食品安全檢測(cè)中化學(xué)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探索

劉暢

近年來，食品安全問題頻繁發(fā)生，給人們的生命安全帶來了巨大威脅。在此背景下，基于化學(xué)檢測(cè)技術(shù)的食品檢測(cè)備受關(guān)注，人們希望通過日臻成熟的化學(xué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)食品進(jìn)行全面、嚴(yán)格的檢測(cè)，從而保障食品質(zhì)量安全。鑒于此，本文對(duì)當(dāng)前食品安全檢測(cè)領(lǐng)域比較常用的幾種化學(xué)檢測(cè)技術(shù)及其具體應(yīng)用展開介紹和分析，以加深人們對(duì)新型化學(xué)檢測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)與了解。

一、光譜檢測(cè)技術(shù)及其

在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

近年來，隨著光譜分析技術(shù)的發(fā)展，包含等離子發(fā)射光譜技術(shù)（ICP-AES）、拉曼光譜、近紅外光譜等技術(shù)在內(nèi)的許多光譜分析手段憑借多參數(shù)分析、高靈敏度、非破壞性、寬波長(zhǎng)范圍等優(yōu)點(diǎn)在食品檢測(cè)領(lǐng)域大顯身手。光譜檢測(cè)技術(shù)基于物質(zhì)與光的相互作用，能夠通過測(cè)量食品樣品在不同波長(zhǎng)（頻率）光下的吸收、發(fā)射或散射光的強(qiáng)度來獲取食物成分信息，以此來判斷食物是否安全。

1.表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）技術(shù)及其應(yīng)用。作為一種用于研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和振動(dòng)信息的光譜技術(shù)，拉曼光譜是基于激光光束與物質(zhì)的相互作用而產(chǎn)生的，部分光子以不同能量的方式散射出去，并產(chǎn)生頻移。這個(gè)頻移被稱為拉曼散射頻移，其與物質(zhì)的化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。拉曼光譜是一種鑒定成分和化學(xué)組成的有效方法，目前已衍生出表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)、顯微鏡拉曼光譜、傅里葉變換拉曼光譜技術(shù)等多種技術(shù)方法，可以驗(yàn)證食品來源的真實(shí)性和食物中是否含有污染物，并且可以調(diào)整光源的波長(zhǎng)以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。

在實(shí)踐中，有研究者將785nm激光與表面增強(qiáng)拉曼光譜相結(jié)合用于檢測(cè)甲醛等食品污染物；使用532nm激發(fā)光源對(duì)冷凍牛肉的保鮮膜進(jìn)行拉曼分析，以確保其具有特定的乙烯醇共聚物抗氧化屏障等。此外，還有研究人員應(yīng)用表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)檢測(cè)奶粉中是否含有三聚氰胺成分，其具體步驟為：取多個(gè)奶粉樣品，并按照標(biāo)準(zhǔn)操作程序進(jìn)行溶解或稀釋等預(yù)處理；合理設(shè)置拉曼光譜儀的參數(shù)（如激光波長(zhǎng)、功率和積分時(shí)間等），確保能夠獲得清晰的拉曼光譜；將樣品置于拉曼光譜儀中進(jìn)行測(cè)量，將每個(gè)樣品的拉曼光譜圖記錄下來；分析拉曼光譜圖，尋找可能與三聚氰胺有關(guān)的特征峰，三聚氰胺通常在約2150cm-1處有顯著的特征峰；將檢測(cè)到的光譜與已知三聚氰胺拉曼光譜進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)是否含有三聚氰胺。

表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)具有高靈敏度、非破壞性、多組分分析、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以檢測(cè)食品中的農(nóng)藥殘留、毒素以及其他有害物質(zhì)。不過需要注意的是，該技術(shù)對(duì)樣品制備、實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)分析都有一定的要求，因此需要根據(jù)檢測(cè)需求的不同進(jìn)行優(yōu)化和適配。

2.紅外光譜（IR）技術(shù)及其應(yīng)用。紅外光譜（IR）基于樣品與紅外輻射相互作用的特性，可以對(duì)樣品的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行檢測(cè)分析。當(dāng)紅外輻射通過食品樣品時(shí)，樣品中的化學(xué)成分會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的紅外光，并產(chǎn)生特征性的吸收峰。通過測(cè)量樣品吸收紅外光的能量和頻率，就可以確定樣品中的化學(xué)成分及每一個(gè)組分的含量。

在食品安全檢測(cè)中，紅外光譜技術(shù)可用于分析食品中的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等各種成分。比如，檢測(cè)肉制品中的脂肪含量時(shí)，具體步驟如下：第一，做好前期準(zhǔn)備工作。即從肉類樣品中取代表性樣品，并完成切碎、均勻混合等預(yù)處理，以確保樣品的均一性；調(diào)整紅外光譜儀的參數(shù)，確定所需的掃描范圍和分辨率。第二，樣品檢測(cè)。將樣品放置在紅外光譜儀的測(cè)量區(qū)域內(nèi)進(jìn)行紅外光譜掃描，記錄下樣品與紅外光的相互作用，通過收集紅外光的吸收或散射信息獲得紅外光譜圖。第三，對(duì)獲得的紅外光譜圖進(jìn)行處理和解釋，比如使用紅外光譜分析軟件對(duì)光譜進(jìn)行峰識(shí)別、去噪和基線校正等處理。第四，將已知脂肪含量的肉類樣品作為訓(xùn)練集，根據(jù)與其對(duì)應(yīng)的紅外光譜數(shù)據(jù)建立校準(zhǔn)模型，并進(jìn)行主成分分析（PCA）等分析。第五，使用校準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)未知脂肪含量的肉類樣品。通過將未知樣品的紅外光譜輸入校準(zhǔn)模型中，可以得到樣品的脂肪含量預(yù)測(cè)結(jié)果。

紅外光譜不僅能夠用于檢測(cè)食物成分，也可用于評(píng)估食品的質(zhì)量特征，如新鮮度、成熟度、保存狀態(tài)等，這是因?yàn)椴煌称肪哂歇?dú)特的紅外光譜指紋，通過比對(duì)樣品的紅外光譜與已知的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，便可以判斷食品的質(zhì)量情況?，F(xiàn)階段，紅外光譜憑借非破壞性、快速、高靈敏度等一系列優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于食品安全檢測(cè)中，為食品檢測(cè)提供了一種可靠的分析方法。

二、色譜檢測(cè)技術(shù)及其

在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

色譜檢測(cè)技術(shù)是一種用于分離、檢測(cè)和分析復(fù)雜混合物中各種成分的方法，基于物質(zhì)在固定相（柱填充物）和流動(dòng)相（溶劑或氣體）之間的相互作用差異，將樣品中的化合物分離開，并利用檢測(cè)器進(jìn)行定性和定量分析。色譜檢測(cè)具有高分辨率、高靈敏度和高選擇性等特點(diǎn)，能夠有效地分析和檢測(cè)樣品中的各類有害物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于食品安全檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物研發(fā)和分析化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

1.氣相色譜（GC）技術(shù)及其應(yīng)用。氣相色譜使用氣體作為流動(dòng)相，樣品中的化合物在高溫下被蒸發(fā)為氣態(tài)，然后通過柱中涂有固定相的管道進(jìn)行分離。目前，作為食品安全檢測(cè)中一種重要的分析工具，氣相色譜技術(shù)多被用于檢測(cè)和分析食品中的農(nóng)藥殘留、揮發(fā)性有機(jī)化合物、食品添加劑和風(fēng)味物質(zhì)等，也可以用于確定食品中毒的原因。

近年來，隨著瓜果蔬菜農(nóng)藥殘留問題的日益加劇，廣大民眾愈發(fā)關(guān)注食品安全問題，已有很多學(xué)者開始研究氣相色譜-質(zhì)譜法在食品農(nóng)殘檢測(cè)中的應(yīng)用。其中，黃惠玲等選擇將GC-Mslsm與大體積進(jìn)樣技術(shù)相結(jié)合，測(cè)定蔬菜、水果中的有機(jī)磷、氨基甲酸酯、有機(jī)氯類、菊酯類等17種農(nóng)藥殘留，其具體操作流程如下。

第一步：處理樣品。收集蔬菜或水果樣品，并對(duì)樣品進(jìn)行研磨、均勻混合和提取等預(yù)處理。第二步：提取處理。使用適當(dāng)?shù)娜軇?，從固相微萃?。⊿PME）、超聲波提取、液液萃取等中選取合適的方法將農(nóng)藥從樣品中提取出來。第三步：濃縮處理。通過旋轉(zhuǎn)濃縮、氣流吹掃等方法去除掉提取液中的溶劑，將農(nóng)藥殘留物濃縮成較小的體積。第四步：氣相色譜-質(zhì)譜分析。將濃縮后的樣品注入氣相色譜儀中，在氣相色譜柱中，化合物會(huì)因?yàn)椴煌膿]發(fā)性和親水性而分離開，然后再通過質(zhì)譜檢測(cè)器對(duì)化合物進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。第五步：數(shù)據(jù)分析。使用專門的軟件對(duì)GC-MS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，即將檢測(cè)數(shù)據(jù)與已知標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行比對(duì)，以此確定樣品中農(nóng)藥殘留物的類型和濃度。結(jié)果表明：大多數(shù)農(nóng)藥的線性范圍為0.05mg/kg-10mg/kg，相關(guān)系數(shù)為0.9943-0.9996，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5%-10.3%，回收率范圍為77%-107%。

2.高效液相色譜（HPLC）技術(shù)及其應(yīng)用。作為液相色譜的一種改進(jìn)形式，高效液相色譜技術(shù)利用高壓使溶劑迅速通過柱中的固定相，可以實(shí)現(xiàn)更快、更高效的分離，所以能夠提供分辨率更高的檢測(cè)結(jié)果。如今，高效液相色譜技術(shù)憑借著高分辨率和高靈敏度等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在食品安全檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。

在實(shí)踐中，有研究人員借助高效液相色譜法，運(yùn)用波長(zhǎng)為220nm的紫外線有效檢測(cè)乳酸鏈球菌素的含量，說明高效液相色譜技術(shù)能夠簡(jiǎn)便且高效地檢測(cè)食品中的防腐劑。此外，有研究者通過高效液相色譜法測(cè)定肉制品中的生物胺。由于生物胺既不具有可見光吸收峰，也不具有紫外光吸收峰，所以不能輕易地被普通的UV-Vis檢測(cè)器檢測(cè)到。對(duì)此，在測(cè)試之前通常需要預(yù)衍生化步驟。例如，將樣品經(jīng)丹磺酰氯衍生化后，測(cè)定產(chǎn)品中的8種生物胺（色胺、2-苯乙胺、腐胺等）。還有研究者建立了一種新的超高效超臨界流體色譜法檢測(cè)生物胺的方法。用丹磺酰氯對(duì)樣品進(jìn)行衍生，采用超高效超臨界流體色譜系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行分離，通過計(jì)算模擬，成功地實(shí)現(xiàn)了10種生物胺的完全分離。該方法的線性范圍為10ng/mL-2500ng/mL，檢出限為1.2ng/mL-10.0ng/mL，定量限為5.0ng/mL-25.0ng/mL。此方法解決了傳統(tǒng)液相色譜法難以分離多種結(jié)構(gòu)相似的生物胺的難題，為肉類（制品）中多種結(jié)構(gòu)相似的生物胺的簡(jiǎn)單、特異的檢測(cè)開辟了新途徑，為人們?cè)u(píng)估食品的品質(zhì)、新鮮度和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供了重要的技術(shù)手段。

三、生物-化學(xué)檢測(cè)技術(shù)

及其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

生物-化學(xué)檢測(cè)技術(shù)可以根據(jù)生物傳感器、酶反應(yīng)、免疫分析等原理，對(duì)食品樣品中的目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行快速、靈敏和特異的檢測(cè)，具有檢測(cè)效率快、檢測(cè)精準(zhǔn)度高等優(yōu)勢(shì)。目前，食品安全檢測(cè)中常用的生物-化學(xué)檢測(cè)技術(shù)主要有酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）、基因檢測(cè)、酶反應(yīng)等。

在實(shí)踐中，可使用生物-化學(xué)檢測(cè)技術(shù)檢驗(yàn)食品中是否有病原微生物，可通過提取樣品中的DNA或RNA，利用PCR技術(shù)、熒光定量PCR等技術(shù)快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出病原菌的存在或細(xì)菌數(shù)量的多少，大大提高了檢測(cè)效率。另外，也有研究人員將生物-化學(xué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于食品安全檢測(cè)方面，比如基于16S rRNA的檢測(cè)技術(shù)。如今，隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，DNA大規(guī)模測(cè)序得以進(jìn)行，各種常見細(xì)菌的16S rRNA基因幾乎全部測(cè)序完成，它們相對(duì)穩(wěn)定且具有較高的拷貝數(shù)（每個(gè)細(xì)胞幾千個(gè)拷貝），其序列中含有可變區(qū)和高度保守區(qū)，因此可設(shè)計(jì)群、屬、種特異性的探針。如今，有研究者將基于16S rRNA的檢測(cè)技術(shù)用于分析食品樣品中的16S rRNA序列，可以識(shí)別出其中存在的細(xì)菌種類，比如沙門氏菌、大腸桿菌等致病性細(xì)菌，有助于人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的食品污染問題。也有研究者利用基于16S rRNA的檢測(cè)技術(shù)比較食品樣品中的細(xì)菌群落與潛在的污染源（如食品加工設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境等）中的細(xì)菌群落，以此確定食品污染的來源，從而為采取相應(yīng)的控制措施提供依據(jù)。如今，很多專家學(xué)者提出，生物-化學(xué)檢測(cè)技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)食品中的有害物質(zhì)，并且能夠提供食品安全評(píng)估及檢測(cè)報(bào)告，有助于保護(hù)消費(fèi)者的健康與權(quán)益。

綜上所述，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，化學(xué)技術(shù)起到了重要的支撐作用。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和各類化學(xué)儀器器材的持續(xù)改進(jìn)，未來化學(xué)檢測(cè)技術(shù)手段將會(huì)變得更加先進(jìn)，逐步朝著更加快速、精確、多元化并與其他技術(shù)相結(jié)合的方向發(fā)展，使檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)、客觀，真正為食品安全把好質(zhì)量關(guān)，為民眾生命健康保駕護(hù)航。

作者簡(jiǎn)介：劉暢（1995-），女，漢族，吉林遼源人，研究實(shí)習(xí)員，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ苄允称贰?/p>