探究食品檢測技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用

食品檢測技術(shù)是指通過科學(xué)手段對食品樣品進(jìn)行分析和評估，以確定其質(zhì)量和安全性。為充分發(fā)揮保障食品安全過程中食品檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，本文首先簡述了食品檢測技術(shù)在食品安全中的重要作用，并從色譜檢測技術(shù)、光譜檢測技術(shù)及化學(xué)-生物檢測技術(shù)方面具體論述了技術(shù)原理和應(yīng)用，以期為相關(guān)從業(yè)人員提供參考，為食品安全提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

隨著傳統(tǒng)的貿(mào)易方式和食品加工技術(shù)的發(fā)展，食品的種類和供應(yīng)渠道也變得更加豐富多樣。與此同時(shí)，食品質(zhì)量和安全問題不斷凸顯，這不僅會(huì)危及消費(fèi)者的健康安全，而且會(huì)對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來不利影響。食品檢測技術(shù)可以幫助群眾鑒別和監(jiān)測食品中的有害物質(zhì)，確保食品的質(zhì)量和安全性，并在食品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和銷售等環(huán)節(jié)起到至關(guān)重要的作用。因此，對不同食品檢測技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用展開論述，對加深食品檢測技術(shù)的認(rèn)識(shí)，為食品安全問題的解決提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)具有重要意義。

1.食品檢測技術(shù)在食品安全中的重要作用

食品檢測技術(shù)可以監(jiān)測和分析食品中的有害物質(zhì)、微生物和其他污染物，以確保食品的質(zhì)量和安全性。其在食品安全中的重要作用主要體現(xiàn)在以下幾方面。一是預(yù)防食源性疾病。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除潛在的食源性疾病風(fēng)險(xiǎn)，保障公眾健康。二是檢測食品添加劑和殘留物。對食品中的添加劑進(jìn)行檢測，確保其使用安全和合規(guī)，同時(shí)可檢測食品中的農(nóng)藥殘留、獸藥殘留和重金屬等有害物質(zhì)，防止因過量殘留導(dǎo)致的食品安全問題。三是檢測食品質(zhì)量和真實(shí)性。通過對食品成分、物理性狀和感官特征等進(jìn)行分析，檢測食品的質(zhì)量和真實(shí)性，防止虛假標(biāo)注、摻假摻雜等不法商家的行為，保障消費(fèi)者的權(quán)益。四是追溯食品來源和流通環(huán)節(jié)。通過對食品標(biāo)本中特定的DNA、蛋白質(zhì)或同位素進(jìn)行分析，幫助確定食品的來源和流通路徑，這對于食品安全事件的調(diào)查和處理具有重要意義。五是支持食品質(zhì)量管理和監(jiān)管。食品檢測技術(shù)能為相關(guān)部門提供科學(xué)依據(jù)，監(jiān)管食品企業(yè)的質(zhì)量控制，推動(dòng)食品生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化管理和質(zhì)量提升，確保食品的安全和合規(guī)性。

2.色譜檢測技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用

2.1氣相色譜法

氣相色譜法是一種常用的食品安全檢測技術(shù)，其原理主要包括樣品的揮發(fā)性化合物的分離和定量。該技術(shù)具有高分離能力、靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品安全領(lǐng)域。

相關(guān)學(xué)者在檢測食品農(nóng)殘時(shí)利用氣相色譜-質(zhì)譜法，對蔬菜水果中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行測定。具體檢測流程如下：第一，收集新鮮、有代表性的蔬菜或水果樣品，并使用研缽和研杵對樣品進(jìn)行細(xì)致的粉碎，以增加樣品表面積，這有利于后續(xù)的提取和分析過程，然后將研磨后的樣品進(jìn)行均勻混合，使樣品中的有機(jī)化合物分布更加均勻，減少分析誤差，最后通過溶劑提取、固相微萃取等方法將樣品中的目標(biāo)有機(jī)化合物從復(fù)雜的基質(zhì)中分離提取出來，富集待分析的目標(biāo)化合物。第二，旋轉(zhuǎn)濃縮。先將提取液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，然后在適當(dāng)?shù)臏囟群驼婵諚l件下，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器內(nèi)部的加熱器使溶劑迅速汽化，并通過冷凝器將汽化的溶劑重新凝結(jié)。溶劑可從提取液中分離出來，并進(jìn)一步收集和處理。檢測人員通過濃縮處理可去除大部分提取液中的溶劑，將殘留物濃縮成較小的體積。有利于后續(xù)的分離、純化和分析等工作。第三，氣相色譜質(zhì)譜分析。將經(jīng)過適當(dāng)樣品處理的樣品注入氣相色譜儀中，利用化合物在固定填充物上與流動(dòng)的氣相相互作用來實(shí)現(xiàn)分離。樣品在氣相色譜柱中通過升溫程序，不同化合物根據(jù)揮發(fā)性和親水性等特性會(huì)以不同的速率通過柱子。第四，數(shù)據(jù)分析。通過與質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，可以確定化合物的結(jié)構(gòu)和組成。檢測人員根據(jù)已知標(biāo)準(zhǔn)品的濃度和相應(yīng)的質(zhì)譜響應(yīng)因子，通過內(nèi)標(biāo)法或外標(biāo)法進(jìn)行定量分析，能夠得出殘留物在樣品中的濃度信息。檢測后發(fā)現(xiàn)，利用氣相色譜法檢測農(nóng)藥殘留，檢出農(nóng)藥線性范圍為0.06 mg/kg-10 mg/kg，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.6%-10.5%，回收率為78%-106%。為食品農(nóng)殘檢測提供可靠數(shù)據(jù)支持。

2.2高效液相色譜法

高效液相色譜法的原理基于溶液中分離物質(zhì)的相交換作用。其主要構(gòu)成包括移動(dòng)相，即在色譜柱中通過溶液帶動(dòng)樣品成分向前經(jīng)過色譜柱。固定相，即均勻填充在色譜柱內(nèi)的材料，通過對不同樣品成分之間的相互作用進(jìn)行選擇性吸附和解吸附，實(shí)現(xiàn)樣品成分的分離和檢測。色譜柱，即具有一定長度和內(nèi)徑的管狀結(jié)構(gòu)，固定相填充其中。樣品進(jìn)入色譜柱后，各組分在色譜柱內(nèi)根據(jù)其相互作用力的不同被逐漸分離出來。檢測器，即用于監(jiān)測樣品成分在色譜柱中的逐漸流出，常見的檢測器包括紫外-可見吸收檢測器、熒光檢測器和質(zhì)譜檢測器等。在分析過程中，檢測人員通過調(diào)節(jié)移動(dòng)相的成分、色譜柱的類型和溫度等條件，能實(shí)現(xiàn)對不同樣品成分的分離和檢測。

高效液相色譜法在食品安全檢測中得到了廣泛的應(yīng)用，如檢測用于延長食品的保質(zhì)期和防止微生物污染的食品添加劑。檢測人員在測定食品防腐劑含量時(shí)使用高效液相色譜法，將甲醇和三乙胺混合作為流動(dòng)相，避免在檢測過程中出現(xiàn)過高的柱壓和較長的保留時(shí)間的問題，以保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確。可食用色素是食品加工過程中常用的添加劑，若過量添加，長期食用將為肝腎帶來較大的負(fù)擔(dān)。

高效液相色譜法檢測食用色素的步驟如下：首先，將待測樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚聿襟E，以提取出色素并去除可能干擾的成分；然后選擇合適的流動(dòng)相可以實(shí)現(xiàn)對不同食用色素的有效分離；不同色素在不同波長下表現(xiàn)出不同的吸光特性，選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL，可提高檢測的靈敏度和特異性；根據(jù)待測樣品中存在的食用色素的種類和含量，調(diào)整色譜柱的類型和操作條件，以實(shí)現(xiàn)對不同基質(zhì)色素的準(zhǔn)確檢測。技術(shù)人員在對食品中胭脂紅成分進(jìn)行檢測時(shí)，可選用高效液相色譜法，選擇提取液為0.05 mol/L氫氧化鈉溶液，經(jīng)測定，樣本回收率達(dá)到92.4%-95.7%。

食物中常見的真菌毒素包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素等多種類型。研究人員在食用油產(chǎn)品的真菌毒素組分測定中，采用乙腈-水作為提取液。經(jīng)過分離純化后，成功地檢測出食用油中十余種真菌毒素，且樣品的平均回收率穩(wěn)定在74.6%-113.7%之間。這表明該方法具有較好的檢測準(zhǔn)確度和可重復(fù)性，能夠?yàn)槭秤糜偷陌踩栽u估提供有力支持。

3.光譜檢測技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用

3.1紅外光譜法

紅外光譜法是一種非破壞性分析技術(shù)，其技術(shù)原理基于物質(zhì)在紅外光波段與光的相互作用。其通過測量樣品與紅外光之間的相互作用來獲取關(guān)于樣品成分和結(jié)構(gòu)的信息。當(dāng)紅外光通過樣品時(shí)，部分紅外光被樣品吸收，而其余光線則透過樣品。這些被吸收的光的強(qiáng)度與樣品所含化學(xué)組分的類型、數(shù)量及其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。每種化合物都有其獨(dú)特的紅外吸收光譜圖案，從而可以通過對比樣品的紅外吸收光譜與已知化合物的光譜數(shù)據(jù)庫來確定樣品的成分和結(jié)構(gòu)信息。

在食品安全領(lǐng)域，紅外光譜法在食品脂肪、糖類、蛋白質(zhì)等成分中得到廣泛應(yīng)用。以檢測肉制品脂肪為例，其檢測流程如下。第一，檢測準(zhǔn)備。隨機(jī)選擇不同批次、不同供應(yīng)商或不同部位的肉類樣品；切碎樣品增大表面積，有利于紅外光的傳播和吸收，從而提高測試的準(zhǔn)確性；均勻混合樣品可以避免由于不均勻分布而引起的偏差，確保樣品的均勻性；調(diào)整掃描范圍覆蓋有關(guān)肉類組分的主要特征峰，以便獲得全面的信息；分辨率在不影響信噪比的前提下，盡可能細(xì)致地捕捉和區(qū)分不同組分的紅外光譜特征。第二，將處理好的樣品放置在紅外光譜儀的測量區(qū)域內(nèi)?？刂萍t外光源的輻射，沿著一定的波長范圍發(fā)射連續(xù)譜的紅外光；紅外光經(jīng)過樣品后，會(huì)遭受不同波長紅外光在樣品分子中振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或化學(xué)鍵吸收時(shí)的吸收或散射作用；由紅外光譜儀收集由樣品吸收或散射的紅外光信息，并將其轉(zhuǎn)化為紅外光譜圖。第三，紅外光譜中的吸收峰代表不同功能團(tuán)或者化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率，使用紅外光譜分析軟件對光譜進(jìn)行峰識(shí)別，確定吸收峰的位置和強(qiáng)度，有助于確認(rèn)有機(jī)或無機(jī)化合物的存在和結(jié)構(gòu)；通過去噪處理，使峰能更清晰可辨；進(jìn)行基線校正可以消除基線的影響，使光譜更易于解釋和比較。第四，成分分析。將樣本數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測試集；80%的數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練模型，20%的數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證和評估模型性能；使用訓(xùn)練集的紅外光譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)的脂肪含量信息來建立校準(zhǔn)模型；使用測試集中的紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，并將預(yù)測結(jié)果與真實(shí)的脂肪含量進(jìn)行比較。檢測人員通過以上步驟，能建立脂肪含量與紅外光譜數(shù)據(jù)之間的校準(zhǔn)模型，并進(jìn)行主成分分析的一般流程，其用于預(yù)測未知樣本的脂肪含量，并提供對紅外光譜數(shù)據(jù)的理解，為保障食品質(zhì)量和食品安全提供了一種高效、準(zhǔn)確的分析手段。

3.2拉曼光譜法

拉曼光譜法基于拉曼效應(yīng)完成食品檢測，其通過測量樣品中散射光的波長變化來獲得樣品分子的振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)信息。拉曼光譜法的優(yōu)勢在于其非破壞性、非接觸性、快速性和無需樣品處理等特點(diǎn)，可以用于食品中重金屬等有害成分及食品摻假、食品質(zhì)量和安全檢測等方面。然而，該技術(shù)在一些復(fù)雜樣品分析及低濃度成分的檢測方面還存在挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。

在實(shí)踐應(yīng)用中，有學(xué)者利用表面增強(qiáng)拉曼光譜法對奶粉中三聚氰胺成分進(jìn)行檢測。首先，進(jìn)行取樣并通過稀釋、溶解等方法進(jìn)行預(yù)處理；其次，根據(jù)被檢測樣品的特性和所需分析結(jié)果來確定激光波長、功率和積分時(shí)間等參數(shù)，以確保能夠獲得清晰的拉曼光譜信號(hào)；再次，利用拉曼光譜儀對預(yù)處理后樣品進(jìn)行檢測，獲取樣品的拉曼光譜圖，并保證光譜信號(hào)的質(zhì)量；最后，分析測得的拉曼光譜圖，對可能與三聚氰胺有關(guān)的特征峰進(jìn)行查找。根據(jù)已有文獻(xiàn)和經(jīng)驗(yàn)，三聚氰胺通常在約675 cm-1處有顯著的特征峰，初步判斷樣品中是否存在三聚氰胺。對于疑似存在三聚氰胺的樣品，詳細(xì)對比三聚氰胺的拉曼光譜法檢測所獲得的光譜，對樣品中三聚氰胺的含量進(jìn)行分析。拉曼光譜技術(shù)具有靈敏度高、非破壞性、快速等特點(diǎn)，在食品安全監(jiān)測中有著廣泛的應(yīng)用前景。

4.生物化學(xué)技術(shù)及其在食品安全中的應(yīng)用

4.1酶聯(lián)免疫吸附法

酶聯(lián)免疫吸附法原理是利用特異性抗體與抗原的結(jié)合來檢測樣品中的目標(biāo)物質(zhì)。具體檢測流程如下：第一，涂布。將待檢樣品中的目標(biāo)物質(zhì)溶液加入微孔板的孔中，使其能夠吸附在固相載體表面上。第二，化學(xué)處理。通過將阻斷劑或洗滌液等添加到孔中，阻止非特異性物質(zhì)與載體結(jié)合。第三，結(jié)合。向吸附抗原的孔中加入專門與抗原結(jié)合的一抗（抗體），使抗體與抗原發(fā)生特異性的結(jié)合反應(yīng)。第四，洗滌。用洗滌液去除未結(jié)合的抗體。第五，結(jié)合檢測。向已經(jīng)結(jié)合一抗的孔中加入輔助抗體。第六，酶標(biāo)記和染色。加入酶標(biāo)記的二抗，二抗與輔助抗體發(fā)生特異性結(jié)合，形成夾心復(fù)合物。在孔中添加酶底物，使酶催化分析物產(chǎn)生顯色反應(yīng)。顯色反應(yīng)產(chǎn)生顏色或熒光信號(hào)，用于定性或定量檢測。第七，數(shù)據(jù)分析。通過測量反應(yīng)產(chǎn)生的顏色或熒光強(qiáng)度來確定目標(biāo)物質(zhì)的存在量。

酶聯(lián)免疫吸附法具有高靈敏度、高特異性、快速、簡單和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，在食品安全領(lǐng)域可用于檢測致病菌、過敏原、農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì)的含量，對于保障食品的安全具有重要意義。

4.2熒光定量PCR檢測法

熒光定量PCR檢測法是廣泛應(yīng)用于食品安全領(lǐng)域的分子生物學(xué)技術(shù)，可以快速、準(zhǔn)確地檢測食品中的特定基因或微生物。

實(shí)踐步驟：第一，將目標(biāo)食品中的DNA提取出來，作為PCR的模板。第二，設(shè)計(jì)兩段與目標(biāo)基因序列高度特異結(jié)合的引物，形成PCR擴(kuò)增的起始點(diǎn)。第三，將PCR管中加入引物、反應(yīng)緩沖液、DNA模板和DNA聚合酶等組分。第四，在PCR儀中進(jìn)行一系列的溫度循環(huán)，包括三個(gè)主要步驟——變性、退火和延伸，使DNA雙鏈解鏈，使引物與目標(biāo)序列結(jié)合，在延伸步驟中，DNA聚合酶根據(jù)引物的模板指導(dǎo)，合成新的DNA鏈。第五，比較樣品熒光信號(hào)與已知標(biāo)準(zhǔn)曲線上的熒光信號(hào)，計(jì)算出目標(biāo)基因的相對含量。熒光定量PCR檢測法的優(yōu)點(diǎn)是高靈敏度、高選擇性、準(zhǔn)確可靠，并且可以同時(shí)檢測多個(gè)樣本。在食品安全領(lǐng)域，用于檢測轉(zhuǎn)基因成分、病原微生物、食品中的污染物等。

結(jié)語

食品檢測技術(shù)在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用，可以通過精準(zhǔn)的檢測手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制食品中的有害物質(zhì)，確保食品的質(zhì)量和安全，推動(dòng)食品安全監(jiān)管工作的有效開展。隨著科技的進(jìn)步，未來相關(guān)人員應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)食品檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用，推動(dòng)食品安全技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，共同營造一個(gè)安全、健康的食品環(huán)境。

作者簡介

李沖（1991.04-），女，回族，河南蘭考人，本科；研究方向：食品檢測。