銷系統(tǒng)與食品安全密切相關(guān)，其改變也必將對(duì)食品安全造成影響?？茖W(xué)家們推測(cè)在今后的二十年內(nèi)食品產(chǎn)供銷系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)改變，并出現(xiàn)推動(dòng)該系統(tǒng)改變的新因素，包括全球人口數(shù)突破100億人、人口老齡化、文化沖突、食品從供應(yīng)模式向需求模式轉(zhuǎn)變、氣候改變影響水源供應(yīng)、對(duì)不可再生資源使用的限制等。[5]

12中國(guó)食品安全現(xiàn)狀

121食品中物理性和化學(xué)性污染物問(wèn)題

20世紀(jì)40年代以來(lái)，化學(xué)合成農(nóng)藥的研制成功使化學(xué)農(nóng)藥得到迅速發(fā)展。全世界每年有幾千萬(wàn)噸化學(xué)農(nóng)藥被施用到農(nóng)、林、牧業(yè)中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和減少疾病傳播方面發(fā)揮了巨大作用，但同時(shí)也暴露了很多缺點(diǎn)并對(duì)農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害。[6]據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)耕地面積占全世界的10%，卻使用了全世界近四成的化肥；我國(guó)單位面積農(nóng)藥使用量是世界平均水平的25倍。過(guò)量使用農(nóng)藥化肥后，雖然能夠增加糧食產(chǎn)量，但也會(huì)對(duì)土壤、水體等自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品、食品質(zhì)量安全帶來(lái)極大的危害，食品農(nóng)藥污染問(wèn)題已成為食品安全的頑癥。[7]

122食源性疾病問(wèn)題

食源性疾?。‵ood borne disease）是指通過(guò)攝食而進(jìn)入人體的有毒有害物質(zhì)所造成的疾病，具有季節(jié)性、地區(qū)性、暴發(fā)性或散發(fā)性。食源性疾病是食品安全中的主要問(wèn)題，一般可分為感染性和中毒性，常見(jiàn)的有食物中毒、腸道傳染病、人畜共患傳染病、寄生蟲(chóng)病以及化學(xué)性有毒有害物質(zhì)所引起的疾病?！胺堑洹保⊿ARS）和“H7N9禽流感”都是食源性疾病，給人類帶來(lái)巨大的危害，直接對(duì)人體健康造成損害。據(jù)2014年《中國(guó)科學(xué)報(bào)》報(bào)道，我國(guó)食源性疾病主動(dòng)監(jiān)測(cè)的初步結(jié)果顯示，我國(guó)13億人口中每年有2億～3億人發(fā)病。我國(guó)在2011年成立了國(guó)家食品安全評(píng)估中心，于2014年11月21日頒發(fā)《食源性疾病管理辦法（試行）（征求意見(jiàn)稿）》，正在逐步建立食源性疾病報(bào)告系統(tǒng)和食品安全檢測(cè)網(wǎng)。檢測(cè)顯示，中國(guó)平均65人中就有1人患有食源性疾病。因此，食源性疾病仍然是威脅中國(guó)人健康的主要疾病之一。

123轉(zhuǎn)基因食品、新資源食材的應(yīng)用

近年來(lái)，許多轉(zhuǎn)基因食品、新資源食材已逐步進(jìn)入食物鏈。中國(guó)農(nóng)業(yè)部已經(jīng)批準(zhǔn)種植的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物有甜椒、西紅柿、土豆，主糧作物有玉米、水稻，進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因食品有大豆油、菜子油、大豆等。對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品、新資源食材的利弊、安全性保障的一系列問(wèn)題一直是國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。用何種檢測(cè)方法、評(píng)價(jià)程序?qū)D(zhuǎn)基因食品的安全性進(jìn)行預(yù)測(cè)一直存在極大爭(zhēng)議。就目前的研究結(jié)果顯示，對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品，現(xiàn)行檢測(cè)方法的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和檢測(cè)力度均需加強(qiáng)，當(dāng)前還沒(méi)有確鑿的證據(jù)肯定轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體健康存在潛在危害。

2食品安全檢測(cè)技術(shù)

由于食品安全問(wèn)題層出不窮，而這些問(wèn)題的解決需要相配套的檢測(cè)技術(shù)，因此，食品檢測(cè)技術(shù)在人民生活中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，同時(shí)，也是現(xiàn)代科技研究中的熱點(diǎn)。食品檢測(cè)技術(shù)既能對(duì)食品材料進(jìn)行檢測(cè)，也能對(duì)各種食品添加劑進(jìn)行檢測(cè)。但是由于食品種類繁多，食品安全檢測(cè)技術(shù)想要面面俱到難度非常大。[8]針對(duì)中國(guó)存在的不同食品安全問(wèn)題，現(xiàn)將食品安全檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分類后逐一介紹。

21食品化學(xué)性污染的檢測(cè)技術(shù)

211色譜、質(zhì)譜及其聯(lián)用技術(shù)

目前檢測(cè)食品中農(nóng)藥和獸藥殘留的主要檢測(cè)技術(shù)有高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）和液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）技術(shù)。[9]色譜技術(shù)是當(dāng)兩相做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于不同的物質(zhì)在兩相中具有不同的分配系數(shù)，通過(guò)不斷分配，從而達(dá)到各物質(zhì)被分離的目的。色譜技術(shù)具有樣品用量少、檢出限低、分離效能高、檢測(cè)靈敏度高、選擇性高和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，早已被廣泛地運(yùn)用于食品工業(yè)的安全檢測(cè)中。[9]氣相色譜法能夠準(zhǔn)確靈敏地進(jìn)行快速定性與定量分析，在食品檢測(cè)中廣泛地應(yīng)用于天然毒素、農(nóng)藥、食品添加劑、獸藥等的檢測(cè)。[10]薄層色譜法擁有儀器操作簡(jiǎn)單方便、應(yīng)用廣泛但靈敏度不高等特點(diǎn)，它被普遍應(yīng)用于農(nóng)藥、毒素、食品添加劑檢測(cè)等方面。[11]質(zhì)譜是一種理想的色譜檢測(cè)器，它具有極高的檢測(cè)靈敏度。將色譜、質(zhì)譜聯(lián)用，不僅能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點(diǎn)相結(jié)合，而且成了分析化學(xué)的研究熱點(diǎn)。[12]

212化學(xué)快速檢測(cè)技術(shù)

化學(xué)快速檢測(cè)技術(shù)是食品安全快速檢測(cè)中重要的方法之一。常見(jiàn)的如紙片法、試劑盒（卡）等方法，該方法與一般的儀器分析方法相比，具有價(jià)格低、操作相對(duì)簡(jiǎn)便、結(jié)果顯示直觀、一次性使用、不需檢修維護(hù)、專一性等優(yōu)點(diǎn)，但該方法靈敏度較低。有機(jī)磷農(nóng)藥（磷酸、二硫代磷酸酯、磷酞胺等）在某些催化劑的作用下生成含磷酸的水溶液如酸和醇，接著水解液和添加的有色檢測(cè)液反應(yīng)紫色消退，根據(jù)檢測(cè)液顏色變化情況反映有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留水平。

213光譜分析法

光譜分析法是一種無(wú)損的快速檢測(cè)技術(shù)，分析成本低，在食品安全檢測(cè)中運(yùn)用較為廣泛。其主要原理是利用物質(zhì)發(fā)射或吸收電磁輻射以及物質(zhì)與電磁輻射的相互作用而建立起來(lái)的一種方法。它包括熒光光譜、紅外光譜、近紅外光譜、拉曼光譜等。[13]

（1）熒光光譜。熒光光譜被廣泛運(yùn)用在食品檢測(cè)研究方面，它具有快速、敏感、無(wú)損的分析技術(shù)，并且能夠在幾秒內(nèi)提供物質(zhì)的特征圖譜。人們?cè)\(yùn)用前表面熒光光譜技術(shù)對(duì)蜂蜜品種的真假進(jìn)行了分析。[14]

（2）近紅外光譜。近紅外光是一種介于可見(jiàn)光（VIS）和中紅外光（IR）之間的電磁波，美國(guó)材料檢測(cè)協(xié)會(huì)（ASTM），將其定義為波長(zhǎng)780～2526nm的光譜區(qū)。近紅外光譜的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便，檢測(cè)成本低，有不同的測(cè)樣器件可直接測(cè)定相應(yīng)的液體、固體、半固體和膠狀體等樣品；分析速度快，一般樣品可在1分鐘內(nèi)完成；適用于近紅外分析的光導(dǎo)纖維較易獲得，可實(shí)現(xiàn)在線分析及監(jiān)測(cè)，非常適合生產(chǎn)過(guò)程和惡劣環(huán)境下的樣品分析；檢測(cè)過(guò)程不損傷樣品，即無(wú)損檢測(cè)；分辨率高，還可以同時(shí)對(duì)樣品多個(gè)組分進(jìn)行定性和定量分析等。[15]因此近紅外技術(shù)在當(dāng)前的食品產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

（3）拉曼光譜。拉曼光譜用于在食品安全檢測(cè)分析過(guò)程中，對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定性分析，還可以對(duì)食品成分中含量的多少進(jìn)行檢測(cè)。拉曼光譜技術(shù)是在鍵的延伸和彎曲的震動(dòng)模式的基礎(chǔ)上，利用對(duì)光的散射強(qiáng)度和拉曼移位作圖來(lái)獲取信息。它可以將受污染的小麥粉、玉米蛋白和豆粕混合物中的三聚氰胺進(jìn)行定性定量測(cè)定。

（4）高光譜圖像技術(shù)。高光譜圖像技術(shù)是一種集圖像信息與光譜信息于一身的新技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于農(nóng)畜產(chǎn)品及食品品質(zhì)和安全性檢測(cè)方面。研究者曾在實(shí)驗(yàn)室條件下利用高光譜圖像系統(tǒng)對(duì)食品的品質(zhì)及安全性進(jìn)行了研究，其原理在于利用多光譜成像系統(tǒng)通過(guò)最佳條帶的檢測(cè)來(lái)對(duì)食品的加工過(guò)程進(jìn)行控制，從而保證食品的安全性和可靠性。

214酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法

酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法（ELISA）是將抗原抗體的免疫反應(yīng)和酶的催化反應(yīng)相結(jié)合而建立起來(lái)的一種新技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、安全省時(shí)、靈敏高、選擇性好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

22食品生物性污染的檢測(cè)技術(shù)

221紙熒光法

紙熒光法是利用細(xì)菌生產(chǎn)期間產(chǎn)生的一些代謝酶或代謝產(chǎn)物而建立的酶-底物反應(yīng)法，該方法準(zhǔn)確性高，且測(cè)試紙的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，極大地簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)方法。

222電阻抗法

電阻抗法是利用細(xì)菌在生長(zhǎng)期間將培養(yǎng)基中大分子的惰性材料（如碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂類）代謝后產(chǎn)生有電活性的小分子（如乳酸、醋酸等），從而增強(qiáng)培養(yǎng)基的導(dǎo)電能力。不同細(xì)菌可使培養(yǎng)基有不同的阻抗變化，即得出不同的細(xì)菌特性阻抗曲線，將待測(cè)細(xì)菌阻抗曲線與標(biāo)準(zhǔn)株阻抗曲線比較，可發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的細(xì)菌種類和數(shù)量。[16]該方法方便快捷，實(shí)用性強(qiáng)，檢驗(yàn)效率高。

223免疫學(xué)方法

免疫學(xué)法是利用抗原和抗體的特異性結(jié)合反應(yīng)，輔以免疫放大技術(shù)來(lái)鑒別細(xì)菌。該方法的優(yōu)點(diǎn)是待測(cè)樣品在選擇性增菌后，無(wú)須分離即可直接篩選。[17]免疫學(xué)方法包括多種反應(yīng)，血清學(xué)反應(yīng)、單克隆抗體技術(shù)、基因工程抗體、天然免疫和獲得性免疫等。各種免疫反應(yīng)都有其獨(dú)特的作用，它們是相互聯(lián)系、互相配合的。

224分子生物學(xué)檢測(cè)方法

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是近年在分子生物學(xué)領(lǐng)域中迅速發(fā)展和應(yīng)用的一種技術(shù)，其原理是待測(cè)樣品擴(kuò)散后進(jìn)入生物活性材料，分子間經(jīng)識(shí)別后發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，該信息被相應(yīng)的物理或化學(xué)轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)變?yōu)榭啥亢涂商幚淼碾娦盘?hào)，經(jīng)二次儀表對(duì)信息放大并輸出，即可得出待測(cè)液濃度。[18]

225基因芯片技術(shù)

基因芯片技術(shù)是同時(shí)將大量的探針?lè)肿庸潭ǖ焦滔嘀С治锷?，借助核酸分子雜交配對(duì)的特性對(duì)DNA樣品的序列信息進(jìn)行高效的解讀和分析。芯片技術(shù)是采用光導(dǎo)原位合成或顯微印刷等方法將大量特定序列的探針?lè)肿佑行虻毓潭ㄓ谔囟ㄌ幚淼墓杵?、玻片、硝酸纖維素膜等載體上，然后將標(biāo)記的待測(cè)樣品與載體混合后多元雜交，通過(guò)雜交信號(hào)的強(qiáng)弱及分布對(duì)樣品進(jìn)行定性、定量。

226細(xì)胞計(jì)數(shù)法

細(xì)胞計(jì)數(shù)法主要有流式細(xì)胞計(jì)數(shù)法（FCM）及固相細(xì)胞計(jì)數(shù)法（SPC）。細(xì)胞計(jì)數(shù)法是一種對(duì)細(xì)胞懸液中細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，可借助血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù)。[20]

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步具有跨時(shí)代的意義，但與之相應(yīng)的食品安全問(wèn)題的出現(xiàn)不容小視，我們目前應(yīng)對(duì)多種食品安全問(wèn)題作一個(gè)深刻的理解和清醒的認(rèn)識(shí)，很好地利用科技手段加大檢測(cè)力度，嚴(yán)控不安全食品流入市場(chǎng)，協(xié)調(diào)食品生產(chǎn)領(lǐng)域健康、持續(xù)發(fā)展。

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