摘 要：本文全面介紹了食品安全問(wèn)題的重要性以及常規(guī)食品檢測(cè)技術(shù)和快速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。常規(guī)食品檢測(cè)技術(shù)包括化學(xué)分析法、儀器分析法和微生物檢測(cè)法，而快速檢測(cè)技術(shù)包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)、免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)、生物傳感技術(shù)和基于成像的檢測(cè)技術(shù)。此外，針對(duì)快速檢測(cè)技術(shù)常見的問(wèn)題，本文提出了相應(yīng)的解決方案，為食品安全監(jiān)測(cè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：食品安全；快速檢測(cè)技術(shù)；聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)；免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)；生物傳感技術(shù)

Application of Rapid Detection Technologies in Food Testing

LI Dan， WANG Jianchao， LONG Jiao， WANG Minghai， SUN Yu

（Xixiang County Food and Drug Inspection and Testing Center， Xixiang 723500， China）

Abstract： This article comprehensively explores the importance of food safety and the applications of conventional and rapid detection technologies. Conventional food testing methods encompass chemical analysis， instrumental analysis， and microbial detection， while rapid detection technologies include polymerase chain reaction， immunoassays， biosensors， and imaging-based techniques. Furthermore， solutions to common challenges associated with rapid detection technologies are proposed， offering valuable insights for food safety monitoring.

Keywords： food safety; rapid detection technologies; polymerase chain reaction technology; immunoassays technology; biosensors technology

食品安全問(wèn)題一直是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到人們的健康和生活質(zhì)量。隨著全球化的推進(jìn)和食品貿(mào)易的不斷增多，食品安全的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性也在不斷增加。因此，尋找快速、準(zhǔn)確的食品檢測(cè)技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。

1 食品安全問(wèn)題的重要性

民以食為天，食以安為先，食品是人們生存和發(fā)展的最基本物質(zhì)條件，食品安全的任何問(wèn)題都可能對(duì)消費(fèi)者的健康造成直接影響，甚至威脅到生命安全。食品安全問(wèn)題可發(fā)生在食品生產(chǎn)加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過(guò)程中，主要由微生物污染、化學(xué)污染等因素引起[1]。微生物污染包括細(xì)菌、病毒、寄生蟲和真菌等引起的食物中毒，如沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的食物中毒事件。化學(xué)污染包括農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、重金屬、工業(yè)污染物和其他有害化學(xué)物質(zhì)，如蔬菜和水果中的農(nóng)藥殘留、水產(chǎn)品中的汞污染等。添加劑超標(biāo)也是食品安全的常見問(wèn)題之一，會(huì)對(duì)人體健康造成不良影響。因此，食品生產(chǎn)和流通各個(gè)環(huán)節(jié)都必須符合嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

隨著全球化和國(guó)際貿(mào)易的增加，食品安全問(wèn)題的復(fù)雜性和緊迫性也日益凸顯。因此，各國(guó)政府和國(guó)際組織紛紛加強(qiáng)了對(duì)食品安全的監(jiān)督和管理，推動(dòng)建立了一系列國(guó)際食品安全標(biāo)準(zhǔn)和合作機(jī)制，以保障全球食品安全，維護(hù)公眾健康。

2 食品檢測(cè)技術(shù)概述

2.1 常規(guī)食品檢測(cè)技術(shù)

2.1.1 化學(xué)分析法

該方法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)對(duì)食品中的特定成分進(jìn)行定量、定性分析的一種方法?；瘜W(xué)分析主要包括重量法、滴定法、分光光度法等，可以檢測(cè)食品中的添加劑、重金屬等物質(zhì)的含量和成分，從而評(píng)估食品的品質(zhì)。盡管化學(xué)分析法具有操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備要求低、結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，但存在樣品前處理煩瑣、檢測(cè)周期長(zhǎng)、對(duì)復(fù)雜樣品檢測(cè)能力有限等缺點(diǎn)，并且需要專業(yè)人員和復(fù)雜的設(shè)備支持，限制了其在快速檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.1.2 儀器分析法

儀器分析法是利用現(xiàn)代分析儀器對(duì)食品中的特定成分進(jìn)行檢測(cè)的方法。主要包括氣相色譜法、液相色譜法、原子吸收光譜法、紅外光譜法等。儀器分析法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但相較于一些新興的快速檢測(cè)技術(shù)，其儀器設(shè)備價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、對(duì)操作人員技術(shù)水平要求也較高。

2.1.3 微生物檢測(cè)法

微生物檢測(cè)主要用于檢測(cè)食品中的微生物污染，包括細(xì)菌、霉菌、病毒等微生物的存在與否和數(shù)量多寡，以評(píng)估食品的衛(wèi)生安全。然而，傳統(tǒng)的微生物學(xué)檢測(cè)方法需要對(duì)目標(biāo)微生物進(jìn)行培養(yǎng)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)獲得結(jié)果，難以滿足快速檢測(cè)和即時(shí)檢測(cè)需求。

2.2 快速檢測(cè)技術(shù)的定義與特點(diǎn)

快速檢測(cè)技術(shù)作為一種高效、經(jīng)濟(jì)的食品安全監(jiān)控手段，能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)食品中的特定成分進(jìn)行定性、定量分析[2]。①快速檢測(cè)技術(shù)以其高靈敏性而得到廣泛應(yīng)用，能夠識(shí)別和量化即使在痕量水平下也可能對(duì)消費(fèi)者健康構(gòu)成威脅的污染物，這對(duì)于確保食品安全非常重要。例如，一些先進(jìn)的免疫檢測(cè)技術(shù)能夠在幾分鐘內(nèi)檢測(cè)到微克級(jí)別的農(nóng)藥殘留。②快速檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)速度快，通常只需幾分鐘到幾小時(shí)即可得到結(jié)果，這與需要數(shù)天甚至數(shù)周的常規(guī)實(shí)驗(yàn)室方法形成鮮明對(duì)比，極大地提高了檢測(cè)效率。同時(shí)這種快速檢測(cè)能力對(duì)于食品生產(chǎn)流程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及應(yīng)對(duì)食品安全緊急事件具有非常大的優(yōu)勢(shì)。③快速檢測(cè)技術(shù)的成本相對(duì)較低。它一般不需要昂貴的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和大量的專業(yè)技術(shù)人員支持。比如采用便攜式儀器的方法，不僅降低了設(shè)備的購(gòu)置和運(yùn)行成本，而且縮短了樣品前處理的時(shí)間。④快速檢測(cè)技術(shù)的操作也非常簡(jiǎn)便，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求不高，非專業(yè)人員也能快速上手。所以它不僅適用于專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，也易于在食品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、口岸、市場(chǎng)等地方推廣和應(yīng)用，從而加快了食品安全問(wèn)題的響應(yīng)速度。

3 快速檢測(cè)技術(shù)的原理和分類

3.1 PCR技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術(shù)作為一種分子生物學(xué)技術(shù)，在食品安全檢測(cè)中發(fā)揮著較大作用。它的基本原理是利用DNA聚合酶在適宜溫度下不斷復(fù)制目標(biāo)DNA的序列，使其指數(shù)級(jí)增加。這一過(guò)程主要包括變性、退火和延伸

3個(gè)關(guān)鍵步驟。在變性步驟中，DNA雙鏈被解旋成兩條單鏈；在退火步驟中，引物與目標(biāo)DNA序列互相結(jié)合形成穩(wěn)定的引物-模板DNA復(fù)合物；而在延伸步驟中，DNA聚合酶沿著引物向前延伸，合成新的DNA鏈。通過(guò)多次循環(huán)這3個(gè)步驟，可以在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)增目標(biāo)DNA片段，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA的快速檢測(cè)和定量分析。

在食品安全檢測(cè)中，PCR技術(shù)的主要應(yīng)用包括檢測(cè)食品中的致病微生物和轉(zhuǎn)基因成分[3]。例如，針對(duì)食品中的大腸桿菌、沙門氏菌等病原微生物的檢測(cè)，PCR技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)食品樣品中的微生物DNA，判定食品是否受到微生物污染，及時(shí)采取措施避免食源性疾病的發(fā)生。

3.2 免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)

免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)是利用抗原與抗體之間的特異性結(jié)合反應(yīng)來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物質(zhì)。這種技術(shù)包括了多種方法，其中酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）和免疫層析法等是較為常見的應(yīng)用形式。其基本原理是通過(guò)將樣品中的目標(biāo)物質(zhì)與特異性抗體結(jié)合，形成抗體-抗原復(fù)合物，然后通過(guò)添加標(biāo)記物來(lái)標(biāo)記這些復(fù)合物，最終通過(guò)檢測(cè)標(biāo)記物的信號(hào)來(lái)確定目標(biāo)物質(zhì)是否存在。

免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)具有高度的選擇性和靈敏性，能夠檢測(cè)食品中微量的有害物質(zhì)等。例如，ELISA技術(shù)可以檢測(cè)食品中的殘留農(nóng)藥、抗生素、重金屬等化學(xué)物質(zhì)，以及食品中的過(guò)敏原（如花生蛋白、小麥蛋白）和毒素等[4]。

3.3 生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)作為一種新興的食品安全監(jiān)測(cè)手段，將生物識(shí)別元素與傳感器技術(shù)相結(jié)合，為檢測(cè)和監(jiān)測(cè)生物樣品中的特定分子或生物體提供了一種高效的方法。它的基本原理是在傳感器表面固定抗體、酶或核酸片段等生物識(shí)別元素，當(dāng)樣品中的目標(biāo)分子與生物識(shí)別元素結(jié)合時(shí)，會(huì)引起傳感器信號(hào)的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分子的檢測(cè)和定量分析。

生物傳感技術(shù)具有較高的靈敏度，它能夠檢測(cè)到極低濃度的目標(biāo)分子，因此在微量有害物質(zhì)和微生物的快速檢測(cè)方面表現(xiàn)出色。

3.4 基于成像的檢測(cè)技術(shù)

與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，基于成像的檢測(cè)技術(shù)是一種非接觸的檢測(cè)方法，不需要直接接觸食品樣品，因此可以避免交叉污染和樣品破壞。同時(shí)，它也是一種非破壞性的檢測(cè)方法，不會(huì)對(duì)食品樣品造成損傷，保持了樣品的完整性。

這種技術(shù)主要應(yīng)用于食品的外觀檢查和質(zhì)量評(píng)估。例如，可以利用光學(xué)顯微鏡對(duì)食品中的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析，以評(píng)估其新鮮度。另外，紅外成像技術(shù)可以用于檢測(cè)食品中的溫度分布和成分分布，從而確定食品的熟化程度。

4 食品快速檢測(cè)技術(shù)常見問(wèn)題與解決對(duì)策

4.1 準(zhǔn)確性問(wèn)題

食品檢測(cè)的準(zhǔn)確性直接影響到檢測(cè)結(jié)果的可靠性和實(shí)用性。在實(shí)際應(yīng)用中，快速檢測(cè)技術(shù)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)或漏報(bào)的結(jié)果，這種問(wèn)題由多種因素引起，比如試劑盒的靈敏度不夠高、操作人員的技術(shù)水平不足、設(shè)備校準(zhǔn)不準(zhǔn)確等[5]。

①為了提高準(zhǔn)確性，應(yīng)定期校準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備，保證其在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，減少系統(tǒng)誤差。②使用質(zhì)量較高的試劑盒和試劑，這些試劑應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制。③建立標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)方法和質(zhì)量控制程序。通過(guò)制定和遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)操作程序（Standard Operating Procedure，SOP），確保每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟都得到正確執(zhí)行，并建立完整的質(zhì)量控制流程，包括陽(yáng)性對(duì)照、陰性對(duì)照、空白對(duì)照等的使用和監(jiān)測(cè)，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。還可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外的驗(yàn)證和比對(duì)，比如與其他實(shí)驗(yàn)室或機(jī)構(gòu)進(jìn)行方法驗(yàn)證和結(jié)果比對(duì)，可以評(píng)估和驗(yàn)證檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，提高結(jié)果的可信度。④需要對(duì)操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高他們的操作技能和對(duì)檢測(cè)原理的理解，減少人為誤差。

4.2 樣品前處理問(wèn)題

快速檢測(cè)技術(shù)通常需要簡(jiǎn)單、快速的樣品前處理步驟。然而，食品樣品的復(fù)雜基質(zhì)和存在的干擾物會(huì)影響檢測(cè)過(guò)程。傳統(tǒng)的樣品前處理方法通常需要較長(zhǎng)的時(shí)間和復(fù)雜的操作流程，限制了檢測(cè)效率和應(yīng)用范圍。為應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，可采用以下兩種對(duì)策。①采用快速提取技術(shù)，這些技術(shù)能夠快速高效地從復(fù)雜的食品基質(zhì)中提取目標(biāo)分析物，減少前處理時(shí)間。例如，超聲波提取、離子交換樹脂吸附、液-液萃取等技術(shù)可以快速有效地提取目標(biāo)物質(zhì)，節(jié)省時(shí)間和成本。②采用固相萃取技術(shù)，該技術(shù)利用具有特異性吸附性能的固相材料從樣品中富集目標(biāo)物質(zhì)，減少干擾物的影響。固相萃取方法具有操作簡(jiǎn)便、高效快速的特點(diǎn)，適用于各種類型的食品樣品。

4.3 特異性問(wèn)題

在檢測(cè)復(fù)雜食品樣本時(shí)，由于食品基質(zhì)的干擾，快速檢測(cè)技術(shù)可能缺乏特異性，從而錯(cuò)誤地識(shí)別非目標(biāo)物質(zhì)。而且檢測(cè)過(guò)程中的交叉反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致假陽(yáng)性結(jié)果，影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

①優(yōu)化引物和探針的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。這需要選擇合適的靶點(diǎn)，設(shè)計(jì)特異性高的引物和探針，并確保它們與目標(biāo)物質(zhì)的序列高度互補(bǔ)。如可以通過(guò)生物信息學(xué)工具進(jìn)行引物和探針的評(píng)估和篩選，減少非特異性結(jié)合的可能性。②可以建立多參數(shù)、多指標(biāo)的檢測(cè)體系。通過(guò)同時(shí)采用多種不同原理的檢測(cè)方法，在不同層面上對(duì)食品樣品進(jìn)行綜合性的分析。例如，結(jié)合色譜法、質(zhì)譜法、光譜法等多種分析技術(shù)，獲得更為全面的檢測(cè)結(jié)果。③可以采用一些增強(qiáng)特異性的方法，如使用特異性更好的酶、改進(jìn)的試劑盒和試劑，以及更嚴(yán)格的環(huán)境控制條件等。

4.4 數(shù)據(jù)管理和解釋問(wèn)題

快速檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)需要科學(xué)的管理和解釋。為了確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可追溯性，需要采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并對(duì)操作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和解釋的培訓(xùn)。

①通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來(lái)解決。這些系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理和共享的功能，以保證數(shù)據(jù)的完整性。通過(guò)電子數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，可以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化，減少人為記錄導(dǎo)致的誤差，并方便數(shù)據(jù)的追溯和審查。還可以利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和分析，提高數(shù)據(jù)處理效率。②對(duì)操作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的培訓(xùn)。操作人員應(yīng)具備數(shù)據(jù)分析和解釋的能力，以正確理解和解讀檢測(cè)結(jié)果?？梢蕴峁I(yè)的培訓(xùn)課程，教授數(shù)據(jù)處理和分析的基本知識(shí)和技能，包括統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)。還可以鼓勵(lì)操作人員參與學(xué)術(shù)交流和研討會(huì)，分享經(jīng)驗(yàn)，提高相關(guān)能力。③建立數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和審核、數(shù)據(jù)共享機(jī)制?？梢栽O(shè)立專門的數(shù)據(jù)審核小組，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，建立數(shù)據(jù)共享和合作機(jī)制，促進(jìn)不同實(shí)驗(yàn)室和機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交流和合作，以提高數(shù)據(jù)的綜合利用價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

食品安全是社會(huì)發(fā)展和公眾健康的重要保障。隨著科技的不斷進(jìn)步，食品檢測(cè)技術(shù)日益完善，相關(guān)部門能夠更快速、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和解決食品安全問(wèn)題，有效保護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益和健康。這種持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新不僅提升了食品安全監(jiān)測(cè)的效率，也為未來(lái)構(gòu)建更加安全、可靠的食品供應(yīng)鏈提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：李丹（1993—），女，陜西漢中人，本科，助理工程師。研究方向：食品質(zhì)量與安全，食品檢驗(yàn)。