常用食品质量安全检测新技术及应用分析

2023-11-24葛洪东马海燕

现代食品 2023年16期

◎ 丁洋，葛洪东，马海燕

（1.通标标准技术服务（青岛）有限公司，山东青岛 266000；2.通标标准技术服务有限公司青岛分公司，山东青岛 266000）

作为人类日常所需营养元素的主要来源，食品在保障人们正常工作和生活方面扮演着至关重要的角色。因此，人们对食品安全问题的关切程度日益加深。食品安全不仅关系到人民群众的身体健康，而且是国家稳定和谐发展的重要基础之一。随着社会经济的迅猛发展和人们物质文化水平的日益提高，人们对于食品质量安全的要求也日益提高。为确保消费者的权益，食品生产企业和相关部门需要进行食品质量安全检测技术的创新和升级。

1 食品质量安全检测现状

目前，我国已成为世界上最大的农产品生产国与消费国，但由于农业生产水平低、环境污染严重、缺乏安全保障技术等原因，造成大量农残超标产品流入市场。食物作为自然界生活的最大动力源，其质量直接影响着人们的健康与生活品质。由于现代科技的不断进步，杀虫剂、兽药、食物添加剂的种类越来越多，但是由于应用方法不合理、不科学，使得上述化学物质在产品中存在的现象非常严重。因此，如何快速有效地检测出各种食品中存在的有害物质，成为当前研究的热点之一。

2 常用食品质量安全检测新技术及应用

2.1 无损检测技术的应用

2.1.1 光学快速分析技术的应用

光学快速分析技术是一种利用光的特性对食品样品进行分析和检测的方法。它通过检测光在食品样品中的吸收、散射或发射等变化，从而获得食品样品的信息。这种技术具有非接触、无损伤、高效快速、灵敏度高等特点，因此在食品质量安全检测中具有广阔的应用前景。

首先，光学快速分析技术可以用于食品中有害物质的检测。食品中常常存在着农药残留、重金属、致病菌等有害物质，这些物质对人体健康会造成潜在危害。传统的有害物质检测方法需要复杂的样品前处理和试剂，耗时耗力。而光学快速分析技术则可以快速地检测出食品样品中的有害物质，实现对食品质量的快速评估，减少了检测的时间和成本。

其次，光学快速分析技术还可以用于食品中营养成分的检测。营养成分是衡量食品质量的重要指标，例如蛋白质、糖分、脂肪等。传统的检测方法需要将食品样品送至实验室进行分析，时间较长且无法实时监测。而光学快速分析技术可以在不破坏样品的情况下，通过测量光的特性获得食品样品中营养成分的含量，实现了对食品质量的快速检测和监控。

另外，光学快速分析技术在食品质量安全检测中还可以用于品质评价。传统的品质评价方法依赖人工判断，主观性较强，结果容易受到主观因素的影响。而光学快速分析技术可以通过测量食品样品的光学特性获得客观的品质评价结果，提高了评价的准确性和客观性[1]。

2.1.2 磁学法快速检测技术的应用

磁学法快速检测技术就是借助核磁共振和电磁共振等先进技术手段，从而达到快速精准的测定。核磁共振技术分为核磁共振波谱技术和核磁共振图像技术。在食物检验中，主要是通过核磁共振波信息，进行食物成分的检测和研究。核磁共振成像技术是一项无损检验技术，它通过NMR 波信息进行样品分子结构的观测与研究，从而为食品生化的研究和分析提供有力支持[2]。例如，利用NMR 技术，通过对淀粉质子的弛豫时间和淀粉的糊化程度进行分析，实现对被检测淀粉的深入研究。在实际生活当中，淀粉分子主要以α-螺旋形式存在，且具有一定的流动性，因而在使用的时候，需要将其加工成凝胶状或者颗粒状。淀粉分子在运动过程中，会产生一个多聚体的玻璃化物质，该刚性元素的自旋时间并不受周围温度的干扰。在外部条件影响下，这些特征产生变化，进而导致分子链之间的交叉缠绕产生不稳定状态，即所谓的聚合物。随着温度的升高，聚合物尚未达到玻璃状态时，碳水化合物与刚性成分之间的关联呈现逐渐增强的趋势[3]。因此，在不同温度下，淀粉分子链之间存在一定距离，这种相关性就更加显著。

2.1.3 力学法快速检测技术的应用

运用力学特性对某些农产品的品质进行反馈，是力学法的主要应用领域。这种方法就是利用超声对果实进行处理，使其内部细胞破裂或者出现裂纹等缺陷，从而判断果实的成熟度，当前已被广泛应用于检测水果的新鲜度和成熟度。同时，也可以利用振动信号分析技术来判断水果中存在的微生物含量等。利用相应的计算机设备进行声波分析，可实现无损检测。通过对这些数据信息的收集整理，能够为人们提供更为全面的关于食品安全性方面的资料，提高食品质量安全。

总的来说，食品安全问题已经引起广大民众的高度重视，因此，食品检测的重要性更加凸显。无损食品检测是一种新型的食品质量检测方法，具有快速、准确等优点，可以更好地服务于食品检测，为人们的健康保驾护航[4]。在食品安全监测领域，无损检测技术已成为一道不可或缺的屏障，其安全性、简便性和高效性已得到广泛认可。

2.2 生物传感技术

生物传感技术以固定化的生物物质作为敏感材料，通过识别并把生物化学反应信息转换为电信号，进而达到一个更有效的生物监测方式。基于该技术，能够完成对复杂环境下各种污染物的实时监控与在线数据分析，已被广泛应用于环境监测、食品安全、医疗诊断以及生命科学研究领域。生物传感技术作为一门涉及多个学科领域的交叉技术，以快速简便、高灵敏度、经济实惠以及广泛的目标物检测能力等优势，在近几十年间获得迅猛的发展。

2.3 拉曼光谱技术的应用

2.3.1 食品成分检测

在我国的食品质量安全检测中，拉曼光谱技术被广泛应用于食品成分检测。由于拉曼光谱法具有操作简单、成本低等优点，被广泛运用到各类食品的化学成分分析当中。我国的食品种类繁多，每一种食品的成分组成都呈现出独特的差异。为更好地保证食品质量安全，必须加强对拉曼光谱分析法的重视与运用。研究表明，食物中富含糖类、脂肪和蛋白质的成分，运用拉曼光谱法能够有效克服传统食物成分测定方法的缺陷。在实际测试过程中，无须制备试样，可以大大简化检测流程，降低化学药品的消耗量。另外，采用拉曼光谱技术检测时，所得到的数据更为精确，可信度更高。

2.3.2 农药残留检测

在农作物的种植过程中，农药的使用是不可避免的，因此，食品中常常存在着一定量的农药残留。利用拉曼光谱技术，可以对食品中的农药残留进行高效检测，确保食品的安全性。目前，我国大多地区都已建立完善的检测体系，但是由于各地区的自然环境差异较大，导致各地的标准不一致，给农药残留检测工作带来一定困难。此外，我国的农产品检测中心配备的检测设备对性能的要求十分苛刻，需要具备高度的敏感性和专业性，同时，使用的检测方法也异常复杂，在实际的检测过程中，所需的检测成本相当高昂。因此，在对农药残留量进行检测时，必须根据具体情况选择合适的拉曼光谱仪。

2.4 原位电离质谱技术应用

2.4.1 原位电离质谱技术

在食品安全检测中，质谱技术是一项至关重要的分析技术。基于此，科学家不断进行创新和试验，提出DESI、DBDI 以及DAPCI 等一系列先进的食品检测技术。目前，我国对于食品的安全检测主要采用传统的气相色谱法，而利用离子迁移谱技术进行分析，则是近几年发展起来的一项新技术，可以极大地提高食品检测效率。

2.4.2 利用电离质谱技术检测非法添加物

在现代食品中，各种有害化学添加剂的非法和超量使用，已经成为一个极其严峻的食品安全质量问题，特别是在婴幼儿奶粉中添加三聚氰胺等非法掺假行为，不仅会对婴幼儿的健康成长造成巨大的伤害，也对社会稳定产生负面影响。为检测乳制品的安全质量，可以采用实时直接电离分析（DART-MS）检测法，例如，Vaclavik 等人使用该方法对乳制品中的三聚氰胺和氰尿酸进行高通量检测，结果表明，三聚氰胺和氰尿酸的检出限分别为170 μg/kg 和450 μg/kg。这说明，实时直接电离分析检测法能够实现对蛋白质及多肽类物质进行精准的分离纯化，达到更好的检测效果[5]。