國內(nèi)糧食市場快檢儀器的使用現(xiàn)狀及前景應(yīng)用

牛桂芬,牛夢宇

1.河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院 (鄭州 450012) 2.河南省糧食科學(xué)研究所有限公司 (鄭州 450009)

糧食安全是國之大計,“要牢牢把住糧食安全主動權(quán),糧食生產(chǎn)年年要抓緊。”習(xí)總書記在二十大報告中也指出要“全方位夯實(shí)糧食安全根基,全面落實(shí)糧食安全黨政同責(zé)”。習(xí)總書記在很多場合一直強(qiáng)調(diào)糧食安全對國家長治久安的重要性。在糧食的流通、收儲過程中,要保證糧食的安全,只單一依據(jù)感官評價遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,必須借助糧食快檢儀器,才能科學(xué)、有效的評價糧食的質(zhì)量情況,為收儲糧食安全打下重要基礎(chǔ)。

1 糧食收儲中常使用的快檢儀器

1.1 谷物水分測定儀

谷物水分快速測定儀,是嚴(yán)格測量糧食水分含量的儀器,其原理是保持圓通極板和圓通柱極板間距離不變,將樣品放入兩極間,極間介質(zhì)電系數(shù)會因樣品自身水分含量的差異發(fā)生變化,引起電筒傳感器電容量發(fā)生相應(yīng)變化,達(dá)到間接測量糧食含水量目標(biāo)。該儀器優(yōu)點(diǎn):測量快捷、無需粉碎處理樣品、便攜性強(qiáng)等[1]。

1.2 鹵素快速水分測定儀

環(huán)形石英鎢鹵紅外線在高溫下將樣品均勻地快速干燥,樣品表面不易受損。檢測效率高,智能化操作,一般樣品只需幾分鐘即可完成測定,檢測效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烘箱法。

1.3 農(nóng)藥殘留快速分析儀

采用酶抑制原理和光電比色法原理完成測定。能準(zhǔn)確、快速檢測出糧食等農(nóng)作物中有機(jī)磷和氨基甲酸脂類農(nóng)藥殘留的快速檢測。

1.4 糧食毒素儀

糧食毒素儀檢測原理,是應(yīng)用熒光定量檢測糧食真菌毒素的儀器設(shè)備,能夠快速檢測糧食等食品中黃曲霉毒素、T2毒素、嘔吐毒素、赭曲霉毒素、伏馬毒素、玉米赤霉烯酮,前處理≤15 min,檢測時間<10 s,可對樣本進(jìn)行定性、半定量檢測。

1.5 真菌毒素?zé)晒舛糠治鰞x

真菌毒素?zé)晒舛糠治鰞x,應(yīng)用時間分辨熒光競爭抑制免疫層析的原理,能夠快速檢測糧食等食品中黃曲霉毒素、T2毒素、嘔吐毒素、赭曲霉毒素、伏馬毒素、玉米赤霉烯酮,其前處理≤15 min,檢測時間<10 s,可對樣本進(jìn)行定性、半定量檢測。

1.6 膠體金毒素快檢儀

膠體金快速定量法,它的測定方法就是試樣提取液中赭曲霉毒素A與檢測條中膠體金微粒發(fā)生呈色反應(yīng),其顏色深淺變化受試樣中赭曲霉毒素A的含量影響,檢測條上檢測線和質(zhì)控線的顏色深淺可用讀數(shù)儀測定,根據(jù)顏色深淺變化和讀數(shù)儀內(nèi)部設(shè)置曲線,試樣當(dāng)中赭曲霉毒素A的含量可自動計算出[2]。

1.7 能量色散X射線熒光光譜儀

儀器利用脈沖高度分析器進(jìn)行能量色散,使用小功率x射線管激發(fā)和簡單的分光系統(tǒng)。采用半導(dǎo)體探測器和多道脈沖高度分析器,由微處理機(jī)處理,可測定試樣中的鎘、鉛,分析速度快。

1.8 快速檢測及監(jiān)測分析系統(tǒng)

快速檢測及監(jiān)測分析系統(tǒng)是根據(jù)糧油系統(tǒng)對糧食安全監(jiān)測工作的實(shí)際需要,系統(tǒng)內(nèi)集中整合了相應(yīng)的快速檢測試紙條、實(shí)驗(yàn)過程中必備的前處理設(shè)備、檢測儀器及實(shí)驗(yàn)耗材,將糧食真菌毒素、重金屬、農(nóng)藥殘留、轉(zhuǎn)基因四大類糧食安全指標(biāo)的檢測統(tǒng)一于同一平臺并且將快速檢測試紙條定量化,具有便攜、快速、準(zhǔn)確、適用的特點(diǎn)。

2 糧食流通、收儲快檢中需解決的瓶頸問題

糧食流通、收儲中,都需要質(zhì)檢人員現(xiàn)場快速判定糧食等級,要求質(zhì)檢人員擁有豐富的感官評價經(jīng)驗(yàn),嫻熟的技能,但只有這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。因?yàn)樵诩Z食的種植和生長過程中還會因?yàn)榉N種原因,使糧食中進(jìn)入一些有害物質(zhì)如真菌毒素、有害的重金屬及農(nóng)藥殘留。這些有害物質(zhì)的判定,必須借助儀器才能定性和定量。上述中糧食快檢的儀器,如谷物水分測定儀、鹵素快速水分測定儀,由于價格不貴,操作簡單,普通人略微培訓(xùn)就可操作,一般規(guī)模的糧庫、收儲企業(yè)都會配備。但對于農(nóng)藥殘留測定時,要使用酶試劑,如保存方法不當(dāng),易失活,產(chǎn)生反應(yīng)不穩(wěn)定、重復(fù)性不好等影響,易造成檢測結(jié)果誤差較大,還需要對檢測人員進(jìn)行專門培訓(xùn)[3]、定期維護(hù)校準(zhǔn)儀器。企業(yè)要付出的成本比較大,所以在需要檢測這些項(xiàng)目時,一般會通過第三方檢測單位付費(fèi)去檢測。

對于快速檢測及監(jiān)測分析系統(tǒng),雖然系統(tǒng)內(nèi)集中整合了相應(yīng)的快速檢測試紙條和糧食安全指標(biāo)檢測等多項(xiàng)功能,企業(yè)不用購買多款對應(yīng)的檢測設(shè)備,為企業(yè)節(jié)省了資金。但由于快檢試紙條還是屬于比較貴的耗材。儀器操作對操作人員的要求也比較高,沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)和長期使用儀器積累豐富經(jīng)驗(yàn)的,準(zhǔn)確性無法保證。再者由于使用過程中所涉及的快檢儀器、試劑盒、環(huán)境條件等因素都會對結(jié)果產(chǎn)生一些干擾,影響了測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

基于免疫技術(shù)的ELISA試劑盒、膠體金試紙條和基于酶抑制技術(shù)的農(nóng)藥速測卡等檢測相關(guān)產(chǎn)品在國內(nèi)應(yīng)用較廣[3],其應(yīng)用比較多的也是政府監(jiān)管部門、大型國有糧庫和檢測任務(wù)比較重的專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)。中小型糧食收儲企業(yè)使用還是偏少。國內(nèi)糧食和食品快速檢測儀器及試劑盒生產(chǎn)市場也是良莠不齊,一些科研能力差的企業(yè),只是跟風(fēng)仿制,其產(chǎn)品存在生產(chǎn)技術(shù)不過關(guān)、性能不穩(wěn)定等質(zhì)量缺陷。再者相關(guān)快檢產(chǎn)品的質(zhì)量均一性和穩(wěn)定性也存在不足,像膠體金試紙條和農(nóng)藥速測卡這類快檢類產(chǎn)品,不同廠家的產(chǎn)品在檢出率、假陽性和假陰性等指標(biāo)上差別很大,甚至于同一生產(chǎn)公司的不同批次產(chǎn)品,就存在著較大的質(zhì)量差異[4]。這樣就容易造成檢測結(jié)果假陽性與假陰性率高、靈敏度低、特異性不強(qiáng)等等問題。對于普通使用者來說,這些質(zhì)量缺陷和影響精度的問題,沒有長時間的積累,是不容易發(fā)現(xiàn)這些缺陷問題的。

3 糧食市場快檢儀器的發(fā)展前景

由于快檢產(chǎn)品在糧食現(xiàn)場收儲中實(shí)際功效非常強(qiáng), 要求使用的快檢儀器應(yīng)該具備這樣一些特點(diǎn):如樣品前處理簡單、配套試劑、耗材、輔助設(shè)備齊全和完善、不需要特殊的實(shí)驗(yàn)環(huán)境等。所以快檢儀器未來的發(fā)展方向,首先是現(xiàn)場簡便性,儀器體積要更小,檢測過程更簡便,設(shè)備性能更穩(wěn)定;其次要向數(shù)字信息化方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”,檢測出來的數(shù)據(jù)通過信息化處理,可以集約化管理。

運(yùn)用全自動檢測技術(shù)的設(shè)備研發(fā),也是未來的發(fā)展方向。儀器設(shè)備操作實(shí)現(xiàn)全自動,沒有人工干涉,不但降低人工成本,減輕操作者工作量,操作過程還簡便而又輕松。設(shè)備性能穩(wěn)定,檢測速度快,檢測精確度還高。

提高便攜式質(zhì)譜儀、生物化學(xué)傳感器等便攜式小型化儀器設(shè)備的研發(fā)。生物化學(xué)傳感器,是將生物識別元件、信號轉(zhuǎn)換元件緊密結(jié)合,從而檢測目標(biāo)化合物的,這類分析設(shè)備也被稱為電子鼻、電子舌[3]。不僅可以高特異性、高靈敏的對痕量的違禁食品添加劑、農(nóng)藥和獸藥殘留、真菌毒素等化學(xué)性有害物檢測,還可以檢測致病性微生物[3]。這些便攜式質(zhì)譜儀,目前主要在環(huán)境監(jiān)測方面應(yīng)用,但隨著實(shí)時直接分析等原位電離技術(shù)的進(jìn)一步成熟[3],希望不久的將來,便攜式質(zhì)譜儀這類快檢儀器,在糧食安全領(lǐng)域會得到普遍應(yīng)用的。

市場上現(xiàn)有的快檢儀器,它檢測的項(xiàng)目比較單一,不能有效融合。如:農(nóng)藥殘留,一般快檢儀器只能檢驗(yàn)幾種,而農(nóng)藥的種類非常多,所以需要的儀器種類多,可以考慮研發(fā)具有多功能的綜合體的快檢儀器,服務(wù)于市場。

此外,由于環(huán)境污染帶來的像重金屬污染類的快檢需求也將逐步加大,前處理簡便、痕跡量的重金屬檢測方法將是技術(shù)研究熱點(diǎn),相關(guān)快檢儀器設(shè)備的需求也將不斷擴(kuò)大。

由于糧食保存不當(dāng),其中微生物易大量繁殖,影響糧食安全。所以便攜式微生物快速檢測儀器也將會是一個發(fā)展亮點(diǎn)。

4 結(jié)語

通過運(yùn)用快檢儀器,能夠現(xiàn)場快速、準(zhǔn)確得出結(jié)果,科學(xué)有效評價糧食質(zhì)量,充分發(fā)揮各種快檢儀器在糧食收儲中的重要作用,為國家糧食安全、民眾放心消費(fèi)提供重要保障。