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食品安全與檢測(cè)分析技術(shù)
閱讀：3048 發(fā)布時(shí)間：2010-11-17隨著自然生產(chǎn)方式的減少，工業(yè)化比重逐漸增加，食品原料在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、加工等過(guò)程中自覺(jué)或不自覺(jué)地會(huì)引入一些污染物，這給食品安全帶來(lái)越來(lái)越多的不安全因素，與食品安全密切相關(guān)的食品污染物，主要包括微生物、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、重金屬等。
食品安全問(wèn)題不但嚴(yán)重影響了國(guó)民的飲食健康，而且阻礙了我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品和食品的出口貿(mào)易，我國(guó)每年都有大批出口食品因農(nóng)藥殘留、添加劑、雜質(zhì)、微生物污染而受到影響或被國(guó)外扣留，這不僅對(duì)人民的健康造成危害，而且對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，有損于我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)的信譽(yù)。因此，降低食品化學(xué)污染程度，防止污染物隨食品進(jìn)入人體，是提高食品安全性的重要環(huán)節(jié)之一。要保障食品安全，只有加強(qiáng)基礎(chǔ)性的食品安全研究，特別是快速檢測(cè)技術(shù)的研究，才能適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)食品安全的要求。
一、影響食品安全的問(wèn)題
1. 農(nóng)藥污染
我國(guó)是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國(guó)，農(nóng)藥的污染和殘留已構(gòu)成對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的嚴(yán)重威脅。有機(jī)氯是我國(guó)zui大規(guī)模使用的農(nóng)藥，其性質(zhì)穩(wěn)定，不易降解，高脂溶性，從1983年開(kāi)始禁止生產(chǎn)和使用，其影響至今沒(méi)有消失。有機(jī)磷農(nóng)藥是我國(guó)現(xiàn)階段使用量zui大的農(nóng)藥，其在環(huán)境中降解快，殘毒低，一般認(rèn)為在食品中的殘留很少，但在某些環(huán)境下也會(huì)有較長(zhǎng)時(shí)間的殘存期，在糧食和經(jīng)濟(jì)作物中存在殘留超標(biāo)現(xiàn)象，特別對(duì)生長(zhǎng)周期短的蔬菜類(lèi)食品，有機(jī)磷農(nóng)藥殘留超標(biāo)現(xiàn)象突出；另外，氨基甲酸酯和擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥是近年發(fā)展較快，用于農(nóng)業(yè)和日常生活的農(nóng)藥，具有、低毒、低殘留的特點(diǎn)，但使用不當(dāng)仍存在嚴(yán)重污染的危險(xiǎn)。
2. 獸藥及飼料添加劑造成的動(dòng)物性食品污染
隨著集約化畜牧業(yè)的發(fā)展，獸藥的使用范圍也在擴(kuò)大，有的藥物如抗生素、磺胺、激素等廣泛用于促進(jìn)肉用畜的生長(zhǎng)，減少發(fā)病率和提高飼料利用率。獸藥的廣泛運(yùn)用，帶來(lái)的不僅是畜牧業(yè)的增產(chǎn)，也帶來(lái)了獸藥的殘留，藥物殘留也是引發(fā)貿(mào)易中非貿(mào)易性技術(shù)壁壘障礙的導(dǎo)火線(xiàn)，歐美各國(guó)之間的牛肉大戰(zhàn)就是因?yàn)閯?dòng)物性食品中藥物殘留引發(fā)的。
3. 重金屬污染
鉛――食品中的鉛污染主要來(lái)自食品生產(chǎn)加工中使用含鉛的化學(xué)添加劑；被鉛金屬污染的容器、包裝材料；工業(yè)三廢；農(nóng)業(yè)中使用含鉛等有害金屬農(nóng)藥等。
汞――人們所吸收的大部分的汞是甲基汞，主要是來(lái)自食用魚(yú)。
砷――砷及其化合物被機(jī)構(gòu)證明為致癌物。由于農(nóng)業(yè)上廣泛使用砷的化合物，特別是含砷農(nóng)藥的使用，使農(nóng)作物含砷量和從土壤中吸收砷的量加大，食用含砷的食品就容易造成中毒。
4. 食品添加劑污染
食品添加劑主要包括：著色劑、防腐劑、漂白劑、保藏劑、甜味劑、發(fā)色劑等，作為食品工業(yè)的重要組成，雖然只在食品中添加0.01％～0.1％，但對(duì)改善食品的色、香、味，調(diào)整食品的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提高食品質(zhì)量檔次，改善食品加工條件，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期等，發(fā)揮著極其重要的作用。但長(zhǎng)期（或超量）食用食品添加劑也會(huì)對(duì)人帶來(lái)危害。
5. 病原微生物及寄生蟲(chóng)污染
沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌、致病性大腸桿菌、李斯特氏菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、肉毒梭菌、耐熱耐酸菌、許多霉菌及其毒素污染以及弓形蟲(chóng)、旋毛蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)蟲(chóng)卵等污染食品。
6. 食品包裝材料
塑料包裝材料：用于食品包裝的塑料本身無(wú)毒，它對(duì)食品的污染來(lái)源于其殘留的單體和一些添加劑。聚乙烯塑料的殘留物主要包括聚乙烯單體乙烯、低聚乙烯，乙烯單體有低毒；聚丙烯塑料殘留物主要是添加劑，由于其易老化，需要加入抗氧化劑和紫外吸收劑等，造成添加劑殘留污染。
紙和紙板包裝材料：紙和紙板包裝材料對(duì)食品的污染來(lái)源于著色劑、上膠劑、漂白劑中所含的甲醛和熒光物質(zhì)、包裝紙中的油墨污染、錫紙包裝中鉛含量超標(biāo)等。
二、食品安全檢測(cè)技術(shù)
1. 樣品前處理
（1） 溶劑萃取法
這是一種zui常用、zui有效的方法，但當(dāng)用溶劑提取樣品中的農(nóng)殘時(shí)，也會(huì)同時(shí)將許多的干擾雜質(zhì)引入分析體系。
（2） 柱層析法
柱層析法在處理基質(zhì)復(fù)雜的樣品時(shí)可以非常有效地將樣品中的被測(cè)組分與干擾組分分離，達(dá)到分離凈化的目的。常用的吸附劑有硅鎂吸附劑、硅酸、活性炭、硅藻土等。
（3） 固相萃取法（SPE）
固相萃取技術(shù)是目前常用的凈化手段。它根據(jù)液相分離、解析、濃縮等原理，使樣品溶液混合物通過(guò)柱子后，樣品中某一組組分保留在柱中，再選擇合適的溶劑把保留在柱中的組分洗脫下來(lái)，從而達(dá)到分離、凈化的目的。
（4） 無(wú)溶劑固相微萃取法（SPME）
SPME方法近幾年來(lái)在環(huán)境樣品的分析中得到了廣泛的應(yīng)用，它無(wú)需使用溶劑，是一種簡(jiǎn)單、快速并且非常有效的樣品前處理手段。
（5） 基質(zhì)固相分散萃?。?/span>MSPDE）
MSPDE是一種嶄新的萃取技術(shù)。其基本操作是將試樣直接與反相填料研磨、混勻制成半固態(tài)裝柱淋洗，是簡(jiǎn)單的提取凈化方法，適用于各種分子結(jié)構(gòu)和極性農(nóng)藥殘留的提取凈化，在蔬菜、水果的農(nóng)藥殘留檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
（6） 超臨界流體萃?。?/span>SFE）
SFE是以超臨界流體代替各種溶劑來(lái)萃取樣品中待測(cè)組分的萃取方法。它是當(dāng)前發(fā)展zui快的分析技術(shù)之一，具有zui快速、節(jié)約溶劑、避免污染、操作方便、安全等優(yōu)點(diǎn)。因此，這一技術(shù)在食品的農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用日益增多
（7） 分子印跡合成受體（MISR）
MISR的原理是首先使擬被印跡的分子或聚合物單體交聯(lián)，再將印跡分子從聚合物中提取出來(lái)，聚合物內(nèi)部就留下了被印跡分子的印跡。分子印跡技術(shù)可用于藥物、激素、蛋白質(zhì)、農(nóng)藥、氨基酸、多肽碳水化合物、輔酶、甾醇、涂料、金屬離子等各種化合物的分離工作。
（8） 生物傳感器技術(shù)
生物傳感器是一類(lèi)以生物材料為敏感識(shí)別元件，將化學(xué)量轉(zhuǎn)化為其他可測(cè)定的物理量（如電流、電壓、光、熱等）的裝置。其特點(diǎn)是集生物化學(xué)、生物工程、電化學(xué)、材料科學(xué)和微型制造技術(shù)為于一體，是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉產(chǎn)物。目前用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)的生物傳感器類(lèi)型有安培型電極、電位型電極、電壓生物傳感器和光纖生物傳感器等。
2. 儀器分析
（1） 氣象色譜（GC）
毛細(xì)管氣象色譜已廣泛應(yīng)用于農(nóng)獸殘分析中。毛細(xì)管柱在分離能力、靈敏度、分析速度以及色譜柱的相對(duì)惰性等方面都比填充柱*，而且操作方便。一次色譜分析可以分離檢測(cè)近300個(gè)組分，分離效率非常高，檢測(cè)限可以達(dá)到ug/kg到ng/kg甚至更低水平，*可以滿(mǎn)足大多數(shù)農(nóng)獸殘分析的要求。
（2） 氣象色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）
氣象色譜與質(zhì)譜的聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)比較成熟。通過(guò)四極桿質(zhì)譜儀的選擇性離子檢測(cè)（SIM）、離子阱技術(shù)的選擇離子儲(chǔ)存技術(shù)（SIS）進(jìn)行污染物的定性。對(duì)低含量、背景干擾嚴(yán)重、難以定性分析的化合物采用串聯(lián)質(zhì)譜非方式分析，可以獲得很好的檢測(cè)效果。其主要特點(diǎn)是在提高分析能力的基礎(chǔ)上提供足夠的結(jié)構(gòu)信息，用于結(jié)構(gòu)的定性。
（3） 液相色譜（HPLC）
對(duì)熱不穩(wěn)定和大分子農(nóng)獸藥殘留特別是獸藥殘留及食品添加劑的分析檢測(cè)方面，液相色譜得到了廣泛的應(yīng)用。
（4） 液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）
現(xiàn)在，一種熱噴霧和粒子流式接口技術(shù)把LC和MS聯(lián)接起來(lái)，成功地用于分析那些對(duì)熱不穩(wěn)定、分子量較大而難以用GC-MS分析的化合物。LC-MS具有良好的靈敏度和選擇性、幾乎通用的多殘留檢測(cè)能力，以及進(jìn)行陽(yáng)性結(jié)果的在線(xiàn)確證和簡(jiǎn)化樣品檢測(cè)前凈化過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)。
（5） 超臨界流體色譜（SFC）
典型的SFC流程主要包括3個(gè)部分：高壓流動(dòng)相輸送系統(tǒng)、色譜分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)。SFC彌補(bǔ)了GC 和HPLC各自的不足，適用于分析熱不穩(wěn)定而HPLC又不易分析的化合物。許多在GC或HPLC上需要經(jīng)過(guò)衍生化才能分析的農(nóng)藥，都可以用SFC直接測(cè)定。
（6） 酶免疫分析（EIA）
免疫分析法是以抗原和抗體特異性結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。農(nóng)藥殘留檢測(cè)中zui常用的是酶免疫法（EIA）。IEA具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、方便快速、分析容量大、分析成本低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
（7） 毛細(xì)管電泳（CE）
CE的工作原理是使用毛細(xì)管柱內(nèi)的不同帶電粒子在高壓場(chǎng)作用下以不同的速度在背景緩沖液中定向遷移，從而進(jìn)行分離。具有靈敏度高、耗資少、樣品消耗量很小、分離柱效高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
（8） 生物傳感器
近些年，利用農(nóng)藥對(duì)靶標(biāo)酶（如乙酰膽堿酯酶）活性的抑制作用研制的酶?jìng)鞲衅?，以及利用農(nóng)藥與特異性抗體結(jié)合反應(yīng)研制的免疫傳感器，在食品殘留農(nóng)藥的檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。目前，生物傳感器存在的主要問(wèn)題是結(jié)果的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和使用壽命。
3. 快速檢測(cè)方法
（1） 微生物的快速檢測(cè)方法
a、 即用型紙片法
b、 選擇、鑒定用培養(yǎng)基法
在培養(yǎng)基中加入特異性的生化反應(yīng)底物、抗體、熒光反應(yīng)底物、酶反應(yīng)底物等，可使目標(biāo)培養(yǎng)物的選擇、分離、鑒定一次性完成。
c、 免疫學(xué)技術(shù)
免疫學(xué)技術(shù)通過(guò)抗原和抗體的特異性結(jié)合反應(yīng)，再輔以免疫放入技術(shù)來(lái)鑒別細(xì)菌。免疫方法的優(yōu)點(diǎn)是樣品在進(jìn)行選擇性增菌后，不需要分析，即可采用免疫技術(shù)進(jìn)行篩選，因此節(jié)約人力時(shí)間，滿(mǎn)足快速檢測(cè)的要求。
d、 生物化學(xué)技術(shù)
PCR技術(shù)——PCR技術(shù)采用體外酶促反應(yīng)合成特異性DNA片段，再通過(guò)擴(kuò)增產(chǎn)物來(lái)識(shí)別細(xì)菌。由于PCR靈敏度高，理論上可以檢出一個(gè)細(xì)菌的拷貝基因，因此在細(xì)菌的檢測(cè)中只需短時(shí)間增菌甚至不增菌，即可通過(guò)PCR進(jìn)行篩選，節(jié)約了大量時(shí)間。
基因探針技術(shù)——基因探針技術(shù)利用具有同源性序列的核酸單鏈在適當(dāng)條件下互補(bǔ)形成穩(wěn)定的DNA-RNA或DNA-DNA鏈的原理，采用高度特異性基因片段制備基因探針來(lái)識(shí)別細(xì)菌。
（2） 農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)
a、 酶免疫分析技術(shù)
免疫分析是基于抗原抗體特異性識(shí)別和結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。應(yīng)用免疫學(xué)進(jìn)行農(nóng)殘快速檢測(cè)的研究非?；钴S，尤其酶免疫分析技術(shù)取得較大進(jìn)展，此方法靈敏度高，特異性強(qiáng)、成本低、簡(jiǎn)便快速、自動(dòng)化程度高、檢測(cè)方法多樣和安全。已研制出幾十種農(nóng)藥的酶免疫檢測(cè)試劑盒，包括有機(jī)磷、氨基甲酸酯類(lèi)、硫代氨基甲酸酯類(lèi)、有機(jī)氯類(lèi)、三嗪類(lèi)、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)及酰胺類(lèi)等。
b、 酶活性抑制技術(shù)
乙酰膽堿酯酶水解后，水解產(chǎn)物可與顯色劑反應(yīng)產(chǎn)生顏色，有機(jī)磷及氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥對(duì)乙酰膽堿酯酶的特異性抑制作用，使它不能水解，從而無(wú)顯色反應(yīng)。依據(jù)此原理，已研制出多種方法，如速測(cè)卡法、速測(cè)片法、農(nóng)藥殘留分光光度法、電化學(xué)生物傳感器法。目前市場(chǎng)上應(yīng)用zui多的是農(nóng)藥速測(cè)卡法，此方法操作簡(jiǎn)便、不需要配制試劑、不需要儀器、產(chǎn)品攜帶方便，特別適合用于對(duì)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)上的蔬菜進(jìn)行初篩。
c、 化學(xué)方法
有機(jī)磷農(nóng)藥（磷酸酯、二硫代酸酯、磷酰胺）在金屬離子催化作用下水解為磷酸與醇，水解產(chǎn)物與顯色劑反應(yīng)，使顯色劑的紫紅色褪去變成無(wú)色。本方法的優(yōu)點(diǎn)是使用化學(xué)反應(yīng)，避免了因使用酶而不穩(wěn)定、不易保存等問(wèn)題。
（3） 毒素、獸藥殘留的快速檢測(cè)
a、 酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法（ELISA）
ELISA測(cè)定法是利用標(biāo)記物的酶催化底物的顯色反應(yīng)來(lái)反映抗原抗體的結(jié)合過(guò)程，將酶催化底物的靈敏性和抗原抗體的特異性相結(jié)合。該法的優(yōu)點(diǎn)是：可以通過(guò)顏色來(lái)快速做定性結(jié)果分析，特異性強(qiáng)、靈敏度高，酶標(biāo)板上一次可做多份樣品檢測(cè)。
b、 免疫親和柱技術(shù)
生物大分子具有能和某些相對(duì)應(yīng)的專(zhuān)一分子可逆結(jié)合的特點(diǎn)，這種結(jié)合是專(zhuān)一的，而且又是可逆的。當(dāng)把可親和的一對(duì)分子的一方固定在固定相時(shí)，另一方隨流動(dòng)相流過(guò)固定相，雙方即專(zhuān)一性地結(jié)合成復(fù)合物，然后利用親和吸附劑的可逆性，通過(guò)特定的洗脫劑洗脫，可以達(dá)到分離、純化與固定相有特異親和能力的某種物質(zhì)，然后用熒光計(jì)、紫外線(xiàn)燈作為檢測(cè)工具進(jìn)行分析。
（4） 金屬毒物的快速檢測(cè)
a、 微波溶樣技術(shù)
金屬與一些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)毒物是小分子物質(zhì)，不可能象微生物一樣用免疫技術(shù)或分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，它們主要是應(yīng)用化學(xué)方法來(lái)檢測(cè)。微波溶樣技術(shù)與快速分析儀器相結(jié)合使食品中金屬毒物的快速檢測(cè)得到了新的發(fā)展，微波溶樣的優(yōu)點(diǎn)是分解樣品速度快、消化試劑用量少、待測(cè)物不易揮發(fā)、消化溫度低、空白值低。
b、 試紙比色法
試紙比色法就是把化學(xué)反應(yīng)從試管中移到濾紙上，其本質(zhì)都是利用迅速產(chǎn)生明顯顏色變化的化學(xué)反應(yīng)定性或定量檢測(cè)待測(cè)物，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，進(jìn)行目視定性或半定量分析。