◎ 吳月

（煙臺大學，山東 煙臺 264005）

1 食品進行安全檢測的必要性

食品安全是人民生命健康的重要保障，而食品安全檢測則是確保食品安全的有效手段之一。食品安全檢測的重要性在于可以發(fā)現食品中可能存在的各種危害人體健康的化學或生物污染物，避免疾病的發(fā)生。在現代食品加工生產中，由于加工流程和食品來源的復雜性，很容易引發(fā)安全問題，食品安全檢測能夠及時發(fā)現和識別食品中的污染物，對檢出的污染樣品進行定性和定量分析，以判斷其是否符合國家食品安全標準，從而保障人民群眾的飲食安全。同時，可以提高食品生產企業(yè)的質量管理能力，增強企業(yè)的市場競爭力。只有加強食品安全檢測，嚴格落實食品安全監(jiān)管責任，才能保障人民群眾的身體健康，維護社會和諧穩(wěn)定[1]。

2 電化學傳感器的基本原理

電化學傳感器是一種利用電化學反應原理進行定量或定性檢測的儀器。它可以通過測量化學反應的電流或電勢的大小來檢測被測物質的濃度或種類。電化學傳感器以電極為關鍵部件，分為工作電極、參比電極和計量電極3 種類型。其中，工作電極直接與被測液體接觸，與被測物質發(fā)生氧化還原或酸堿反應；參比電極提供一個穩(wěn)定的電位作為參考；計量電極使用特定的反應作為比例的電極。被測物質與電極發(fā)生反應，導致電極電位或電流發(fā)生變化。根據反應類型不同，電極電位或電流值也會有所變化，從而推算出被測物質成分的含量或種類。電化學傳感器廣泛應用于工業(yè)、環(huán)境、醫(yī)藥和食品等領域。

3 電化學傳感器的種類

電化學傳感器是一種將化學反應轉換為電信號的裝置，根據其測量原理和結構特點的不同，可以分為氣體傳感器、生物傳感器、電解質傳感器、光電化學傳感器以及熱電化學傳感器。其中生物傳感器是利用生物識別元件（如酶、抗體等）對特定分子進行識別和測量；電解質傳感器是利用電極與被測物質之間的電位差或電流關系測量被測物質的性質和濃度；熱電化學傳感器是利用熱電效應將溫度變化轉化為電壓信號，通過測量電信號得到被測物質的信息。食品檢測是一個復雜的過程，需要多項工作結合起來共同完成。

4 食品安全研究中幾種測量方法的比較

食品安全是一個重要的話題，保障食品安全需要進行各種研究。在這些研究中，經常需要對食品樣品進行檢測和分析，以了解其是否存在某些有害物質或者是否符合相關標準。不同的檢測方法有不同的適用范圍及其優(yōu)缺點，下面將對幾種常見的測量方法進行簡單介紹和對比。

高效液相色譜法（HPLC）。是一種廣泛應用的分離和檢測技術，可以應用于食品中殘留農藥、獸藥、有害物質等的定量分析。該方法檢測靈敏度高、準確性高，而且可以同時檢測多種化合物，但是需要樣品前處理較為復雜，且儀器設備價格較高。

氣相色譜法（GC）。是一種通過分離和檢測揮發(fā)性有機化合物的技術，可應用于食品中揮發(fā)性物質以及脂肪酸、香料等的檢測。該方法檢測靈敏度高、分離效果好，且能夠快速確定化合物結構，但是無法檢測非揮發(fā)性物質。

原子吸收分光光度法（AAS）。是一種分析樣品元素含量的技術，可應用于食品中微量元素、重金屬等有害物質的測量。該方法對某些元素具有高選擇性和靈敏度，但需要對樣品進行高溫灼燒處理，同時樣品的基質影響較大。

同位素示蹤法（ITT）。是一種先給予動植物特定同位素標記，然后再通過檢測標記在其體內所產生的代謝物以達到對食品成分和追溯來源的目的。該方法適用于復雜混合樣品的檢測，且能夠提供有關食品生產、加工和儲存的實用信息。

與這些傳統(tǒng)的檢測方法相比，生物傳感器靈敏度高、選擇性高。生物傳感器能夠檢測到非常微小的待檢測成分，其靈敏度可達到ppm 級別并且可以通過固定化特定的生物識別元件實現對特定物質的檢測，避免了與其他物質的干擾。此外，生物傳感器還具有即時檢測的特點，能夠幫助人們及時發(fā)現食品中的有害物質，并采取相應的措施。另外，其不需要樣品前處理，操作簡單易行，能夠大大降低檢測成本，提高檢測效率。

不同的測量方法在食品安全研究中各有優(yōu)缺點。選擇合適的方法需要根據分析目的、樣品特性、實驗條件等方面進行考慮。生物傳感器在食品安全檢測中具有廣闊的應用前景，但還需在穩(wěn)定性、再生性等方面進一步改進。

5 電化學傳感器在食品檢測領域中的應用

5.1 農藥殘留檢測技術

農產品作為人類主要的食物來源，農藥的大量使用成為提升農產品產量的一個重要手段。由于農藥的過量使用造成市場上許多農產品中的農藥殘留超標，對人類健康產生了極大的威脅，并對自然環(huán)境也造成了污染。近年國內農產品質量安全問題事件屢見不鮮，農藥殘留問題已經引起社會各界的廣泛關注。以往常規(guī)的農藥殘留檢測方法不僅費用昂貴而且費時費力，因此，電化學檢測農藥殘留這一方法應運而生。針對不同類型的農藥，電化學傳感器檢測也已經提出了相應的檢測方法。

針對有機磷農藥的檢測，閔紅等構建了2 類新型復合納米材料修飾的有機磷農藥傳感器。其中，電流型乙酰膽堿酯酶生物傳感器采用Au-Fe3O4納米粒子修飾的酶傳感器，具有響應速度快、檢測靈敏度高等優(yōu)點；利用有機磷農藥對乙酰膽堿酯酶的抑制作用對有機磷農藥敵敵畏進行了檢測，檢測限達到4.0 × 10-13mol·L-1[2]。

針對有機磷農藥的定量分析，苗珊珊等利用納米材料和過氧化氫對魯米諾發(fā)光體系的增敏作用，成功構建了電致化學發(fā)光酶生物傳感器，為環(huán)境介質中有機磷農藥的痕量殘留分析提供了新的手段和方法。將其用于卷心菜中有機磷農藥的殘留分析，4 種農藥的加標回收率在77.60%～108.43%，相對標準偏差在1.78%～11.14%，符合農藥殘留檢測的標準[3]。

針對不同類型的農藥殘留問題，相應的檢測方法會逐步健全，這些方法都具有各自的特點和優(yōu)勢，在實際應用中可以根據需要進行選擇。

5.2 獸藥殘留檢測技術

肉類食品是人類食物的重要組成部分，近年我國養(yǎng)殖業(yè)日漸趨于企業(yè)化、規(guī)?；?。因此，在使用獸藥防范畜養(yǎng)物成批次傳染疾病成為保障畜牧業(yè)健康發(fā)展的重要措施，獸藥中有害物質的殘留也成為近年備受關注的民生問題。而國內以HPLC、GC-MS為代表的儀器分析技術無法滿足快速檢測精準測量的安全需求[4]。如何快速精準地檢測動物源性食品中獸藥成分的殘留成為重要的發(fā)展方向。

李鋒的研究使用絲網印刷技術制備了一次性電極，通過循環(huán)伏安掃描方法對電極進行了掃描，結果顯示不同絲網印刷電極間的SD 為0.003，CV 為0.17%。使用紫外光引發(fā)快速聚合技術制備了針對3 種獸藥（氯霉素、己烯雌酚和沙丁胺醇）的分子印跡物。通過Langmuir 等溫吸附方程和Langergen 準二級動力學方程研究了分子印跡物針對目標分子的吸附學特征，并使用電化學傳感器進行了獸藥（氯霉素、己烯雌酚和沙丁胺醇）的實際檢測評估。標準曲線顯示，在一定濃度范圍內，3 種獸藥的檢測結果具有良好的線性關系，并且檢出限、回收率分別在特定范圍內。這些研究表明，所制備的分子印跡物可以作為電化學傳感器的敏感元件材料，在食品安全監(jiān)測領域有很大的應用前景[5]。

5.3 食品添加劑檢測技術

食品添加劑是為了改善食品的色、香、味等感官特征，或者為了滿足食品防腐和加工需要而加入的化合物或天然物質。當前使用的食品添加劑種類繁多，主要包括起泡劑、抗氧化劑、防腐劑、著色劑、增稠劑、甜味劑等。

抗氧化劑是防止食品因氧化作用而腐敗的食品添加劑。常用的人工合成酚類抗氧化劑包括丁基羥基茴香醚、叔丁基氫醌和沒食子酸丙酯等[6]，它們被添加到食品中能夠有效防止食品腐敗，延長食品保質期。研究發(fā)現，長期攝入含有抗氧化劑的食品會導致體內營養(yǎng)元素缺乏，一些抗氧化劑在人體內分解還會產生多種有毒有害物質，同時某些抗氧化劑會對人體內的菌群產生不良影響。因此，實現準確檢測抗氧化劑對保護人類身體健康以及食品安全領域的發(fā)展具有重要意義。

目前，傳統(tǒng)的抗氧化劑檢測方法主要包括高液相色譜、氣相色譜和紫外可見光譜分析。然而，這些方法存在許多缺點，如預處理時間長、儀器昂貴、操作復雜、需要專業(yè)的操作人員和檢測時間過長等。因此，研究人員采用各種納米材料修飾電極，結合分子印跡技術構建了分子電化學傳感器，實現了對丁基羥基茴香醚、叔丁基氫醌和沒食子酸丙酯等幾種食品添加劑的靈敏、快速檢測[7]。這些新型的分子電化學傳感器具有良好的再現性、穩(wěn)定性和重復性，并且在實現對目標分子特異性檢測的同時，均表現出較寬的線性檢測范圍和較低的檢測限制[8]。

6 結語

隨著科技的發(fā)展，人類社會正變得和以往任何時期都不同，但是健康的飲食是人類繁衍發(fā)展的必要條件。當前食品檢測行業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)，如樣本處理和分析過程中的復雜性、快速檢測技術的開發(fā)等。然而，電化學傳感器作為一種快速、靈敏、可靠的檢測工具，已經被廣泛用于食品檢測中，并取得了良好的應用效果，成為食品檢測領域的重要工具，為人類的食品安全保駕護航。