黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)的現(xiàn)存問題及改進(jìn)策略

Existing Problems and Improvement Strategies in Nutrient Content Testing of Chenopodium quinoa Willd. Products

ZHANG Jin （Gansu Polytechnic College of Animal Husbandry amp; Engineering， Wuwei 733006， China）

Abstract： The nutritional composition testing of Chenopodium quinoa Willd. products is of great significance to ensure food quality and safety.Atpresent， there are some problems in the testing work，suchas the lack ofstandard and specification system，the insufficient accuracy of inspection methods，andthe limited function of experimental equipment.In terms of standards and specifications，the methods and evaluation indicators adopted by various testing institutions are not unified enough，and there is a lack of special methodological verification; in terms of testing methods， the detection accuracy and sensitivity of near-infrared spectroscopy，liquid chromatography and atomic absorption spectroscopy under complex matrix conditions need to be improved; in terms of experimental equipment， the performanceanddegree of automationoftesting equipment are diffcult tomet the needs ofeffcient andaccurate testing.In order to solve these problems，improvement strategies such as improving the standard and specification system，innovating testing technologyand methods，andoptimizing experimentalconditions were proposedto mprove the level of nutritional composition detection of Chenopodium quinoa Willd. products.

Keywords： nutritional components of Chenopodium quinoa Wild.; testing technology; standard specifications; quality control; method innovation

黎麥富含蛋白質(zhì)、膳食纖維以及多種微量元素等，營養(yǎng)價(jià)值較高。隨著黎麥產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，對(duì)其營養(yǎng)成分檢測(cè)提出了更高要求?，F(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)主要包括近紅外光譜法、高效液相色譜法、原子吸收光譜法等，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多技術(shù)難題?！洞竺住罚℅B/T1354—2018）的發(fā)布為谷物營養(yǎng)成分檢測(cè)提供了基本方法，然而針對(duì)黎麥特性的專門檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)尚未建立。系統(tǒng)分析黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)中存在的問題并提出相應(yīng)改進(jìn)策略，對(duì)提高檢測(cè)結(jié)果可靠性與推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1常見的黎麥營養(yǎng)成分檢測(cè)方法

黎麥營養(yǎng)成分檢測(cè)技術(shù)是保障食品安全與其營養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵手段。黎麥中含有豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維、微量元素及功能性活性物質(zhì)，其中蛋白質(zhì)含量為 16%～19% ，膳食纖維含量為 12%～15% 并富含鉀、鎂、鋅等礦物質(zhì)元素。針對(duì)黎麥產(chǎn)品中不同營養(yǎng)成分的定性定量分析，常用的方法包括近紅外光譜法、高效液相色譜法、原子吸收光譜法等[1]。如圖1所示，近紅外光譜法通過分析樣品對(duì)近紅外光的吸收特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中主要營養(yǎng)成分的快速檢測(cè)；高效液相色譜法可準(zhǔn)確測(cè)定黎麥中氨基酸組成及含量；原子吸收光譜法則適用于微量元素的精確定量分析。國際上已建立起相對(duì)完善的谷物營養(yǎng)成分檢測(cè)體系，如美國分析化學(xué)家協(xié)會(huì)（AssociationofOfficialAnalyticalChemists，AOAC）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Standardization Organization，ISO）等制定的標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用于黎麥產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型檢測(cè)方法如拉曼光譜技術(shù)、質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等逐步被應(yīng)用于黎麥營養(yǎng)成分分析，顯著提升了檢測(cè)效率與準(zhǔn)確度。在黎麥加工過程中，營養(yǎng)成分檢測(cè)貫穿原料驗(yàn)收、生產(chǎn)加工及成品檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)保障產(chǎn)品品質(zhì)具有重要意義。

2營養(yǎng)成分檢測(cè)存在的問題

2.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系缺失

現(xiàn)行黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)存在諸多不足，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果可比性與可靠性受到影響。國內(nèi)黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)尚未建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，各檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用的檢測(cè)方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)存在顯著差異。目前《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》（GB5009.5—2016）雖然規(guī)定了凱氏定氮法作為蛋白質(zhì)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，但在實(shí)際檢測(cè)過程中，不同實(shí)驗(yàn)室采用的儀器設(shè)備與操作規(guī)程仍存在差異。膳食纖維檢測(cè)方面，《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定》（GB/T5009.88—2014）中規(guī)定的酶－重量法在實(shí)際應(yīng)用中存在檢測(cè)周期長與重復(fù)性不佳等問題。微量元素檢測(cè)方面，《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定》（GB5009.268—2016）對(duì)谷物類產(chǎn)品的檢測(cè)提出了基本要求，但針對(duì)黎麥特有的基質(zhì)特征與元素組成特點(diǎn)缺乏專門的方法學(xué)驗(yàn)證與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[2]。國際通用標(biāo)準(zhǔn)AOAC-2016991.43與ISO20483：2013等雖然為谷物檢測(cè)提供了參考方法，但這些方法在黎麥實(shí)際檢測(cè)過程中仍需進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)估與方法確認(rèn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的缺失直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，制約了黎麥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

2.2檢驗(yàn)方法精度不足

目前黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)方法在精確度與靈敏度方面仍有較大提升空間。根據(jù)《糧油檢驗(yàn)小麥粗蛋白質(zhì)含量測(cè)定近紅外法》（GB/T24899—2010）規(guī)定，近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)雖然具有快速與無損的優(yōu)點(diǎn)[3]，但在復(fù)雜基質(zhì)干擾下對(duì)微量營養(yǎng)成分的定量分析精度難以滿足《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》（GB/T27025—2019）要求?！妒称钒踩珖覙?biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》（GB5009.124—2016）中采用高效液相色譜法分析氨基酸組成，但該方法受樣品前處理過程中水解與氧化等因素影響，容易導(dǎo)致部分熱敏感性與易氧化氨基酸的損失?！妒称钒踩珖覙?biāo)準(zhǔn)食品中鋅的測(cè)定》（GB5009.14—2017）中規(guī)定采用原子吸收光譜法測(cè)定微量元素，測(cè)定過程中存在的基質(zhì)效應(yīng)顯著影響著檢測(cè)靈敏度，尤其在高鹽基質(zhì)環(huán)境下檢測(cè)痕量元素時(shí)，方法檢出限難以滿足監(jiān)測(cè)要求。還有標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范將液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用于食品分析，該方法雖然具有較高靈敏度，但在多組分同時(shí)檢測(cè)時(shí)存在離子抑制現(xiàn)象。拉曼光譜技術(shù)應(yīng)用于黎麥營養(yǎng)成分分析時(shí)，受樣品自發(fā)熒光干擾影響，需要進(jìn)一步優(yōu)化特征峰的分辨率與信噪比。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝備功能限制

現(xiàn)有黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)設(shè)備在功能與性能上存在明顯的局限性。例如，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室使用的近紅外光譜儀波長范圍較窄、光譜分辨率不足，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜營養(yǎng)成分的精確識(shí)別。液相色譜儀在高通量分析中存在柱效降低與基線漂移等問題，影響了檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性。原子吸收分光光度計(jì)的檢測(cè)靈敏度受光源穩(wěn)定性影響，在低濃度樣品分析中表現(xiàn)欠佳。質(zhì)譜儀的離子源設(shè)計(jì)與真空系統(tǒng)性能制約著儀器的檢測(cè)效率，且設(shè)備維護(hù)成本較高，自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理軟件的集成度不足，增加了人工操作環(huán)節(jié)，降低了檢測(cè)效率。實(shí)驗(yàn)裝備的功能限制直接影響著檢測(cè)工作的質(zhì)量與效率，急需通過技術(shù)創(chuàng)新提升裝備性能。

3改進(jìn)策略

3.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定與實(shí)施

完善黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系需要建立多層次的規(guī)范架構(gòu)。例如，依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則：第1部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》GB/T1.1—2020），制定黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包含樣品前處理與檢測(cè)方法選擇、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果表達(dá)等環(huán)節(jié)的具體要求。建立標(biāo)準(zhǔn)樣品體系，開展實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)試驗(yàn)，通過方法學(xué)驗(yàn)證確定各檢測(cè)指標(biāo)的測(cè)量不確定度。在《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》（GB/T27025—2019）框架下，制定適用于黎麥特性的檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，明確樣品制備、儀器校準(zhǔn)及結(jié)果修正等關(guān)鍵控制點(diǎn)[4。參照《合格評(píng)定能力驗(yàn)證的通用要求》（GB/T27043—2012），構(gòu)建黎麥檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證體系，通過定期組織能力驗(yàn)證考核提升檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的使用要求，建立黎麥檢測(cè)結(jié)果的溯源體系，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可比性。制定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的配套政策，推動(dòng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)在生產(chǎn)企業(yè)與檢測(cè)機(jī)構(gòu)的落地應(yīng)用。

3.2 檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

提升黎麥營養(yǎng)成分檢測(cè)技術(shù)水平需要在現(xiàn)有方法基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新突破。針對(duì)近紅外光譜檢測(cè)中的基質(zhì)干擾問題，采用小波變換與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)學(xué)算法優(yōu)化光譜預(yù)處理方法，提高定量模型的預(yù)測(cè)精度。基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法，開發(fā)黎麥氨基酸檢測(cè)的專屬色譜柱與流動(dòng)相配方，優(yōu)化離子源參數(shù)與多反應(yīng)監(jiān)測(cè)條件，實(shí)現(xiàn)痕量氨基酸的準(zhǔn)確定量。在原子吸收光譜分析中，通過基質(zhì)改進(jìn)與化學(xué)分離技術(shù)消除干擾，提高微量元素檢測(cè)的靈敏度與準(zhǔn)確度。研發(fā)適用于黎麥的快速檢測(cè)試劑盒，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)成分的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查。建立質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的多組分同步檢測(cè)方法，采用內(nèi)標(biāo)法與基質(zhì)匹配技術(shù)消除離子抑制效應(yīng)，開發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)處理算法，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。

3.3 實(shí)驗(yàn)條件升級(jí)與優(yōu)化

改善黎麥營養(yǎng)成分檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)條件需要從硬件設(shè)施與軟件系統(tǒng)兩方面著手。按照《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》（GB/T27025—2019），優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件，配置恒溫恒濕系統(tǒng)與防塵設(shè)施，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境穩(wěn)定。升級(jí)近紅外光譜儀的光源系統(tǒng)與檢測(cè)器，擴(kuò)展光譜采集范圍，提高光譜分辨率；改進(jìn)液相色譜儀的進(jìn)樣系統(tǒng)與柱溫箱，提升進(jìn)樣精度與溫度控制的穩(wěn)定性；配置新型原子吸收分光光度計(jì)，采用石墨爐與氫化物發(fā)生裝置提高檢測(cè)靈敏度。此外，還應(yīng)建立實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LaboratoryInformationManagementSystem，LIMS），實(shí)現(xiàn)樣品信息與檢測(cè)數(shù)據(jù)及質(zhì)控記錄的全程電子化管理。開發(fā)智能化數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，集成多種檢測(cè)數(shù)據(jù)分析模塊，提供檢測(cè)結(jié)果的自動(dòng)化分析與報(bào)告生成功能[5]完善實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制體系，建立標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)庫與質(zhì)控樣品管理制度，保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

4結(jié)語

通過分析黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)工作中存在的問題，從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、檢驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化3個(gè)方面提出了改進(jìn)策略：加快建立適用于黎麥特性的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，開發(fā)新型檢測(cè)技術(shù)方法，升級(jí)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施。此外，還應(yīng)重視檢測(cè)人員專業(yè)培訓(xùn)，完善質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的溯源管理。這些措施的實(shí)施將有助于提升黎麥產(chǎn)品營養(yǎng)成分檢測(cè)的準(zhǔn)確性與可靠性，為黎麥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供技術(shù)支撐。

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