食品卫生检测技术与方法的研究与应用分析
2023-12-18林丽丽
◎ 林丽丽
(辽宁省绥中县检验检测认证中心,辽宁 葫芦岛 125200)
食品卫生与安全是全球关注的核心议题,关乎亿万消费者的日常健康和生活品质。随着全球化和食品工业的快速发展,食品的生产、加工和销售涉及更为复杂的供应链,为保障食品安全带来的巨大挑战。过去几十年中,时有发生的食品安全事件让公众对食品来源和内容产生了深切的担忧。高效、准确的食品检测技术和方法,成为确保食品安全的关键环节,这不仅需要相关检测部门对食品中可能存在的危险因素进行快速识别,还要跟踪、分析食品的来源和处理过程,确保食品从农田到餐桌的每一步都达到严格的卫生和安全标准。对此,本文通过深入探讨食品卫生检测的技术与方法,旨在为食品产业及相关研究者提供参考。
1 食品检测技术的分类与原理
食品检测技术的发展,从早期的简单感官判断,演变到如今的高精尖技术,映射了科技进步对食品安全保障的重要贡献。随着食品安全问题的日益凸显,社会对检测技术的需求也呈现出多样化、高效率和高精度的特点。
1.1 传统的检测方法
传统的食品检测方法基于经验和基础实验操作,为早期食品安全提供了基本的评估框架。传统方法包括感官观察、基本的化学分析和微生物培养技术,食品的颜色、气味和口感的变化,是食品变质的早期迹象。微生物培养,尽管检测周期较长,但为确定食品中潜在的微生物污染提供了依据;化学分析,如滴定和色谱等,可初步鉴别食品中的某些有害物质。然而,这些方法在准确度、灵敏度和检测效率上的局限性,容易受到人为干扰或误判。随着食品工业的复杂性增加和消费者对食品安全要求的提高,传统方法已逐渐被更先进、快速和准确的检测技术所补充或替代。
1.2 分子生物学方法
分子生物学方法在食品检测中扮演着日益重要的角色,为食品安全鉴定带来了革命性的突破。例如,聚合酶链式反应(PCR)和酶联免疫吸附测定(ELISA),允许研究者在分子级别上对食品样本进行精确、灵敏的分析;PCR技术,利用特定的启动子扩增目标DNA片段,使得微量的病原体或基因改造成分可以迅速被检测并量化。相比之下,ELISA利用抗原-抗体的特异性反应,可定量检测食品中的特定蛋白或毒素。这些方法相较于传统技术,不仅检测速度快、灵敏度高,而且能针对性地检测微生物、基因改造物和其他分子污染物。需要注意的是,分子生物学方法需要在专业化的实验室环境中进行,需要专业训练的操作者和特定的试剂。
1.3 传感器技术
当前,传感器技术在食品检测中的应用已经逐渐崭露头角,为食品安全提供了新的、高效的检测手段。基于特定的工作原理,传感器可以实时、连续地对目标分子或物质进行检测。例如,电化学传感器可通过测量食品样品中的电化学变化来定量某些特定化学物质;生物传感器可以利用生物识别元件(如抗体或酶)与目标物质之间的相互作用来生成可检测的信号。随着纳米技术的进步,纳米传感器已开始应用于食品检测,凭借其出色的灵敏度和选择性为食品安全提供了保障。尽管传感器技术在食品检测中展现出巨大的潜力,但在实际应用中还需要克服一些挑战,如传感器的稳定性、再现性以及与其他检测方法的整合[1]。总体来看,鉴于其实时监测的能力和相对较低的操作复杂性,传感器技术无疑将为食品安全检测领域带来更广阔的发展空间。
1.4 质谱和光谱技术
质谱技术通过测量粒子的质量或质荷比,提供关于分子或离子的详细信息,可用于检测食品中的复杂有机物,如农药残留、食品添加剂和环境污染物等。将质谱技术与色谱技术,如气相或液相色谱等相结合,能提供更加全面的食品组分分析。另外,光谱技术,如红外光谱、紫外-可见光谱和核磁共振,通过分析物质对光或电磁波的吸收、散射或发射,具备高灵敏度、高准确性和高分辨率,能够揭示食品中分子的结构和性质。为确保结果的准确性,操作者需具备相应的专业知识,确保仪器的准确性和稳定性。由此可见,高端技术不仅推进了食品科学的研究,也为食品行业带来了更为严格和精确的质量监控手段。
1.5 迅速检测技术
迅速检测技术应运而生,旨在满足当前食品行业对快速、实时检测的迫切需求,特别是在食品生产和供应链中的关键节点,通常以时间效率和简化的操作为主要特点,使非专业人员也能进行有效的食品检测。
当前,便携式手持检测设备已经开发出来,用于迅速检测食品中的病原体或有害化学物质。其中,生物条码和免疫层析试纸条是常见的例子,能在数分钟内提供结果,且对于诸如食品病原体、抗生素残留或某些食品添加剂的检测具有出色的灵敏度和特异性。尽管迅速检测技术提供了即时的答案和操作上的便利,但仍需相关部门在标准化、准确性和再现性方面进行细致的验证。未来,随着技术的进一步发展和优化,迅速检测技术有望成为食品安全监管和食品行业的重要工具,保障食品供应链的质量和安全[2]。
2 具体食品检测方法及应用
2.1 微生物检测
微生物在食品中的存在与增长是食品安全领域的核心关注点,因为某些微生物可能导致食源性疾病,甚至可能致命。微生物检测的目的是鉴定和量化食品中的有害微生物,如沙门氏菌、李斯特菌、大肠杆菌和霉菌。传统的微生物检测方法通常基于微生物培养,需要在特定的营养培养基上培养微生物,随后进行鉴定。然而,现代食品供应链要求更快速的结果。当前,分子生物学技术如聚合酶链式反应(PCR)能够在数小时内精确地检测目标微生物的基因,提供快速、准确的结果,已经广泛应用于食品微生物检测。此外,免疫测定技术,如酶联免疫吸附测定(ELISA),利用抗原和抗体之间的特异性相互作用检测特定微生物,为食品微生物检测提供了重要手段。
2.2 残留农药检测
农药在现代农业中是提高产量和控制害虫、病菌的关键手段,但食品中的农药残留可能对人类健康造成潜在风险。因此,对食品中的农药残留进行准确的检测至关重要。高效液相色谱(HPLC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)是当前残留农药检测的主导技术。HPLC可以分离复杂的样品矩阵,检测多种农药残留,GC-MS利用质谱技术具有高度的灵敏度和特异性,其检测结果不仅能够鉴定农药种类,还能量化其在食品中的浓度,确保其低于法定的最大残留限量。此外,为了应对大规模的样品处理和多种农药的同时检测需求,多残留分析方法也已经得到开发,可以在同一次分析中检测多达数百种农药[3]。
2.3 食品添加剂和色素检测
食品添加剂和色素被广泛应用于食品加工中,以改善食品的口感、质地、颜色和保存性。某些添加剂和色素的不当或过量使用,可能引起健康问题。因此,确保其在食品中的浓度符合法定标准成为相关部门的工作重点。液相色谱-质谱联用(LC-MS)和核磁共振(NMR)技术是当前食品添加剂和色素检测的主要手段。LC-MS结合了液相色谱的分离能力与质谱的灵敏度和特异性,能够准确鉴定和量化复杂食品矩阵中的多种添加剂和色素;NMR提供了分子水平的结构信息,即使是未知或未标定的添加剂和色素也可以被鉴定。因此,其不仅可检测已知和合法的添加剂和色素,也可以检测那些非法或潜在有害的添加剂[4]。
2.4 重金属和其他有害物质检测
重金属和其他有害物质的潜在入侵,已成为食品安全的一大关注焦点。有害物质,如铅、汞、镉和砷,可能通过污染的土壤、水源或者食品加工过程进入食品链,长期摄入超出安全标准的量可能对人体健康造成严重伤害[5]。原子吸收光谱法(AAS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是目前重金属检测的主要工具。其中,AAS利用金属原子对特定波长光的吸收能力进行定量;ICP-MS结合了质谱的特异性和灵敏度,可同时检测多种金属和非金属元素。此外,X射线荧光光谱(XRF)也被用于对食品中金属含量的快速无损检测;对于食品中的其他有害化合物如多氯联苯(PCBs)和多环芳烃(PAHs)的检测,GC-MS成为主导技术。
3 结语
在食品产业链复杂性不断增加的背景下,不论是传统方法,还是先进的生物技术,都在确保食品安全方面起到了不可替代的作用。针对具体的食品安全挑战,如微生物、农药残留、食品添加剂和重金属的检测,现代技术的进步,为相关检测部门提供了更为全面的风险评估手段。随着消费者对食品安全和质量日益增长的关注,相关部门持续加以技术创新,成为确保食品安全的关键。未来,相信新的技术将不断涌现,使食品检测更为迅速、准确和便捷。