食品快速檢測技術(shù)的研究進(jìn)展

高英嬌

摘 要：食品在生活中占據(jù)著重要的地位，為生命活動(dòng)提供了能量。隨著人們物質(zhì)生活的日益豐富，食品安全問題頻頻發(fā)生。近些年，媒體曾報(bào)道多起因食品質(zhì)量引起的食品安全問題，這表明了應(yīng)用食品安全檢測技術(shù)的必要性，但現(xiàn)有的檢測技術(shù)還存在著檢測時(shí)間長、準(zhǔn)確性不高、檢測項(xiàng)目單一等缺點(diǎn)，不能快速、高效地完成現(xiàn)場檢測工作。因此，不斷發(fā)展食品安全檢測技術(shù)是保障食品安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：食品安全；快速檢測；免疫分析法；蛋白質(zhì)芯片法

Research Progress of Food Rapid Detection Technology in China

GAO Yingjiao

（Shandong Nuoxin Testing Co.， Ltd.， Yantai 264006， China）

Abstract： Food plays a pivotal role in our lives， providing energy for our life activities. However， with the increasing abundance of human material life， food safety problems occur frequently. In recent years， the media has reported a number of problems caused by food quality， which shows the necessity of applying food safety testing technology， but the existing testing technology still has the shortcomings of long detection time， low accuracy， single testing items， etc.， and cannot quickly and efficiently complete the work of on-site testing. Therefore， the continuous development of food safety testing technology is a key link in ensuring food safety.

Keywords： food safety; rapid detection; immunoassay method; protein chip method

1 食品安全快速檢測概述

符合食品營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，且對人體不會造成危害的食品即為安全的食品。而食品安全快速檢測是能夠在較短的時(shí)間內(nèi)提供檢測結(jié)果的行為，其中還包括樣品的制備[1]。一般來說，常規(guī)的快速檢測可以在2 h

內(nèi)完成。在微生物檢測中，若所用方法可以比常規(guī)方法縮短一半左右的時(shí)間，就將其作為一種快速的檢測手段。在現(xiàn)場快速檢測中，通常是指能在0.5 h內(nèi)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法。

食品安全快速檢測包括現(xiàn)場直接檢測和實(shí)驗(yàn)室檢測兩種形式。在對所檢測的樣本進(jìn)行定性和半定量分析時(shí)，實(shí)驗(yàn)室檢測更加關(guān)注儀器設(shè)備的使用，而在現(xiàn)場檢測時(shí)更加關(guān)注操作方法的可實(shí)施性[2]。為了更好地檢測食品，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)滿足下列條件：①盡量簡化實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、減少所需試劑，延長試劑的保存期；②調(diào)整樣品前處理工序，降低對操作人員的要求；③檢測方法應(yīng)更加簡單，準(zhǔn)確度更高和速度更快。

2 常見快檢方法

2.1 比色法

比色法是指被測物質(zhì)和化學(xué)試劑在很短的時(shí)間里發(fā)生顯色反應(yīng)，然后通過觀察顏色或者比較其吸光度，快速得出檢測結(jié)果的方法。該方法具有簡單快速、結(jié)果直觀、方便廉價(jià)等優(yōu)勢，但其也存在著對于某些物質(zhì)的檢測靈敏度不夠高，在檢測過程中受到的干擾因素較多等問題。

化學(xué)比色法常被用于檢測對身體有害的化學(xué)物質(zhì)。例如，用化學(xué)比色試紙快速檢測亞硝酸鈉、重金屬離子和pH值等[3]。其中，亞硝酸鹽作為食品添加劑，可增加食品的風(fēng)味和起到防腐的作用，但如果攝入過量的亞硝酸鹽可能會引起中毒，甚至導(dǎo)致死亡。因此，亞硝酸鹽超標(biāo)是一個(gè)不容小覷的問題，可以用比色法鑒定食品中含有的亞硝酸鹽，其基本原理是對氨基苯磺酸在酸性條件下，先與亞硝酸鹽發(fā)生重氮化反應(yīng)，然后與鹽酸乙二胺結(jié)合得到玫瑰色染料，通過將顯色反應(yīng)的深淺程度與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液顏色進(jìn)行觀察對比，可以推測出食品中亞硝酸鹽的大概濃度[4]。這種方法已經(jīng)非常成熟，但它的工藝繁雜，容易受到雜質(zhì)的干擾，并且所用試劑具有毒性。王輝等[4]對該法進(jìn)行了創(chuàng)新，把對氨基苯硫酚通過S-Au鍵修飾到金納米顆粒上，把對奈基乙二胺進(jìn)行鹽酸催化修飾到金納米顆粒上，然后在H+、NO2-的條件下，發(fā)生重氮化耦合反應(yīng)，把納米金顆粒聚集在一起，使光學(xué)顏色發(fā)生顯著變化，從而能夠檢測到微量的亞硝酸鹽。改進(jìn)的比色法具有以下優(yōu)點(diǎn)：①檢測限下降，靈敏度更高；②檢測范圍從大范圍細(xì)化到微量檢測；③響應(yīng)時(shí)間縮短，檢測效率提高；④相對標(biāo)準(zhǔn)偏差更小，具有可靠性[5]。

2.2 免疫分析法

免疫分析法通過抗原和抗體之間的特異性結(jié)合，從而產(chǎn)生不同的化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行檢測。該法能顯著提高檢測特異性，并且靈敏度較高，但由于不同的抗原需要與之相應(yīng)的抗體才能發(fā)生特異性反應(yīng)，所以要針對不同的待測物質(zhì)提供不同的檢測試劑，設(shè)計(jì)不同的方法，其推廣應(yīng)用較為困難[6]。

目前，免疫學(xué)技術(shù)中較受歡迎的是酶聯(lián)免疫分析法和膠體金免疫層析法。酶聯(lián)免疫分析法將酶和抗原抗體兩者特性結(jié)合起來，既有酶的高效性，又有抗原抗體反應(yīng)的特異性。膠體金免疫層析法是一種將膠體金作為標(biāo)記物用來追蹤抗原抗體的新技術(shù)。膠體金是一種穩(wěn)定的、疏水性的膠體，該技術(shù)主要用來檢測農(nóng)獸藥殘留、生物毒素等。清江等[7]使用酶聯(lián)免疫分析法檢測水產(chǎn)苗種中的氯霉素含量，發(fā)現(xiàn)氯霉素一部分以游離的形式存在，一部分以葡萄糖酸苷化合物存在。因此，在檢測時(shí)，需要先對樣品進(jìn)行升溫孵育處理，破壞化合物中的結(jié)合鍵，然后再用乙酸乙酯提取氯霉素。該方法的最低檢出限小，加標(biāo)回收率在70%以上，相對標(biāo)準(zhǔn)差在5%左右，具有高靈敏度、高精確度、良好的重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 生物芯片法

生物芯片法是將已知的生物分子有序地附著在載體上，使其生成緊密排列的點(diǎn)陣，并與標(biāo)記好的待測樣品中的靶分子進(jìn)行特異性結(jié)合，得到相應(yīng)的檢測結(jié)果的方法。該法具有較高的精確度，更加智能化，能夠進(jìn)行微型處理[8]。在理論上可以同時(shí)分析成千上萬的樣品，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，但制作步驟較多、流程較復(fù)雜。

生物芯片法分為DNA芯片法、蛋白質(zhì)芯片法和芯片實(shí)驗(yàn)室法。生物芯片法可以診斷疾病的類型、篩選藥物、檢測微生物和病菌以及毒理檢測等[9]。此外，還可以用生物芯片法檢測人乳頭瘤病毒中的核酸，其基本原理是利用特異性探針和核酸進(jìn)行雜交，通過化學(xué)發(fā)光的級聯(lián)放大，最終根據(jù)特定位置上的藍(lán)色斑點(diǎn)，判斷出是否發(fā)生HPV感染以及感染的亞型。該方法具有自動(dòng)化程度高、方法簡單，不需要特別的實(shí)驗(yàn)條件和不受操作人員的影響。

3 快檢技術(shù)的應(yīng)用建議

3.1 強(qiáng)化制度保障

《中華人民共和國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》規(guī)定，應(yīng)采用經(jīng)過認(rèn)定的快速檢測方法進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督抽查檢測。除此之外，還有《中華人民共和國食品安全法》等法律保障食品安全，但現(xiàn)有的制度還存在不夠全面的問題，需要進(jìn)一步強(qiáng)化和完善。法律法規(guī)制定者需要根據(jù)食品行業(yè)的發(fā)展情況和消費(fèi)者的實(shí)際需求，有針對性地制定保障食品安全的制度；有關(guān)部門需要根據(jù)食品安全產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)特征，對快檢技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)體系進(jìn)行改進(jìn)，并對其快檢限量進(jìn)行嚴(yán)格的管理，以保證快檢技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)受到制度的約束和保護(hù)。

3.2 增強(qiáng)食品安全意識

在日常生活中，人們對食品的安全意識還不夠高。例如，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者濫用農(nóng)藥；消費(fèi)者買到過期產(chǎn)品等。針對這些情況，需要加強(qiáng)消費(fèi)者的食品安全意識。①指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者正確使用農(nóng)用化學(xué)產(chǎn)品，減少化肥農(nóng)藥污染。②提高農(nóng)民生產(chǎn)的積極性，種植綠色健康農(nóng)產(chǎn)品，從源頭上改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。③加強(qiáng)社會宣傳力度，增強(qiáng)人們的食品安全意識，抵制市場上的偽劣食品，提倡從正規(guī)渠道采購食品。因此，要想有效地解決食品安全問題，必須加強(qiáng)大眾對食品安全的認(rèn)識。

3.3 引用先進(jìn)設(shè)備

在食品安全檢測過程中，設(shè)備越先進(jìn)，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性越高，所以需要不斷引用先進(jìn)的檢測設(shè)備，以滿足檢測需要。引進(jìn)和操作先進(jìn)設(shè)備時(shí)，要求工作人員注意：①在使用設(shè)備后，總結(jié)分析優(yōu)缺點(diǎn)，從而對設(shè)備缺點(diǎn)加以改進(jìn)；②在引入先進(jìn)設(shè)備時(shí)，需要大量的財(cái)力支持，因此政府或企業(yè)要加強(qiáng)投資；③先進(jìn)的設(shè)備需要專業(yè)的人員進(jìn)行操作，要重視設(shè)備操作者的技能培訓(xùn)，保證他們能夠熟練地使用各種先進(jìn)設(shè)備，避免由于操作失誤導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確；④定期對先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，以確保其不會出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4 食品快速檢測技術(shù)發(fā)展展望

4.1 穩(wěn)定性逐漸提升

目前，快速檢測技術(shù)的穩(wěn)定性還有待提升。例如，比色法等技術(shù)還需要不斷的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新來提高其穩(wěn)定性。RUPESH等[10]利用聚乙二醇反應(yīng)合成了酶-高分子共聚物納米粒子，并將其固定在紙芯片上，制作了一種便攜式的葡萄糖比色紙芯片，利用掃描電鏡和能譜分析這種紙芯片的形態(tài)和成分。結(jié)果表明，在最佳的檢測條件下，可以在約30 s時(shí)檢測出0.1～3.0 mmol·L-1的葡萄糖，這種紙芯片不但具有快速、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，還解決了用游離酶制成的比色試紙穩(wěn)定性差的問題，為食品行業(yè)實(shí)時(shí)實(shí)地檢測葡萄糖含量提供了一種新途徑。未來更多技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與進(jìn)步將會提高檢測結(jié)果的穩(wěn)定性。

4.2 準(zhǔn)確度逐漸提高

隨著快速檢測技術(shù)的發(fā)展，檢測準(zhǔn)確度將會越來越高。但有些具有辛辣口味的蔬菜在使用酶抑制法時(shí)，檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，出現(xiàn)假陽性現(xiàn)象，為了更好地解決該問題，可以將酶活性抑制率作為一種指標(biāo)，使用微波處理法和水浴加熱法，對不同的辛辣蔬菜進(jìn)行不同時(shí)間的加熱處理。結(jié)果顯示，采用水浴加熱法可消除大部分樣品提取液的假陽性，但這兩種方法均不能有效減少青椒樣品提取液的假陽性檢測結(jié)果，未來還需要深入研究其中的原因。

4.3 技術(shù)逐漸智能化

隨著科技的進(jìn)步，近幾年涌現(xiàn)出各種新興技術(shù)，并滲透到各個(gè)領(lǐng)域中。例如，電子鼻、電子舌的發(fā)明分別是模擬動(dòng)物鼻子、舌頭開發(fā)出來的一種高科技檢測產(chǎn)品。電子鼻可以對不同的氣味進(jìn)行分析和檢測，電子舌則是對酸甜苦辣等滋味進(jìn)行鑒定，兩種技術(shù)具有客觀、效率高、出錯(cuò)率低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于判定茶葉的香氣。未來將這類產(chǎn)品投入市場中，可用于調(diào)控食品的風(fēng)味。

5 結(jié)語

食品安全對于國家的發(fā)展至關(guān)重要，而食品檢測技術(shù)則能夠保障食品的安全。目前，有關(guān)食品安全問題的事件頻頻發(fā)生，輕則影響身體健康，重則會引起重大疾病如癌癥等。而發(fā)展快速檢測技術(shù)對于解決食品安全問題具有重大意義，與傳統(tǒng)的食品安全檢測技術(shù)相比，快速檢測技術(shù)的出現(xiàn)能更好地提高食品質(zhì)量，促進(jìn)食品行業(yè)的健康發(fā)展，滿足人們對健康食品的需求。

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