食品檢測(cè)技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的運(yùn)用探討

趙大珍

（江蘇省徐州技師學(xué)院 汽車工程學(xué)院，江蘇徐州 221000）

食品安全管理既是保障廣大消費(fèi)者身體健康與安全的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)食品行業(yè)穩(wěn)定、有序發(fā)展的關(guān)鍵。食品安全管理需要從多個(gè)方面加以落實(shí)，包含政策支持、法律約束、食品生產(chǎn)、食品運(yùn)輸與存儲(chǔ)以及食品檢測(cè)等，任何一個(gè)方面存在問題都會(huì)嚴(yán)重影響食品的安全性與可靠性。其中食品檢測(cè)技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠通過科學(xué)手段對(duì)食品是否符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，從而為食品安全管理提供必要支持。

1 時(shí)代背景下食品檢測(cè)的重要意義

經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升以及社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使得人們的健康意識(shí)越來越強(qiáng)。人們更加關(guān)注影響健康的各個(gè)因素，其中食品安全正是廣受大眾關(guān)注的重要因素。與此同時(shí)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為食品生產(chǎn)加工提供了便利，但也帶來了一些不容忽視的食品安全問題。在這一背景下，如何保障食品安全成為大眾普遍關(guān)注的問題。近年來食品安全相關(guān)的新聞和案例并不少見，如餐飲行業(yè)使用地溝油、食品加工生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣、食品原材料不符合要求以及食品中添加劑含量超標(biāo)等問題，給大眾造成了嚴(yán)重困擾。未達(dá)到生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)或者存在其他問題的食品流入市場(chǎng)后，必然會(huì)對(duì)人們的身體健康乃至生命安全造成威脅，必須采取有效措施加以防范，而食品檢測(cè)正是保障食品安全的主要屏障。科學(xué)運(yùn)用食品檢測(cè)技術(shù)，規(guī)范食品檢測(cè)程序與標(biāo)準(zhǔn)，能夠通過理化常規(guī)檢測(cè)、元素檢測(cè)、食品添加劑檢測(cè)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)、獸藥殘留檢測(cè)及微生物檢測(cè)等手段對(duì)食品是否達(dá)到相應(yīng)的食用安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效檢測(cè)，從而判斷食品是否能夠進(jìn)入市場(chǎng)，為相應(yīng)的食品安全管理提供依據(jù)。只有做好食品檢測(cè)工作，才能確保流入市場(chǎng)的食品符合食用安全標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也能在出現(xiàn)食品安全事故后及時(shí)分析原因、搜集證據(jù)，為相應(yīng)的行政管理乃至司法管理提供支持及保障[1]。

2 食品安全領(lǐng)域常用的食品檢測(cè)技術(shù)

2.1 生物傳感器技術(shù)

2.1.1 生物傳感器技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

最近幾年，國內(nèi)外對(duì)生物傳感器應(yīng)用于果蔬等農(nóng)產(chǎn)品上花費(fèi)了較多功夫，取得了很好的效果。生物傳感器技術(shù)作為一種新穎的檢測(cè)手段，與傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法相比具有檢測(cè)時(shí)間短、靈敏度高、半自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。例如，免疫生物傳感器技術(shù)便是基于抗體或抗原實(shí)現(xiàn)對(duì)特定分子的檢測(cè)，其相較于普通酶生物傳感器技術(shù)而言在準(zhǔn)確性上實(shí)現(xiàn)了明顯突破，能夠很好地解決后者無法有效檢測(cè)特定分子的問題，并且該技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中還有著成本低廉、實(shí)驗(yàn)面積要求小、動(dòng)態(tài)化檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)。在檢測(cè)抗體或抗原食品農(nóng)藥殘留時(shí)均使用此項(xiàng)技術(shù)，并且以生物傳感技術(shù)為發(fā)展的主要方向[2]。

2.1.2 生物傳感器技術(shù)在微生物及產(chǎn)物檢測(cè)中的應(yīng)用

生物傳感器技術(shù)可以用來檢測(cè)牛奶中的沙門氏菌，探針中存在沙門氏菌的DNA片段，以識(shí)別基因組中的細(xì)菌[3]。某些生物毒素即使是少量，也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用。因此，檢測(cè)食品中的微量生物毒素具有十分重要的意義。目前，蓖麻毒素傳感器已經(jīng)得到了大量的研究。

2.2 生物芯片技術(shù)

生物芯片技術(shù)是把食品樣品固定在載體上，雜交標(biāo)記樣品中的目標(biāo)分子，用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行雜交信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試，最后統(tǒng)計(jì)分析雜交信號(hào)，檢測(cè)速度快，檢測(cè)精度高，是基于生物芯片的食品檢測(cè)技術(shù)中最廣泛和最先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)之一。

2.2.1 生物芯片技術(shù)在食品成分檢測(cè)中的應(yīng)用

基因芯片技術(shù)可應(yīng)用于檢測(cè)食品中的某些功能性成分。例如，人們?cè)谏钪薪?jīng)常吃某種食物來預(yù)防疾病，但對(duì)其作用機(jī)理不太了解。該技術(shù)應(yīng)用于研究食品營養(yǎng)機(jī)理，利用全基因cDNA芯片研究營養(yǎng)缺乏、適宜和過剩的基因表達(dá)譜條件，結(jié)合基因表達(dá)和蛋白表達(dá)的結(jié)果，為營養(yǎng)成分的確認(rèn)和生物標(biāo)志物的準(zhǔn)確要求打下基礎(chǔ)，并為制定合理的膳食參考攝入量提供參考。另外，應(yīng)用DNA芯片技術(shù)研究維生素D的作用機(jī)理，表明維生素D調(diào)節(jié)乳腺癌細(xì)胞的表達(dá)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)細(xì)胞生長分化的目的[4]。為研究人們對(duì)于營養(yǎng)素不同的需求，基因芯片技術(shù)還被應(yīng)用于單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)。

2.2.2 生物芯片技術(shù)在獸藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

近年來在畜牧業(yè)的養(yǎng)殖過程中不當(dāng)?shù)乃幬锸褂弥率箘?dòng)物的體內(nèi)滯留或者存儲(chǔ)藥物，并以殘留的方式進(jìn)入人們的身體和生態(tài)系統(tǒng)中，影響人體的生長發(fā)育，并破壞人體的免疫系統(tǒng)，致使人體內(nèi)病原微生物產(chǎn)生耐藥性等問題。而用于獸藥殘留檢測(cè)的生物芯片系統(tǒng)不僅能快速準(zhǔn)確獲取樣本生物信息，相較于傳統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)，獸藥殘留檢測(cè)手段更具有效率高、體積小、可實(shí)現(xiàn)樣品制備和生化反應(yīng)以及結(jié)構(gòu)檢測(cè)三合一等優(yōu)勢(shì)。

2.3 紫外可見分光光度法

分光光度法指通過特定波長范圍的光實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)吸光度的測(cè)定，從而達(dá)成檢測(cè)、鑒別等目的。該技術(shù)應(yīng)用于物質(zhì)的檢測(cè)與鑒別，只需要將特定波長的光通過被測(cè)物質(zhì)溶液，便可通過觀察物質(zhì)對(duì)光的吸收程度繪制相應(yīng)的吸收光譜，結(jié)合對(duì)照光譜便可完成對(duì)物質(zhì)的鑒別。而在運(yùn)用該技術(shù)測(cè)定物質(zhì)含量時(shí)，則只需要將被測(cè)物質(zhì)的吸光度和對(duì)照溶液的吸光度進(jìn)行對(duì)比便可得出。根據(jù)所使用光的差異，可將該技術(shù)分為紫外可見光、紅外、熒光以及原子吸收等不同類型，從而滿足不同的物質(zhì)檢測(cè)、鑒別需要。

2.3.1 紫外可見分光光度計(jì)

紫外可見分光光度計(jì)是應(yīng)用紫外可見光對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的儀器。目前該儀器可分為多種類型，以光路為分類依據(jù)，可分為單光束、雙光束、雙波長等3類。雖然該儀器可分為多種類型，但不同類型的工作原理實(shí)際上大同小異，其基本結(jié)構(gòu)也并無過大區(qū)別，主要包含光源、單色器、試樣容器、檢測(cè)器和顯示裝置5大部件。①光源必須能夠持續(xù)、穩(wěn)定地提供滿足儀器工作需要的光路，一般包含鎢燈、氘燈、可調(diào)諧染料激光光源等，不同光源的儀器存在一定的性能差異。②單色器是產(chǎn)生高純度單色光束的部件，其作用為將光源發(fā)出的復(fù)合光分解為檢測(cè)所需的單色光。③試樣容器通常也被稱作吸收池，試樣容器是盛放試液的容器，其一般由石英或玻璃等材質(zhì)構(gòu)成。不同材質(zhì)的試樣容器會(huì)影響儀器的功能，其中玻璃材質(zhì)試樣容器只能使用可見光作為光源，而石英材質(zhì)的試樣容器則可使用紫外到可見區(qū)范圍內(nèi)的光束作為光源。試樣容器往往具有光程要求，這是保障吸光效果的關(guān)鍵，其范圍一般為0.5～10.0 cm。④檢測(cè)器作用在于將透過吸收池的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，進(jìn)而在顯示儀上顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)信息。目前檢測(cè)器的材料主要包含光電管、光電倍增管、光島攝像管和光電二極管矩陣等，不同材料會(huì)影響檢測(cè)器的靈敏度以及掃描速度。⑤顯示裝置作為顯示吸光度、透光率等數(shù)據(jù)信息的重要部件，是人能夠通過紫外可見分光光度計(jì)有效測(cè)得數(shù)據(jù)結(jié)果的關(guān)鍵，一般由數(shù)字電表、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理臺(tái)等組成。

2.3.2 優(yōu)勢(shì)

（1）適用性廣。光度法本身具有較強(qiáng)的適用性，并沒有受到過多因素的限制，這使得紫外可見分光光度計(jì)能夠在不同的領(lǐng)域被廣泛使用。其中對(duì)食品領(lǐng)域而言，各種食品物質(zhì)、成分的測(cè)定以及鑒別均可通過該儀器完成，能夠滿足大部分的檢測(cè)需求。

（2）成本低廉。紫外可見分光光度計(jì)的成本較為低廉，并且同時(shí)體現(xiàn)在購買成本與使用成本兩方面。該儀器結(jié)構(gòu)較為簡單、制作工藝并不復(fù)雜，相應(yīng)的價(jià)格較為低廉，購買成本并不高。與此同時(shí)，該儀器在使用過程中無需過多煩瑣的操作以及復(fù)雜的配件支持，而且使用過程中損耗極小，這使得其使用成本也極為低廉。

（3）便捷高效。該儀器在使用時(shí)具有操作簡單、檢測(cè)結(jié)果獲取快速等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐應(yīng)用中具有巨大優(yōu)勢(shì)。尤其是對(duì)一些保質(zhì)期較短的食品而言，運(yùn)用該儀器對(duì)食品中的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)與測(cè)量能夠快速完成操作并得到結(jié)果，無疑能夠有效滿足實(shí)際應(yīng)用需要。

（4）準(zhǔn)確度高。分光光度法的應(yīng)用往往不會(huì)出現(xiàn)過大的誤差，誤差通常在3%范圍以內(nèi)。如果使用更為復(fù)雜的示差分光光度法進(jìn)行檢測(cè)，那么誤差會(huì)進(jìn)一步縮小，能夠有效保障食品安全檢測(cè)的可靠性。

2.3.3 紫外可見分光光度計(jì)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

（1）吸光度測(cè)量。現(xiàn)代化食品生產(chǎn)加工體系中，食品著色劑往往是必不可少的原料。尤其是在五顏六色的飲料產(chǎn)品中，食品著色劑的添加是否符合食品安全規(guī)范已然成為廣受關(guān)注的問題。目前常用的食品著色劑有60多種，并且可分為合成著色劑與天然著色劑兩類，前者是通過化學(xué)手段合成，雖然具有著色能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢(shì)，但也有著安全性偏低的問題；后者則是從植物、動(dòng)物、微生物中提取出來的著色劑，具有色澤自然、無毒性等優(yōu)勢(shì)，不過也有著成本高、著色能力弱、穩(wěn)定性差等缺陷。目前市面上食品中著色劑的添加往往是以合成著色劑為主，難免存在成分不符合國家食品安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的情況。利用紫外可見分光光度計(jì)，可對(duì)食品的吸光光度值進(jìn)行測(cè)量，從而判斷其對(duì)于食品著色劑的使用是否符合規(guī)范。

（2）定性分析。不同物質(zhì)的吸收光譜曲線有所不同，利用紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行食品安全檢測(cè)，能夠得到吸收光譜曲線，并根據(jù)曲線的波形圖以及特性波長來判斷食品中是否還有特定物質(zhì)，從而起到定性分析的作用。我國食品安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)食品中的物質(zhì)進(jìn)行了規(guī)范，利用紫外可見分光光度計(jì)可通過定性分析的方式，判斷食品中是否存在不符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)[5]。

（3）定量分析。利用紫外可見分光光度計(jì)對(duì)食品中的物質(zhì)進(jìn)行定量分析，可采取多種方法，主要包括朗伯-比爾法、標(biāo)準(zhǔn)法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法等。其中朗伯-比爾法的應(yīng)用最為廣泛，即通過液體濃度與吸光度成正比這一原理，根據(jù)朗伯-比爾定律A=εbC進(jìn)行計(jì)算，其中A為吸光度，ε為摩爾吸光系數(shù)，b為吸收層厚度，C為吸光物質(zhì)的濃度。在已知特定物質(zhì)于一定波長下的ε值以及試樣容器光程的前提下測(cè)得樣品溶液吸光度值A(chǔ)，便可計(jì)算得出樣品溶液濃度C。標(biāo)準(zhǔn)法則是借助標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液的吸光度與被測(cè)樣品溶液吸光度的對(duì)比值，計(jì)算得到被測(cè)樣品溶液的濃度。而標(biāo)準(zhǔn)曲線法則是利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制出標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)得不同標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值并繪制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，之后測(cè)得樣品溶液的吸光度值后便可通過該曲線直接查得相應(yīng)濃度。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，食品檢測(cè)技術(shù)也不斷取得新突破，正逐步向著高效率、更便捷、低成本的方向發(fā)展，待技術(shù)條件成熟后許多新的食品檢測(cè)技術(shù)必將得到大范圍推廣，或者各種食品檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合使用、互補(bǔ)不足，必定對(duì)人類的營養(yǎng)健康、食品安全等作出巨大貢獻(xiàn)。