浅析现代食品检测技术
2020-12-03张倩瑶梁世君黄志强桐庐县检验检测中心
□ 张倩瑶 梁世君 黄志强 桐庐县检验检测中心
随着社会的快速发展,生活水平的不断提高,人们对于自己赖以生存的食物有了更高的要求,对食品安全问题越来越重视。保障食品安全,需要食品生产企业不能一味追求经济效益,监管部门要切实履行好监管责任,消费者要有良好的食品安全意识,三者缺一不可。同时,食品检测技术又是保障食品安全的技术支撑,食品检测技术的发展对解决食品安全问题起到关键性作用。我国食品检测技术发展起步晚,发展快,现阶段应用较为广泛的食品检测分析技术主要有以下3 类。
1 色谱分析技术
色谱分析技术以成本低、稳定性好、灵敏高、选择性好与准确度高等优点,在我国食品检测领域广泛应用,它利用被测物质各组分在两相间分配系数(溶解度)的微小差异完成分离,当两相做相对运动时,这些组分在两相间进行反复多次的分配,使原来只有微小的性质差异产生很大的效果,而使不同组分得到分离,最后经检测器检测得到检测结果。
根据流动相和检测器的不同,现代色谱技术主要包括各种薄层色谱、液相色谱、气相色谱、离子色谱以及超临界流体色谱等以及各种色谱联用技术。常用于食品检测的色谱分析检测方法主要有液相色谱法、液相色谱质谱法、气相色谱法、气相色谱质谱法与离子色谱法等。
液相色谱法和液相色谱质谱法是食品检测中最常用的技术,检测器主要有紫外吸收检测器、光电二极管阵列检测器、荧光检测器、示差折光检测器与电化学检测器等。液相色谱主要用于糖类(果糖、葡萄糖、蔗糖等)、氨基酸类、真菌毒素类(黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等)、添加剂类(三聚氰胺、苯甲酸、山梨酸、三氯蔗糖等)、水果、蔬菜和茶叶等农产品中的农药残留,乳制品、肉类和水产品中抗生素类(氯霉素类、青霉素类、磺胺类、糖皮质激素类、四环素类、链霉素类等)残留的检测[1]。
气相色谱法和气相色谱/质谱法与液相色谱的主要区别在于气相色谱法的流动相是各种载气(氮气、氦气、氢气等),检测器主要有热导池检测器、电子捕获检测器(浓度型)、氮磷检测器、火焰光度检测器与火焰离子化检测器等。气相色谱法和气相色谱质谱法主要用于添加剂类(甜蜜素、BHA、BHT 等)、脂肪酸类、有毒有害类物质(丙烯酰胺、塑化剂、农药残留等)的检测。
离子色谱的原理是被测物质在水溶液中发生电离,影响水溶液的导电性,通过电导检测器检测导电性,对被测物质进行电离程度分析。单纯的离子色谱应用较为单一,主要用于分析成分简单的物质,要求样品为水溶液的居多,可分析多糖、单糖、亚硝酸以及水中的钾、钠、钙、镁等物质。
2 生物检测技术
相比于其他物理化学检测方法,生物检测技术具有高精确性、高效率等特点[2],有些技术可以用于快速检测,常用的生物检测技术有生物传感器技术、免疫学方法、生物芯片技术、基因(DNA)探针技术与PCR 技术等。
生物传感器技术是利用对生物物质敏感的材料制成识别元件,并由相关检测检测器将待测的信息按照一定的规律转换成可以被观测到的信号(比如:光、电流、热或者电压等),放大后输出,测定分析物的含量。生物传感器技术可以测定糖类、致病微生物、真菌毒素、抗生素与农药残留[3]等,还可判断食品新鲜程度和熟度,为食品企业提供了良好的质控信息。
免疫学方法主要包括酶联免疫吸附法(ELISA)、胶体金免疫层析技术、荧光免疫分析和化学发光免疫分析等,免疫检测技术利用抗原、抗体的特异性相互作用,实现对抗原、抗体或者相关物质的分析检测。目前,免疫学方法已广泛用于检测食品中农药残留、真菌毒素、生物毒素以及食品中违法添加的非食用物质的检测[4]。
PCR 技术也称之为聚合酶链式反应技术,通过体外扩增并检测特异性DNA,完成样品的定性、定量分析。PCR 技术可用于检测食品致病微生物(大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等)以及食品成分的检测。
3 光谱分析技术
当物质受到光的照射时,会产生一系列吸收、反射、散射等现象,同时光与物质分子之间发生能量交换,利用这种现象与物质的理化性质、成分结构等之间的关系进行分析的技术称之为光谱分析技术。光谱分析是光与物质发生作用,可降低对样品的损伤,成本低[5],无污染,同时检测速度快,准确度较高[6],可用于大批量快速检测。
常见的食品光谱分析技术主要有原子光谱分析、荧光光谱分析、振动光谱分析和新型分子光谱分析等;原子光谱分析主要分为原子吸收光谱分析、原子激发和发射光谱分析等。振动光谱分析包括近红外光谱分析、拉曼光谱分析和红外光谱分析,其中拉曼光谱分析又有共振拉曼光谱分析、表面增强拉曼光谱分析、共焦显微拉曼光谱分析、FT 拉曼光谱分析与固体声光拉曼光谱分析[7]等。
新型分子光谱分析方法有:激光诱导荧光光谱分析、新型化学发光光谱、共振光散射光谱分析与共振光散射光谱免疫技术分析等[8]。
在常见的原子光谱分析中,原子吸收光谱和原子荧光光谱主要用于分析测定食品组分中的重金属元素(砷、铅、锰、汞、铬等);红外光谱分析常用于猪肉、羊肉、牛肉等肉类品种及其掺假鉴别[9];拉曼光谱可用于检测食品中违禁添加剂(三聚氰胺、塑化剂、工业色素等)、农药残留、抗生素、杀菌剂(结晶紫和孔雀石绿等)、防腐剂与抗氧化剂等[10]。
我国食品检测技术存在起步晚,地区间差异较大,部分检测标准落后等问题,对于我国的食品安全检测还存在一定制约。为了提高我国食品安全检测技术,食品检测人员应立足国家基本,不断提高检测能力,在实践中不断提出更好、更有效的与国际接轨的食品检测标准。