食品檢測分析技術(shù)在食品安全中的作用

籍瑞芳 梁艷

摘 要：隨著全球化進程的不斷推進，食品供應鏈變得更加復雜。食品往往要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)才能到達消費者手中，這增加了食品安全風險。食品安全是保障人們的身體健康和生命安全的前提，而食品檢測技術(shù)是實現(xiàn)食品安全的重要工具，本文詳細討論了食品檢測分析技術(shù)在食品安全中的應用。

關鍵詞：食品檢測；食品安全；應用價值

Abstract： As globalization continues， the food supply chain has become more complex. Food often has to go through multiple stages before reaching consumers， which increases the risk of food safety. Food safety is a prerequisite for ensuring people's physical health and life safety， and food testing technology is an important tool for realizing food safety. This paper discusses in detail the application of food testing and analysis technology in food safety.

Keywords： food testing; food safety; application value

食品檢測分析技術(shù)可用于檢測分析食品樣品的物理、化學、生物學特性和成分。隨著人們食品安全意識的增強和食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，食品檢測技術(shù)正向快速、自動化和智能化方向發(fā)展。盡管食品檢測技術(shù)取得了許多進展，但食品樣品的復雜性和品種多樣性使得樣品的處理較為煩瑣，可能影響檢測結(jié)果的可靠性。因此，需要集中不同領域?qū)＜业闹R及經(jīng)驗，以促進食品檢測技術(shù)的創(chuàng)新。

1 食品檢測分析技術(shù)的類型

1.1 化學分析

元素分析用于測定食品樣品中的元素含量。按照對人體健康的影響，元素可分為營養(yǎng)元素和有害元素。營養(yǎng)元素如食品中鈉、鈣、鐵、鋅等人體所需的礦物質(zhì)，可采用元素分析法對不同營養(yǎng)元素含量進行分析來衡量食品的營養(yǎng)價值。此外，元素分析也用于檢測食品中的有害元素，如鉛、汞、鎘和砷等在自然界中廣泛存在的重金屬元素。通常使用原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、原子熒光光譜法等具有高靈敏度、高準確性的現(xiàn)代技術(shù)測定食品中營養(yǎng)元素或有害元素的含量[1]。

1.2 生物學分析

1.2.1 微生物檢測

微生物檢測主要用于尋找和鑒定食品中可能存在的有害微生物，包括細菌、病毒、酵母和霉菌等。在食品工業(yè)中，微生物檢測是一個重要的質(zhì)量控制工具。嚴格的微生物檢測可以確保乳制品、飲用水、罐頭食品等的衛(wèi)生質(zhì)量，提高產(chǎn)品的安全性和可靠性。此外，對發(fā)酵食品如釀酒、面包等進行微生物檢測，可以優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品的品質(zhì)和口感。主要依據(jù)待檢食品樣品的性質(zhì)和需要檢測的微生物類型選擇微生物檢測方法。傳統(tǒng)的檢測方法包括培養(yǎng)計數(shù)法和顯微鏡檢查，這些方法的結(jié)果準確可靠，但操作復雜，耗時較長。近年來，分子生物學技術(shù)如聚合酶鏈式反應技術(shù)、酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)和基因測序技術(shù)等在微生物檢測中得到越來越廣泛的應用，這些技術(shù)不僅可以提高檢測的靈敏度和準確性，還能夠縮短檢測時間。

1.2.2 轉(zhuǎn)基因食品檢測

隨著生物科技的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)已廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)主要用于識別食品是否來源于轉(zhuǎn)基因作物，及其所含轉(zhuǎn)基因成分的具體種類和含量，能夠滿足公眾對食品來源信息的了解需求，保障消費者的知情權(quán)，并為轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)管提供技術(shù)支持[2]。轉(zhuǎn)基因食品檢測常采用的方法為酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)，該技術(shù)可應用于食品中轉(zhuǎn)基因蛋白含量的檢測。

1.3 物理分析

1.3.1 紅外光譜技術(shù)

紅外光譜技術(shù)基于物質(zhì)對紅外光的吸收特性來檢測食品中的各種成分。紅外光譜技術(shù)分為近紅外光譜技術(shù)和傅立葉變換紅外光譜技術(shù)，近紅外光譜技術(shù)主要用于食品成分的快速定性和定量分析，如蛋白質(zhì)、脂肪、水分和糖等，廣泛應用于谷物、乳制品、肉類和水果等食品的檢測。傅立葉變換紅外光譜技術(shù)則可以提供更詳細的分子振動信息，用于定性分析和結(jié)構(gòu)解析，如識別食品中的添加劑和污染物，鑒別食品的真假和識別食品產(chǎn)地等。

1.3.2 核磁共振技術(shù)

核磁共振技術(shù)是一種非破壞性的食品檢測分析方法，利用原子核在外加磁場中的特性，獲取物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息來確定物質(zhì)種類和數(shù)量。核磁共振技術(shù)可以提供食品成分的定性和定量信息，包括有機物、無機物和生物活性物質(zhì)等。此外，該技術(shù)還能識別和測量復雜成分（如脂肪、糖類、蛋白質(zhì)等），甚至探測微量元素和添加物。核磁共振技術(shù)對多種復雜成分的鑒別、檢測和食品質(zhì)量評價都具有高應用價值。核磁共振技術(shù)不改變樣品的物理和化學性質(zhì)，并減少了樣品處理過程中引入的誤差，提高了檢測結(jié)果的可靠性。此外，核磁共振技術(shù)還可實時在線監(jiān)測食品加工過程，確保食品質(zhì)量穩(wěn)定。

2 食品檢測分析技術(shù)在食品安全中的應用

2.1 食品中霉菌毒素的檢測

食品中的霉菌及其產(chǎn)生的毒素如超出安全限量，可能對人體健康造成急性或慢性傷害，甚至威脅生命。黃曲霉毒素廣泛存在于谷物、堅果、豆類和葡萄等食品中，長期攝入含有高水平黃曲霉毒素的食品會導致中毒。傳統(tǒng)的檢測食品中黃曲霉毒素的方法如色譜法和免疫分析法準確度高但操作復雜、耗時長，不適合大規(guī)模快速檢測[3]。相比之下，新型食品檢測分析技術(shù)如基于生物傳感器和納米材料的檢測技術(shù)具有操作簡便、檢測速度快和靈敏度高等優(yōu)點，能夠滿足食品安全監(jiān)管的需求。

此外，新型食品檢測分析技術(shù)還可以實現(xiàn)食品的定量檢測。例如，熒光免疫分析是一種將免疫學和熒光技術(shù)巧妙結(jié)合的生物化學檢測技術(shù)，廣泛應用于食品檢測中，通過設計特定的抗體來識別目標食品并與之結(jié)合，形成抗原-抗體復合物。為了對復合物進行標記和檢測，使用熒光分子標記的抗免疫球蛋白，通過識別、結(jié)合已與目標結(jié)合的抗體Fc部位。當樣品中含有目標物質(zhì)時，復合物會產(chǎn)生熒光標記，熒光強度與目標物質(zhì)的含量呈正相關關系，因此可以通過熒光信號的強弱來定量檢測樣品中目標物質(zhì)的含量。熒光免疫分析技術(shù)具有高靈敏度和高特異性，能夠在食品樣品中快速、準確地檢測到微量的目標物質(zhì)，幫助食品監(jiān)管機構(gòu)和食品生產(chǎn)企業(yè)做出科學合理的決策，以保障食品安全，減少食品中毒事件的發(fā)生。

2.2 食品中重金屬的檢測

重金屬積累是威脅環(huán)境和食品安全的重要因素。重金屬難以在自然環(huán)境中降解，會長期積累在土壤或水中，并進入植物體內(nèi)。植物是食物鏈的起始環(huán)節(jié)，吸收土壤或水中的重金屬，并在食用部分富集，動物或人類食用含有重金屬的植物食物時，重金屬會進入體內(nèi)，對健康構(gòu)成威脅。長期攝入過量重金屬可能對心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟等器官造成損害，引發(fā)急性或慢性中毒。因此，監(jiān)測食品中的重金屬含量，特別是植物食物中的積累情況，對確保食品安全和公眾健康至關重要。研究者和監(jiān)管機構(gòu)需關注重金屬積累問題，并利用科學手段評估食品中的重金屬含量。其中，原子吸收光譜法是一種基于物理化學原理的檢測技術(shù)，通過分離和提取食品中的重金屬元素，并在高溫環(huán)境中進行原子化，重金屬元素原子會吸收特定波長的光導致光強度減弱，根據(jù)減弱程度可推斷重金屬含量[4]。

2.3 食品中農(nóng)藥殘留檢測

農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中必不可少的工具，能夠有效地控制病蟲害，保障農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。然而，由于農(nóng)藥的穩(wěn)定性和持久性，施用后會在農(nóng)產(chǎn)品上形成殘留。農(nóng)作物表面具有細小的毛細結(jié)構(gòu)，農(nóng)藥分子容易吸附在上面，難以被清洗或沖刷掉。同時，農(nóng)藥分子也可以滲透到農(nóng)作物內(nèi)部，并在植物體內(nèi)進行轉(zhuǎn)運和積累。長期攝入帶有農(nóng)藥殘留的食品可能導致急性或慢性中毒，并對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等產(chǎn)生負面影響。為了確保農(nóng)產(chǎn)品符合安全標準，需要按照產(chǎn)品說明書和農(nóng)藥標準合理使用農(nóng)藥，并對農(nóng)產(chǎn)品進行適當?shù)那逑春皖A處理，以減少農(nóng)藥殘留。因此，食品中的農(nóng)藥殘留檢測是食品安全監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代食品分析技術(shù)如高效液相色譜法、氣相色譜法、液相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等可以用來測定農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的含量[5]。其中，高效液相色譜法是一種基于物質(zhì)在液相流動中不斷分配和交換的分析技術(shù)，通過高壓泵推動樣品混合物通過色譜柱，從而實現(xiàn)目標化合物的快速分離和定量檢測。在使用高效液相色譜法進行農(nóng)藥殘留檢測時，需要選擇具有代表性的農(nóng)產(chǎn)品樣品，并進行樣品處理，包括提取、凈化和濃縮等步驟，以降低干擾物質(zhì)的含量，從而提高檢測的準確性和可靠性。樣品經(jīng)過色譜柱分離后，使用檢測器進行農(nóng)藥化合物的定量檢測，常用的檢測器包括紫外/可見光檢測器和質(zhì)譜檢測器。

2.4 病原體的檢測

食源性病原體能夠在食品中生長、繁殖或存活，并通過食品傳播給人類，對公共健康構(gòu)成了嚴重威脅，根據(jù)病原體的類型大致劃分為細菌、病毒、寄生蟲和真菌4類。細菌包括沙門氏菌、李斯特菌、大腸桿菌等；病毒主要包括諾如病毒和肝炎A病毒；寄生蟲通常指弓形蟲和各種腸道寄生蟲；真菌主要指霉菌和酵母菌。病原體通常存在于土壤、水、空氣和動物中，通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品加工和儲存過程中的污染而進入食品中。食源性病原體會誘發(fā)食源性疾病，如食物中毒和各種腸道疾病。例如，感染沙門氏菌會導致惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀，嚴重時甚至可以引起敗血癥和威脅生命；諾如病毒是導致急性胃腸炎的主要原因；肝炎A病毒通過被污染的食物或水傳播，可引發(fā)肝炎。因此，對食品中的病原體進行有效檢測和控制是食品安全管理的關鍵，常用微生物學培養(yǎng)法、分子生物學檢測法等進行病原體檢測。

例如，聚合酶鏈反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）能在體外擴增特定DNA片段或RNA片段，可用于食源性病原體的檢測。該技術(shù)的發(fā)展為分子生物學、醫(yī)學診斷和食品安全領域等帶來革命性的影響。PCR的基本原理是通過加熱和降溫循環(huán)，使DNA模板序列在體外不斷地復制，從而快速擴增目標DNA片段。該過程需要DNA聚合酶、兩個特異性引物（即DNA片段的起始序列）以及4種核苷酸（A、T、C、G）作為反應材料。在運用PCR技術(shù)進行食品病原體檢測時，首先需要從食品樣品中采集病原體并進行細菌裂解和核酸提取，以獲取病原體的DNA，接下來設計可與目標病原體DNA特異性結(jié)合的引物（一小段DNA）。之后，樣品中的病原體DNA將與引物特異性結(jié)合，并在加入DNA聚合酶的條件下進行多輪的體外擴增，每一輪PCR循環(huán)包括DNA的變性、引物的結(jié)合和DNA的擴增，使目標病原體DNA序列增加，將PCR擴增后的產(chǎn)物運用凝膠電泳技術(shù)進行分析，判斷樣品中是否存在目標病原體，完成病原體的檢測和鑒定。

3 結(jié)語

應用食品檢測分析技術(shù)對食品的安全性進行檢測，可防止食源性疾病的發(fā)生，確保消費者身體健康不受影響，降低醫(yī)療保健的壓力，避免食源性疾病導致的經(jīng)濟損失，同時保護消費者對食品安全的信心。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，新型食品檢測技術(shù)如基于納米技術(shù)的傳感器和生物技術(shù)的檢測方法，將提供更快速、更敏感和更精確的檢測結(jié)果。同時，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應用，將可以有效分析和處理食品安全數(shù)據(jù)、預測食品安全風險，為食品安全管理提供更科學、更精確的決策依據(jù)。食品檢測分析技術(shù)的持續(xù)進步，將在保障食品安全、促進社會經(jīng)濟發(fā)展，以及維護消費者權(quán)益等方面發(fā)揮更大作用。

參考文獻

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