食品安全檢測中化學(xué)檢測技術(shù)的應(yīng)用

馮彥勇 陳雪梅 匡鳳軍 匡鳳姣 郭晉安

1.湖南口味王集團(tuán)有限責(zé)任公司； 2.湖南中益食品化工檢測院

引言：隨著社會的不斷發(fā)展，食品技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對食品安全的要求也越來越高。現(xiàn)有的食品安全檢測采用傳統(tǒng)的國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，而國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)需在有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，需運(yùn)用儀器設(shè)備和技術(shù)手段，由專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)較長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)才能得出結(jié)論，很難及時(shí)、快速地滿足生產(chǎn)基地、批發(fā)市場、進(jìn)出口岸的檢查需求。因此，發(fā)展快速、方便、準(zhǔn)確及靈敏的食品安全分析檢測技術(shù)具有重要意義。為了充分保障食品安全，必須在食品安全檢測方面應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，加強(qiáng)設(shè)備管理，在源頭避免食品安全問題。由于化學(xué)檢測技術(shù)的應(yīng)用非常簡便，所得到的檢測結(jié)果也具有很高的準(zhǔn)確性，因此在食品安全問題的檢測當(dāng)中，應(yīng)用化學(xué)檢測技術(shù)是必要的選擇。

一、食品檢測概述及應(yīng)用化學(xué)檢測技術(shù)的必要性

（一）食品檢測概述

食品檢測主要是利用化學(xué)技術(shù)和相關(guān)的化學(xué)試劑來對食品進(jìn)行相關(guān)的檢測，從而查明食品中是否存在對人體有危害的化學(xué)添加劑。這種分析檢測手段具有非常多的應(yīng)用，越來越多的不同種類的化學(xué)技術(shù)都被用于檢測食品的安全性，化學(xué)檢測技術(shù)對食品安全問題來講具有非常重要的作用。由于我國人口較多，對食品的需求量較大，因此我國非常注重食品安全，也非常注重食品的質(zhì)量。由于社會的多元化發(fā)展，在多變的市場環(huán)境當(dāng)中，對于食品的要求和質(zhì)量非常復(fù)雜，在這種多變和復(fù)雜的情況之下，很難保證每一項(xiàng)食品都符合相關(guān)規(guī)定。因此應(yīng)注重食品安全問題，加強(qiáng)對食品安全問題的監(jiān)管，通過化學(xué)檢測技術(shù)保障食品安全，從而嚴(yán)格控制在食品添加劑的應(yīng)用。由于不合格的食品添加劑會破壞消費(fèi)者的健康，會造成不良的影響，甚至?xí)斐蓢?yán)重的食品安全事故，給民眾和社會帶來極大的危害。因此應(yīng)用相關(guān)的化學(xué)分析技術(shù)檢測食品的安全性具有非常重要的意義。

（二）食品安全檢測中應(yīng)用化學(xué)檢測技術(shù)的必要性

由于我國的加工工藝標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一，導(dǎo)致了在實(shí)際的生產(chǎn)過程中會發(fā)生一系列的問題，部分餐飲單位沒有嚴(yán)格按照國家規(guī)定進(jìn)行管理，導(dǎo)致存在一定的安全隱患，因此對食品安全進(jìn)行安全檢測具有非常重要的作用。在食品安全檢測當(dāng)中，化學(xué)檢測技術(shù)是目前來講應(yīng)用最多的一種食品檢測技術(shù)，在食品儲存和流通的過程當(dāng)中，受到相關(guān)條件的限制，往往會導(dǎo)致食品出現(xiàn)一定的安全問題，近幾年來我國在食品安全和化學(xué)添加劑方面所出現(xiàn)的問題已經(jīng)影響到了人們的日常生活和心理健康，因此必須明確在食品所存在的問題?；瘜W(xué)檢測技術(shù)是通過化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)現(xiàn)象來獲取或驗(yàn)證食物中是否存在某種物質(zhì)及其具體含量的一項(xiàng)檢測技術(shù)。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對食品的定性和定量檢測要求更高。將化學(xué)檢測技術(shù)應(yīng)用到食品安全檢測中，可以保證食品的安全，從根源上解決食品安全問題。面對越來越多的新型食品的，更需要開發(fā)更多的化學(xué)檢測技術(shù)來對不同的食品進(jìn)行檢測，從而確保國家食品安全。

二、食品安全問題的主要原因

（一）農(nóng)藥殘留引起食品安全

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，地域遼闊，農(nóng)產(chǎn)品豐富，農(nóng)業(yè)物種植過程中為了有效預(yù)防病蟲害，并加快農(nóng)作物的生長，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中難免會使用一些農(nóng)藥和化肥。盡管使用農(nóng)藥和化肥可以在一定程度上讓農(nóng)作物免受病蟲害的侵害和促進(jìn)作物的成熟，但是，過度使用農(nóng)藥會導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品過多的農(nóng)藥化合物殘留。當(dāng)人們食用這些含有農(nóng)藥殘留的物質(zhì)后，就會引起食品安全問題。近年來，我國大力發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)技術(shù)，化學(xué)殘留物有所減少，但是，農(nóng)藥殘留依然不容忽視。

（二）添加劑過量引起食品安全

在食品加工行業(yè)，合理的使用食品添加劑可以在一定程度上滿足人們對于食品品質(zhì)的需求，且不會對人體造成影響。但是，當(dāng)前很多不法商家不顧消費(fèi)者的身體健康，在食品的加工過程中超量使用添加劑。部分食品添加劑會對人體健康造成不可估量的影響，以“三聚氰胺”事件為代表的奶粉就引起過嚴(yán)重的食品安全事件，極大的影響到了社會的和諧穩(wěn)定。

（三）微生物污染引起食品安全

微生物污染主要是指在因有害微生物侵入食物而產(chǎn)生的污染。在食品的加工、銷售等過程中，微生物污染會導(dǎo)致食用者出現(xiàn)嘔吐等中毒癥狀，甚至?xí)＜吧】?。為此，在食品的加工、生產(chǎn)、銷售等過程中一定要采取有效的措施，防范以上問題的發(fā)生，從源頭上加大微生物污染防治力度。

三、食品安全檢測中化學(xué)檢測技術(shù)的應(yīng)用

（一）光譜檢測技術(shù)

1.等離子發(fā)射光譜法

等離子發(fā)射光譜法通常應(yīng)用到定量元素的檢測中，在多元素和單元素檢測分析中發(fā)揮著十分重要的作用。發(fā)射光源產(chǎn)生的能量作用于樣品，樣品中的一些電子會改變原來的軌跡，再次回到軌道中會釋放特定波長的能量。通過分析檢測發(fā)射波長，便能得知食品中含有哪些元素。該技術(shù)一般會應(yīng)用在營養(yǎng)保健品的安全檢測、食品污染物成分等中，是一種比較常見的食品安全檢測技術(shù)。

2.近紅外光譜技術(shù)

近紅外光譜技術(shù)具有制樣簡單、非破壞性、可實(shí)現(xiàn)快速無損和綠色環(huán)保遠(yuǎn)程分析檢測等優(yōu)勢，在食品質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。Wang等以蒙牛、伊利、萬達(dá)山奶粉為檢測樣本通過添加試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際摻假樣品，利用近紅外光譜分析檢測奶粉中摻假淀粉的情況。然而，由于物質(zhì)通常在近紅外區(qū)的吸收系數(shù)小，因此不適用一些痕量物質(zhì)的分析。未來近紅外光譜技術(shù)仍需不斷完善才能發(fā)揮更大作用，如將其與化學(xué)計(jì)量法相結(jié)合，提高光譜圖分析與試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性；此外，紅外光譜檢測儀也需要由大型研究級向小型便攜式轉(zhuǎn)換，同時(shí)建立更加全面廣泛的全球性數(shù)據(jù)庫，進(jìn)一步促進(jìn)該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

3.拉曼光譜技術(shù)

拉曼光譜技術(shù)是基于拉曼散射效應(yīng)進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。李永玉等采用拉曼光譜技術(shù)快速靈敏的檢測了蘋果表面殘留的敵百蟲。但普通拉曼光譜技術(shù)在痕量分析中存在一定的缺陷，這是由于存在拉曼散射信號弱的問題。近年來，納米技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了拉曼光譜檢測技術(shù)的進(jìn)步，通過一定尺寸的納米顆粒作為表面增強(qiáng)拉曼的基底可以使拉曼散射信號得到極大增強(qiáng)，即表面增強(qiáng)拉曼光譜法。Pan等采用表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了蔬菜油中特丁基對苯二酚的檢測，解決了傳統(tǒng)拉曼光譜信號較低、效應(yīng)弱的缺點(diǎn)，能夠較高提升檢測靈敏度。目前該技術(shù)在食品領(lǐng)域發(fā)展迅速。但在實(shí)際應(yīng)用中，也存在一些尚未解決的問題，如拉曼光譜相對較弱，容易受到熒光干擾等的問題。因此，該技術(shù)與其他分離技術(shù)整合，消除食品基質(zhì)以及熒光效應(yīng)的干擾，是未來發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。

（二）色譜檢測技術(shù)

1.氣相色譜技術(shù)

氣相色譜法適用于易揮發(fā)而不發(fā)生分解的化合物的分離。趙文亞和張瑩等分別采用氣相色譜法檢測水產(chǎn)品中氯霉素和茶葉中有機(jī)磷農(nóng)藥的殘留，分析快速高效準(zhǔn)確。但由于該方法只適合分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分，對高沸點(diǎn)有機(jī)物的分析相當(dāng)困難，因而限制了其在食品安全檢測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。衍生化反應(yīng)則是解決該問題的有效策略之一，常用的衍生化方法主要包括醚化反應(yīng)、?；磻?yīng)、硅烷化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)和酯化反應(yīng)，通過衍生化能夠降低有機(jī)物的極性，增強(qiáng)其揮發(fā)性，改善色譜峰形，增大相鄰峰的分離度，提高其在特定檢測器上的靈敏度。綜上所述，衍生化氣相色譜法未來的發(fā)展方向主要包括：開發(fā)新型衍生試劑以獲得最佳的衍生效果；簡化提取步驟，開發(fā)液體原位衍生技術(shù)；優(yōu)化衍生程序，縮短衍生時(shí)間；研究衍生產(chǎn)物穩(wěn)定技術(shù)，適合批處理分析。

2.高效液相色譜和超高效液相色譜技術(shù)

高效液相色譜法采用高壓泵和高效固定相，改善了氣相色譜法在測定沸點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性差有機(jī)物方面的不足。Mengelers和孫鵬等分別用高效液相色譜法實(shí)現(xiàn)了食品中3種磺胺類獸藥和2種喹諾酮類獸藥殘留的分析檢測，方法表現(xiàn)出分離效率高、靈敏度好、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。超高效液相色譜是高效液相色譜的衍生，其基本原理是隨著柱填料粒徑減小，效率和分辨率增加。超高效液相色譜相較于高效液相色譜，其固定相色譜填料更加精細(xì)，采用耐高壓的超高壓輸液泵，采用壓力輔助自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)等。此外，超高效液相色譜的應(yīng)用還大大降低了分析時(shí)間和溶劑消耗。

3.薄層色譜技術(shù)

薄層色譜法是一種利用吸附劑對不同組分吸附能力不同從而使各成分分離的色譜分離方法。樊瑋、楊勇和Gaugain等分別采用薄層色譜法實(shí)現(xiàn)了食品樣品中菊酯類農(nóng)藥、喹諾酮類獸藥以及硝基咪唑的大量篩選。然而，薄層色譜法因其在定性定量及重現(xiàn)性上的局限性，限制了其在食品安全分析領(lǐng)域的發(fā)展。

（三）生物檢測技術(shù)

1.免疫技術(shù)

利用免疫方法檢測食品中蛋白質(zhì)的含量。這一類技術(shù)在有毒物質(zhì)檢測中的應(yīng)用比較廣泛。在食物制作和儲存過程中，如果沒有嚴(yán)格的按照收入儲存和制作條件進(jìn)行操作，便很有可能滋生真菌、細(xì)菌等微生物，這些物質(zhì)對人的身體健康造成了較大的影響，而免疫技術(shù)主要是借助抗體與抗原可特異性結(jié)合的原理進(jìn)行檢測，可用于檢測食物中是否含有有毒物質(zhì)以及有毒物質(zhì)的主要成分。

2.PCR技術(shù)

PCR技術(shù)是一種放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，在食品安全鑒偽方面有很重要的應(yīng)用。Agustí和Rajkhowa等分別建立了食品樣品中單增李斯特菌和豬巴斯德菌毒力相關(guān)基因新型多重PCR檢測方法，操作簡便快速，檢測限能夠達(dá)到檢測需求，且表現(xiàn)出樣品用量少、特異性好、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)操作復(fù)雜，對操作人員素質(zhì)要求較高且投入成本較大，需要配備昂貴的配套檢測儀器和專業(yè)的操作人員。

3.DNA探針技術(shù)

DNA探針檢測過程其實(shí)是分子雜交過程，用同位素標(biāo)記DNA探針，探針按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配對形成雙鏈DNA。通過檢測帶有標(biāo)記的同位素，進(jìn)行分子的分析工作，明確食品成分。

4.生物傳感器法

生物傳感器是一種能將生物物質(zhì)濃度轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的分析儀器.根據(jù)生物識別元件的不同，生物傳感器可分為酶傳感器、細(xì)胞傳感器、組織傳感器、免疫傳感器等。由于生物傳感器具有靈敏度高，響應(yīng)速度快，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是重現(xiàn)性不好。目前生物傳感器在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要是農(nóng)藥殘留檢測、獸藥殘留檢測、真菌毒素檢測、微生物及病毒檢測和其他污染物和添加物檢測。

（四）分子印跡技術(shù)

分子印跡技術(shù)基本原理是模版分子與功能單體兩者間通過共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵作用形成具有特殊空間結(jié)構(gòu)的復(fù)合物，通過加入交聯(lián)劑和致空劑使復(fù)合物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的聚合物，親和位點(diǎn)被記憶下來，隨后加入洗脫劑去除模版分子，暴露出相匹配的空穴，從而制備出具有特異性識別功能的印跡材料。Mattsson等報(bào)道利用分子印跡聚合物競爭性熒光偽免疫分析法實(shí)現(xiàn)了魚基質(zhì)中的生物胺的檢測。Kumar等人以毒死蜱為模板分子，成功開發(fā)出毒死蜱磁性分子印跡材料（MMIP），能夠快速簡單地從蜜蜂和茄子樣本中提取毒死蜱。制備的毒死蜱MMIP具有吸附容量高，吸附平衡快，易于分離，特異性去除蜂蜜和茄子中毒死蜱的特點(diǎn)。近年來，基于功能性納米粒子的分子印跡技術(shù)不斷發(fā)展，包括基于磁性納米顆粒、量子點(diǎn)熒光納米粒子分子印跡技術(shù)等。Anis等人以PEG-Mn與ZnS混合的量子點(diǎn)為載體制備黃曲霉毒素分子印跡聚合物，通過熒光光譜儀進(jìn)行對非乳制品飲料樣品中的黃曲霉毒素進(jìn)行熒光測量，制備的MIP-QDs復(fù)合物對AFs（AFB1，AFB2，AFG1和AFG2）具有高親和力和選擇性檢出限和定量分別為0.016mg/L和0.053mg/L，分析回收率為99%±4%至107%±5%。

結(jié)束語：綜上所述，在食品安全檢測測中對化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的，其大大簡化了食品安全檢測工作，提高了檢測工作的準(zhǔn)確率，在以后的工作中也應(yīng)該不斷豐富化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用形式，為食品安全檢測工作提供更多的依據(jù)。