光譜技術在食品安全檢測中的應用

鄒水 解新周

近年來，發生了“三鹿奶粉”事件等食品安全問題，使得食品安全問題越來越受到人們的關注。拉曼光譜技術可以分析食品試樣中的化學鍵與鍵能、判定試樣中成分，并可以定量分析各成分的含量。同時，拉曼光譜分析技術具有操作方面、價格便宜、不損傷樣品等特點，在食品安全檢測方面具有較高的利用價值。表面等離子體共振技術可以檢測食品微生物、檢測食品中過敏源、檢測食品中的添加劑等。相對于傳統的液相色譜法、色譜質譜聯通法等檢測方法，等離子體共振技術具有操作簡便、結果準確的優點。

現階段食品安全問題及食品安全技術研究現狀

食品安全問題現狀。食品安全問題一直是國內外最為關心的話題之一，特別是在前不久國內外發生了幾起重大的安全事件，如羅馬尼亞的“僵尸肉”，德國慕尼黑的含有農藥殘留物草甘膦的啤酒，加拿大的含有肉毒桿菌的肉腸，印度的毒面包，我國的用醫療廢棄物回收利用制成的一次性餐具等，這使得食品安全問題再次進入人們的視野。據調查，在當前世界范圍內，大部分的工業國都存在食品安全問題，而且其中大多數食品安全問題都將引發疾病。我國的經濟實力不斷發展，人民生活水平不斷提高，人們對環境衛生與食品安全的要求也越來越高，食品安全已經成為了衡量國民生活質量的重要指標。

食品安全技術現狀。日前，國內食品安全檢測設備、檢測技術相對落后，不能滿足人民群眾對食品安全檢測的要求。我國目前正處于經濟轉型時期，經濟快速發展的同時也會存在一些問題，例如會有一些黑心商人、不法分子為了追求經濟利益，忽視食品安全問題，置他人的生命財產安全于不顧，在食品中添加化學試劑、藥劑等。而且現有的檢測設備、技術可能對之不能進行有效的測定，使得人民的生命財產安全受到威脅。

表面增強拉曼光譜技術在食品檢測中的應用

表面增強拉曼光譜技術。表面增強拉曼光譜主要是利用金屬元素表面來吸附操作樣品分子來實現拉曼增強。一般情況下，樣品分子會被吸附于貴金屬顆粒表面，例如金、銀、銅等。被吸附后的樣品分子的拉曼光譜強度會比吸附前的樣品分子的拉曼光譜強度強百倍。其原理主要是：由于被吸附的化合物的表面等離子被激發后，使得電磁增強，并使粗糙表面的原子簇同吸附在上層的分子結構形成拉曼增強活性點。同時，這兩種增強作用是協同增強。實驗表明，表面增強拉曼光譜技術在食品檢測方面要比非增強拉曼光譜、傅里葉拉曼光譜的實測效果要好。

表面增強拉曼光譜技術在食品檢測中的應用。食品中的主要成分是多糖類化合物、脂質、蛋白質、水等。常規的檢測方法有氣相色譜、液相色譜、質譜、生物檢測等。這些傳統的檢測方法一般操作起來都較為復雜、且會在一定程度上損害樣品。而表面增強拉曼光譜技術操作簡便、成本較低、對目標樣品無損、可以探測分子振動及轉動特征峰值，對目標樣品的狀態也無太高要求，可以是固相也可以是液相。因此，其在試樣化學結構及衍生結構的檢測方面相對于傳統的檢測方法具有明顯的優勢。

表面等離子體共振光譜技術在食品安全方面的應用

表面等離子共振技術。在激勵光照射到樣品的貴金屬納米顆粒或金屬表面后，會造成金屬表面的價電子集體震蕩，如果激發光頻域較寬，則同電子集體震蕩頻率相同的激發光會被大量吸收與散射，并出現LSPR現象。在試樣的吸收、散射光譜中就會出現相應的峰值。不同的金屬材料會有不同的納米顆粒特殊峰值，相同的金屬不同的形狀也會形成不同的峰值。一般情況下，SPR生物傳感器由棱鏡、生物分子、金屬轉換膜等構成。金屬膜上偶聯氨基，并通過化學手段與生物分子之間進行鏈接，產生不同基型表面，再與加入的樣品分子結合。分子質量影響著金屬層與棱鏡結合處的折射率，從而在檢測器上得到生物分子間相互作用的特異波形。

表面等離子體共振技術在食品安全檢測方面的應用。首先是表面等離子體共振技術在食品微生物中的檢測。食源性疾病是我國食品安全問題中的重要問題之一，微生物則是其產生的根本原因。相對于傳統的液相色譜法、色譜質譜聯通法等檢測方法，等離子體共振技術具有操作簡便、結果準確的優點。其次，是其對食品中過敏源的檢測，食品過敏輕則影響我們的健康，重則可能危機我們的生命，表面等離子體共振技術可以對食品中的過敏源進行檢測且檢測限較低。最后是其對食品中添加劑的檢測，采用等離子體共振技術可實現對嬰兒配方奶粉中的B12素進行檢測。

當前，食品安全監控主要向著兩個方向發展，首先是安全衛生指標限量值呈現出下降的趨勢，但檢測科目增加，超痕量污染物的檢測種類增加；其次是檢測速度愈來愈惡快、通量及便攜程度愈來愈高。本文著重介紹了表面增強拉曼光譜技術及表面離子體共振技術在食品安全檢測中的應用。

（作者單位：國家農業標準化監測與研究中心（黑龍江））