論食品安全檢測新技術(shù)

溫德琦，鄧桂添，鄒苑眉

（梅州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，廣東梅州 514000）

這些來，有關(guān)監(jiān)管部門狠抓食品安全問題，食品安全形勢不斷好轉(zhuǎn)，但總有部分不法企業(yè)踐踏食品安全紅線，土坑酸菜、泰國香精大米等食品安全問題層出不窮，食品安全問題頻發(fā)。政府部門要加強(qiáng)監(jiān)管，利用食品安全檢測技術(shù)，守好食品安全的最后一道防線，保障食品安全。食品安全檢測技術(shù)是運(yùn)用科學(xué)的檢測手段檢測食品中的有毒有害物質(zhì)，對食品中有害物質(zhì)進(jìn)行定量定性分析，消除食品安全隱患，保障人們的身體健康[1]。食品檢測技術(shù)主要包括傳統(tǒng)的化學(xué)及物理分析技術(shù)、微生物培養(yǎng)技術(shù)以及不斷發(fā)展的現(xiàn)代儀器分析、免疫分析、核酸檢測等新檢測技術(shù)，食品安全檢測新技術(shù)憑借其便捷、精準(zhǔn)的特性，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，有效保障了食品安全。

1 食品檢測中的前處理新技術(shù)

對食品樣品檢測過程中，樣品前處理階段是重點(diǎn)，所耗費(fèi)的時間占整個樣品檢測時間的2/3以上，并對檢測結(jié)果產(chǎn)生重大影響。安捷倫科技公司的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，典型的色譜分析中誤差來源有30%是由樣品前處理所帶入?？梢姌悠非疤幚聿粌H影響實(shí)驗(yàn)的分析測定效率，還直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以改善和優(yōu)化分析樣品的前處理制備方法和技術(shù)一直以來都是重要課題。食品樣品是一種復(fù)雜的復(fù)合基質(zhì)樣品，多含有蛋白、色素、油脂和碳水化合物等，復(fù)雜的基質(zhì)對檢測目標(biāo)化合物的提取、凈化、測定有很大影響，因此食品樣品前處理不僅復(fù)雜困難，還對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性產(chǎn)生決定性作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各種前處理技術(shù)層出不窮，包括吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)、分子印跡技術(shù)等，在食品分析領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

1.1 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取技術(shù)是以臨界溫度、臨界壓力以上的超臨界流體作為溶劑，該溶劑具有高溶解力，可將溶質(zhì)從混合物質(zhì)中萃取并分離開來。超臨界萃取技術(shù)結(jié)合了萃取和蒸餾兩個過程，在實(shí)際應(yīng)用過程中，需考慮超臨界流體的溶解性、臨界點(diǎn)數(shù)據(jù)、可能與混合物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)等因素，因此可選擇的超臨界流體并不多。二氧化碳的臨界溫度是31.06 ℃，臨界密度比較大，臨界壓力適中，這些特性使CO2成為理想的超臨界流體溶劑。由于超臨界流體萃取技術(shù)在萃取提純方面具有其他分離提純技術(shù)所沒有的優(yōu)點(diǎn)，其在食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境環(huán)保業(yè)和化妝品業(yè)等行業(yè)中也頗具發(fā)展?jié)摿?。但該技術(shù)也存在一定的局限性，由于昂貴的機(jī)械設(shè)備，現(xiàn)階段難于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣使用，因此在今后的發(fā)展中要著重研究超臨界流體萃取裝置的優(yōu)化，同時使該方法更加精密、簡便[2-3]。

1.2 固相萃取技術(shù)

固相微萃取技術(shù)是一種非常成熟的前處理技術(shù)，發(fā)展迅速，被廣泛應(yīng)用于食品、制藥、臨床醫(yī)學(xué)和環(huán)境等領(lǐng)域。該技術(shù)使用固相提取法對待測物質(zhì)進(jìn)行分離和提取，一般步驟包括固相萃取柱的活化平衡、上樣、清洗、洗脫及收集目標(biāo)化合物、定容5個步驟。固相萃取技術(shù)具有選擇性強(qiáng)、操作簡便、費(fèi)用低和易于實(shí)現(xiàn)自動化的特點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用[3]。

1.3 QuEChERS前處理技術(shù)

QuEChERS（Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe）法由美國農(nóng)業(yè)部Anastassiades教授等于2003年提出，首先被用于幾十種果蔬的農(nóng)藥殘留檢測，因其具有快速、簡單、廉價、高效、可靠和安全的特點(diǎn)，已被國內(nèi)外分析工作者廣泛使用[4]。目前，該技術(shù)已在農(nóng)藥殘留、獸藥殘留等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，各儀器試劑公司也競相推出適用各種不同檢測類型的QuEChERS前處理檢測試劑。QuEChERS方法的步驟可以簡單歸納為樣品粉碎、乙腈或酸化乙腈提取、加入無水硫酸鈉和氯化鈉等鹽類除水、加入PSA、C8等吸附劑去除共萃取物中的基質(zhì)干擾、上清液用儀器法分析法（氣相色譜質(zhì)譜法、液相色譜質(zhì)譜法等）檢測。2018年6月21日國家衛(wèi)生健康委員會聯(lián)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布了我國首個基于QuEChERS法的植物源性食品中多種農(nóng)藥殘留檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)GB 23200.113—2018。新國標(biāo)極大地?cái)U(kuò)大了適用性范圍，包括果蔬、茶葉、谷物、豆類、食用菌等9大類23種樣品基質(zhì)。檢測目標(biāo)針對208種農(nóng)藥及其代謝物，包括有機(jī)磷、有機(jī)氯、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯、三唑類和酰胺類等。

1.4 吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)

吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)，也稱動態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)，是適用于氣相色譜對揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物樣品揮發(fā)性目標(biāo)化合物痕量分析的前處理技術(shù)。該技術(shù)具有取樣量少、靈敏度高、富集效率高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于揮發(fā)性氣體的檢測，其原理是在密閉容器中樣品經(jīng)過加熱升溫程序加熱，待測揮發(fā)性化合物從樣品中揮發(fā)出來，經(jīng)惰性載氣帶出后在吸附劑或冷阱中捕集，隨后迅速加熱吸附阱釋放待測物，抽取頂部氣體在氣相色譜中分析檢測。該技術(shù)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于對食品芳香物質(zhì)、環(huán)境水樣中揮發(fā)有機(jī)物的痕量分析。

2 現(xiàn)代儀器分析法

儀器分析是目前食品安全檢測技術(shù)的主流方法之一，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、食品污染物等的檢測中。按照分析原理不同可分為色譜分析法、質(zhì)譜分析法、電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法等[5]。與化學(xué)分析相比，儀器分析具有靈敏度高、定量準(zhǔn)確、檢出限低、操作快速簡便和易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)勢，但相對誤差較大，需要專用儀器且價格昂貴。

2.1 電化學(xué)分析

電化學(xué)分析是根據(jù)電化學(xué)基本原理建立的一類分析方法，是根據(jù)被測物質(zhì)在溶液中呈現(xiàn)電化學(xué)性質(zhì)（電流、電位、電阻和電導(dǎo)等）的變化及強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中測量的電學(xué)參數(shù)不同可將其分為電位分析法、電解分析法、電導(dǎo)分析法和伏安法等，與其他儀器分析法相比，電化學(xué)分析法具有測量范圍廣、儀器設(shè)備較為簡單的特點(diǎn)，在食品重金屬離子、添加劑、農(nóng)藥殘留等的檢測中得到較為廣泛的應(yīng)用[6]。

2.2 色譜分析技術(shù)

色譜分析是一種物理化學(xué)分離方法，其原理是溶于流動相中的各組分在兩相中具有不同的分配系數(shù)（吸附系數(shù)），經(jīng)過固定相時，與固定相發(fā)生作用（分配、排阻、吸附和親和）的強(qiáng)弱、大小不同，在固定相的滯留時間不同，各組分先后從固定相中流出，從而達(dá)到分離。1906年，俄國植物學(xué)家茨維特在德文刊物上正式發(fā)表兩篇有關(guān)液-固色譜的學(xué)術(shù)論文，第一次提出“色譜法”的概念。如今，色譜技術(shù)經(jīng)過100多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成各種成熟的分析方法，如高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HLPC）、氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）、薄層色譜法（Thin Layer Chromatography，TLC）、超臨界流體色譜法（Supercritical Fluid Chromatography，SFC）和毛細(xì)管電泳法（Capillary Electrophoresis，CE）等。其中，氣相色譜法和高效液相色譜法是應(yīng)用最廣、最成熟的兩種色譜分析技術(shù)，是食品安全、材料科學(xué)、石油化工和生物醫(yī)藥等一系列領(lǐng)域最主要的檢測方法。隨著信息技術(shù)、新材料技術(shù)等的發(fā)展，分析儀器的發(fā)展越來越向微型化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的應(yīng)用，使儀器實(shí)現(xiàn)更為智能化的操作[4,7]。

2.3 質(zhì)譜及其聯(lián)用技術(shù)

質(zhì)譜是一種用于分析檢測物質(zhì)組成成分、獲取質(zhì)量數(shù)信息的分析方法，能夠完成目標(biāo)物的定性和定量檢測。按應(yīng)用范圍分為同位素質(zhì)譜儀、無機(jī)質(zhì)譜儀和有機(jī)質(zhì)譜儀，在食品安全檢測領(lǐng)域應(yīng)用最多的是無機(jī)質(zhì)譜儀和有機(jī)質(zhì)譜儀。

有機(jī)質(zhì)譜儀通常與氣相色譜、液相色譜等聯(lián)用，色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)彌補(bǔ)了質(zhì)譜只能分析純品的弊端，通過色譜技術(shù)將復(fù)雜的有機(jī)組分分離成純組分進(jìn)入質(zhì)譜儀。有機(jī)質(zhì)譜儀提供化合物的分子量和官能團(tuán)信息，該技術(shù)具有所需樣品少、靈敏度高、分析速度快和分析能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全檢測領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，特別是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Liquid Chromatograph Mass Spectrometer，LC-MS）技術(shù)具有多殘留同時檢測的分離分析能力，已成為食品代謝物分析、獸藥殘留和毒素分析、水產(chǎn)品中藥物殘留分析的主流方法[8]。

無機(jī)質(zhì)譜儀主要檢測目標(biāo)物中的微量無機(jī)元素，一般通過高頻耦合放電（Inductively Coupled Plasma，ICP）將無機(jī)元素離子化，通過四極桿質(zhì)量分析器將離子分開，可用于食品中重金屬的檢測。相比原子吸收光譜分析與原子熒光光譜分析，ICP-MS可同時檢測多種元素，靈敏度和精密度高，在食品安全重金屬檢測領(lǐng)域被廣泛推廣使用。

2.4 光譜分析

光譜分析法是基于物質(zhì)與輻射相互作用產(chǎn)生的特征光譜波長和強(qiáng)度進(jìn)行分析的技術(shù)[9]。按照電磁輻射傳遞的方式不同分為吸收光譜法、發(fā)射光譜法。常見的吸收光譜法有核磁共振法、原子吸收法、紫外可見光法、紅外可見光法等；發(fā)射光譜有原子發(fā)射法、熒光法、分子熒光法和化學(xué)發(fā)光法等。

3 生物分析技術(shù)

生物分析技術(shù)是利用生物的生理生化反應(yīng)能力檢測物質(zhì)含量的技術(shù)，相較傳統(tǒng)的理化方法，生物分析技術(shù)具有選擇性高、專一性強(qiáng)、靈敏度高等特點(diǎn)[10]。食品檢測中常用的生物技術(shù)包括免疫分析法、生物芯片技術(shù)、生物傳感器技術(shù)和PCR技術(shù)等。生物技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用是近年來的研究熱點(diǎn)。

3.1 免疫分析技術(shù)

免疫分析法是以抗原抗體的特異性反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，與光譜色譜等方法相比具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)的選擇性和專一性好、前處理快速簡單和靈敏度高等特點(diǎn)，在快速篩選大批量樣品中具有很好的應(yīng)用前景[11-12]?，F(xiàn)階段食品檢測中常用的免疫分析法有膠體金免疫測定法、酶聯(lián)免疫測定法、放射受體分析法和微生物抑制法等。

3.2 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器技術(shù)是利用酶、抗原、抗體和蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)作為識別元件，反應(yīng)時通過轉(zhuǎn)化器及信號放大器將生化反應(yīng)信號轉(zhuǎn)變放大為可被定量測定的物理、化學(xué)信號，從而提高檢測的靈敏度，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定性定量檢測[13-14]。根據(jù)生物傳感器裝置中識別元件的不同，可將生物傳感器分為酶傳感器、細(xì)胞傳感器、免疫傳感器、組織傳感器和微生物傳感器。因其具有分析速度快、專一性強(qiáng)、成本低、易于實(shí)現(xiàn)微型化自動化的連續(xù)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，在食品、化工、制藥和生物醫(yī)學(xué)等方面有廣泛的應(yīng)用前景[10,13]。

3.3 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（Polymerase Chain Reaction，PCR）是在體外放大擴(kuò)增特定DNA片段的一種生物學(xué)技術(shù)，最早于20世紀(jì)80年代提出，現(xiàn)階段在食品安全領(lǐng)域廣泛用于食源性疾病及相應(yīng)病原菌的檢測。該技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已衍生出多重PCR技術(shù)和熒光定量PCR技術(shù)。利用PCR技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對食品中動植物源性成分的檢測，對沙門氏菌、金黃色球菌等致病菌含量的檢測，檢出限達(dá)到pg級[10]。

4 結(jié)語

隨著人們健康意識的不斷提升，對食品安全的關(guān)注度越來越高，對食品安全標(biāo)準(zhǔn)也有了更高要求。食品安全分析檢測是保障食品安全的最后一道防線，要深入研究、發(fā)展食品安全分析檢測技術(shù)，不斷推動食品安全分析檢測向著快速、簡單、準(zhǔn)確的方向發(fā)展，促進(jìn)食品分析檢測技術(shù)日趨成熟完善，保障人們“舌尖上的安全”。