摘 要：隨著人們對(duì)食品安全問題關(guān)注度的不斷提高，傳統(tǒng)的食品安全檢測技術(shù)已難以滿足快速、準(zhǔn)確、高通量檢測的需求。本文綜述了近年來食品安全領(lǐng)域新型檢測技術(shù)的研究進(jìn)展，涵蓋了基于光譜技術(shù)、生物技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、新型前處理技術(shù)等多個(gè)方面的創(chuàng)新成果，探討了這些技術(shù)的原理、特點(diǎn)及其在食品安全檢測中的應(yīng)用，并對(duì)未來技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：食品安全；新型檢測技術(shù)；發(fā)展趨勢

Research Progress of New Food Safety Detection Technologies

DONG Jinjie， WANG Hanqi， YANG Shenghai， ZHANG Tao， LI Hongjie， WANG Huibao*

（Gansu Forestry Yoctech University， Tianshui 741020， China）

Abstract： As people pay more and more attention to food safety issues， traditional food safety detection technologies can no longer meet the needs of rapid， accurate and high-throughput detection. This article reviews the research progress of new detection technologies in the field of food safety in recent years， covering innovative achievements based on spectroscopy， biotechnology， mass spectrometry， new pre-treatment technologies， etc.， explores the principles， characteristics and applications of these technologies in food safety detection， and looks forward to the development trend of future technologies.

Keywords： food safety; new detection technologies; development trend

食品安全是關(guān)乎人類健康和社會(huì)穩(wěn)定的重大問題。食品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，可能會(huì)受到各種有害物質(zhì)的污染，如農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、致病微生物、重金屬等。因此，建立高效、準(zhǔn)確、靈敏的食品安全檢測技術(shù)至關(guān)重要。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出了許多新型的食品安全檢測技術(shù)，為保障食品安全提供了有力支持。

1 光譜技術(shù)

1.1 增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)

增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)基于拉曼散射原理，通過特殊的表面增強(qiáng)基底使拉曼信號(hào)得到顯著增強(qiáng)。當(dāng)樣品中的分子與具有特定表面結(jié)構(gòu)的金屬納米粒子相互作用時(shí)，拉曼散射信號(hào)的強(qiáng)度可大幅提升，增強(qiáng)因子可達(dá)數(shù)倍甚至更高。增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)作為一種新型的食品安全檢測技術(shù)，具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、快速、非破壞性等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。①靈敏度高，能夠檢測到食品中極低濃度的有害物質(zhì)，如農(nóng)藥殘留、獸藥殘留以及非法添加物等。例如，在蔬菜水果中，即使是微量的農(nóng)藥殘留也能被準(zhǔn)確檢測出來，為消費(fèi)者的健康提供了有力保障。②選擇性強(qiáng)，通過選擇合適的增強(qiáng)基底和實(shí)驗(yàn)條件，可以針對(duì)特定的目標(biāo)分子進(jìn)行檢測，有效排除其他成分的干擾。在復(fù)雜的食品體系中，能夠準(zhǔn)確識(shí)別出需要檢測的成分。③檢測速度快，可實(shí)現(xiàn)快速檢測，滿足現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測和大規(guī)模篩查的需求。④屬于非破壞性檢測，不會(huì)對(duì)樣品造成損傷，保留了樣品的原始狀態(tài)，對(duì)于珍貴或難以獲取的食品樣品的檢測意義重大[1]。

在實(shí)際應(yīng)用中，增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在多個(gè)方面發(fā)揮著重要作用。①對(duì)于農(nóng)藥殘留檢測，該技術(shù)可以快速確定蔬菜水果等農(nóng)產(chǎn)品表面及內(nèi)部的農(nóng)藥殘留情況，防止農(nóng)藥超標(biāo)食品流入市場。②在獸藥殘留檢測方面，能夠有效檢測肉類、蛋類等食品中的抗生素、激素等獸藥殘留，確保食品安全。③對(duì)于食品添加劑的檢測，該技術(shù)可以準(zhǔn)確判斷食品中添加劑的種類和含量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，防止非法添加和過量添加。④在檢測重金屬離子、亞硝酸鹽等食品污染物方面，該技術(shù)也表現(xiàn)出良好的性能。

未來，增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)有望在以下方面得到進(jìn)一步發(fā)展。①不斷改進(jìn)基底材料，研發(fā)出具有更高增強(qiáng)效果、更好穩(wěn)定性和重復(fù)性的納米材料，以提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。②推動(dòng)儀器的便攜化和智能化發(fā)展，開發(fā)小型、便捷的檢測設(shè)備，并結(jié)合智能數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，提高檢測效率和便捷性。③加強(qiáng)與其他檢測技術(shù)的聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提升對(duì)復(fù)雜食品樣品的檢測能力。

1.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)是利用高能量激光脈沖聚焦在樣品表面，產(chǎn)生高溫、高壓等離子體，等離子體冷卻過程中發(fā)射出特定波長的光，通過分析這些光的光譜特征來確定樣品的元素組成。該技術(shù)具有多方面優(yōu)勢。①可以實(shí)現(xiàn)快速檢測，激光脈沖作用時(shí)間極短，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行分析，大大提高了檢測效率。②具有多元素同時(shí)檢測的能力，可以一次性檢測出食品中的多種元素，包括重金屬、微量元素等，為全面評(píng)估食品安全提供了有力手段。③無須復(fù)雜的樣品前處理，與傳統(tǒng)檢測方法相比，節(jié)省了大量時(shí)間和人力成本。

在實(shí)際應(yīng)用中，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)可用于檢測食品中的重金屬污染。例如，對(duì)大米、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中的鉛、鎘、汞等重金屬進(jìn)行快速篩查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。同時(shí)，還能檢測食品中的營養(yǎng)元素含量，為食品質(zhì)量評(píng)估提供依據(jù)。然而，該技術(shù)也存在一些挑戰(zhàn)，如檢測精度可能受到樣品表面狀態(tài)、激光能量波動(dòng)等因素的影響，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問題正在逐步得到解決。未來，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)有望在食品安全檢測領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。通過不斷優(yōu)化設(shè)備性能、提高檢測精度和穩(wěn)定性，以及與其他檢測技術(shù)相結(jié)合，為保障食品安全提供更加可靠的技術(shù)支持[2]。

2 生物技術(shù)

2.1 CRISPR-Cas檢測技術(shù)

CRISPR-Cas檢測技術(shù)基于成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列及其相關(guān)蛋白系統(tǒng)，具有高特異性和高靈敏度的特點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)特定的向?qū)NA，可以精確地識(shí)別目標(biāo)核酸序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中特定病原體或污染物的檢測。例如，可以準(zhǔn)確檢測出食品中的致病細(xì)菌、病毒以及農(nóng)藥殘留等。相比傳統(tǒng)檢測方法，CRISPR-Cas技術(shù)能夠在較短時(shí)間內(nèi)得出檢測結(jié)果，為快速應(yīng)對(duì)食品安全問題提供了可能。此外，該技術(shù)操作簡便，不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)人員，便于在基層檢測機(jī)構(gòu)和現(xiàn)場檢測中應(yīng)用。

在實(shí)際應(yīng)用中，CRISPR-Cas檢測技術(shù)可以對(duì)肉類、蔬菜、水果等各類食品進(jìn)行檢測。對(duì)于生鮮食品中的食源性病原體檢測尤為有效，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，防止疾病傳播。同時(shí)，該技術(shù)還可以用于檢測食品中的轉(zhuǎn)基因成分，為消費(fèi)者提供更多的信息選擇。然而，CRISPR-Cas檢測技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn)，如對(duì)檢測環(huán)境的要求較高，可能受到樣品中其他成分的干擾。但隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，這些問題有望逐步得到解決?？傊?，CRISPR-Cas檢測技術(shù)作為一種新型的食品安全檢測手段，為保障食品安全提供了新的思路和方法，未來有望在食品安全檢測中發(fā)揮更加重要的作用。

2.2 生物芯片檢測技術(shù)

生物芯片檢測技術(shù)是通過在微小的芯片載體上集成大量的生物探針，實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中多種成分的同時(shí)檢測。這些生物探針可以特異性地識(shí)別目標(biāo)物質(zhì)，如食品中的致病微生物、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留等。該技術(shù)具有以下優(yōu)勢。①能夠?qū)崿F(xiàn)高通量檢測，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量樣品進(jìn)行快速分析，大大提高了檢測效率。②靈敏度高，可以檢測到極低濃度的目標(biāo)物質(zhì)，確保食品安全隱患能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。③特異性好，生物探針與目標(biāo)物質(zhì)的特異性結(jié)合，減少了假陽性和假陰性結(jié)果的出現(xiàn)[3]。

在實(shí)際應(yīng)用中，生物芯片檢測技術(shù)可用于食品中致病微生物的檢測。例如，快速準(zhǔn)確地檢測出沙門氏菌、大腸桿菌等常見致病菌，防止食源性疾病的傳播。同時(shí)，還能檢測食品中的農(nóng)藥殘留和獸藥殘留，保障消費(fèi)者的健康。然而，生物芯片檢測技術(shù)也存在一些挑戰(zhàn)，如芯片的制備成本較高，需要專業(yè)的技術(shù)和設(shè)備；對(duì)樣品的前處理要求比較嚴(yán)格，否則可能影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問題正在逐步得到解決。未來，生物芯片檢測技術(shù)有望在食品安全檢測領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。通過不斷降低成本、提高性能，為保障食品安全提供更加可靠的技術(shù)支持?？傊?，生物芯片檢測技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢為食品安全檢測帶來了新的機(jī)遇和發(fā)展空間。

3 質(zhì)譜技術(shù)

3.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)及其聯(lián)用技術(shù)

電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS）是一種先進(jìn)的分析檢測手段，在食品安全領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。ICP-MS具有靈敏度高、檢出限低和多元素同時(shí)分析等顯著優(yōu)勢，能夠快速準(zhǔn)確地檢測食品中的各種微量元素和重金屬，如鉛、鎘、汞、砷等。這些元素即使在極低濃度下也可能對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害，而ICP-MS可以精確地測定其含量，為食品安全監(jiān)管提供可靠的數(shù)據(jù)。

此外，ICP-MS還常與其他技術(shù)聯(lián)用，進(jìn)一步提升檢測能力。與液相色譜（Liquid Chromatography，LC）聯(lián)用，形成ICP-MS-LC技術(shù)。液相色譜可以分離復(fù)雜的食品樣品，而ICP-MS則對(duì)分離后的各組分進(jìn)行元素分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)元素形態(tài)的測定。例如，可以區(qū)分不同價(jià)態(tài)的砷，了解其毒性差異。與氣相色譜聯(lián)用，形成ICP-MS-GC技術(shù)，可用于檢測食品中的有機(jī)金屬化合物，如有機(jī)汞、有機(jī)錫等。這些聯(lián)用技術(shù)不僅提高了檢測的準(zhǔn)確性和特異性，還拓展了檢測范圍。在食品安全形勢日益嚴(yán)峻的今天，ICP-MS及其聯(lián)用技術(shù)為保障消費(fèi)者的健康發(fā)揮著重要作用。通過對(duì)食品中各種元素的精準(zhǔn)檢測，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為食品質(zhì)量控制和安全監(jiān)管提供有力的技術(shù)支持。

3.2 高選擇性質(zhì)譜離子源元件和實(shí)時(shí)質(zhì)譜快檢技術(shù)

在食品安全檢測領(lǐng)域，高選擇性質(zhì)譜離子源元件和實(shí)時(shí)質(zhì)譜快檢技術(shù)正發(fā)揮著重要作用。高選擇性質(zhì)譜離子源元件能夠特異性地電離目標(biāo)化合物，提高了檢測的選擇性。它可以精準(zhǔn)地從復(fù)雜的食品基質(zhì)中識(shí)別出特定的有害物質(zhì)，如農(nóng)藥殘留、獸藥殘留等，減少了干擾物質(zhì)的影響，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)時(shí)質(zhì)譜快檢技術(shù)則具有快速、高效的特點(diǎn)，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)食品樣品進(jìn)行分析，大大提高了檢測效率。這對(duì)于食品生產(chǎn)、流通等環(huán)節(jié)的快速篩查至關(guān)重要，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題食品，防止其流入市場[4]。這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，為食品安全提供了強(qiáng)大的保障。在實(shí)際應(yīng)用中，可以快速檢測各類食品中的多種污染物，為監(jiān)管部門和企業(yè)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，助力維護(hù)消費(fèi)者的健康和食品安全。

4 新型前處理技術(shù)

4.1 超臨界流體萃取和亞臨界水萃取

超臨界流體萃取和亞臨界水萃取屬于綠色萃取技術(shù)，基于壓力流體，具有更高的選擇性、更短的萃取時(shí)間以及對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。它們不僅可用于食品分析中的樣品制備，還可用于食品功能成分的提取，在食品科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景[5]。

4.2 液相微萃取技術(shù)

液相微萃取技術(shù)包括單液滴微萃取、分散液-液微萃取、中空纖維膜液相微萃取等多種形式。這些技術(shù)操作簡便、有效、快速，且有機(jī)溶劑消耗量低，越來越多地被用于從不同基質(zhì)中提取有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)。

5 其他新型檢測技術(shù)

5.1 電化學(xué)檢測技術(shù)

電化學(xué)檢測技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確地確定食品中的活菌數(shù)量，將檢查時(shí)間從傳統(tǒng)方法的2 d大幅縮短至約1 h。該技術(shù)不需要復(fù)雜的操作或昂貴的設(shè)備，能夠在食品出廠前確認(rèn)其安全性，有效防止食物中毒。

5.2 可視化無損檢測技術(shù)

可視化無損檢測技術(shù)無須破壞樣品，通過圖像、顏色等可視化信息即可評(píng)估食品的質(zhì)量與安全[6]。例如，利用特定的指示劑或傳感器，對(duì)食品中的有害物質(zhì)或變質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行可視化顯示，在檢測食品外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成分分布等方面具有很大的應(yīng)用潛力。

6 結(jié)語

新型食品安全檢測技術(shù)的研究在近年來取得了顯著的進(jìn)展，光譜技術(shù)、生物技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、新型前處理技術(shù)以及其他特殊檢測技術(shù)都為食品安全檢測提供了更高效、更準(zhǔn)確、更靈敏的檢測手段。然而，這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)，如成本較高、操作復(fù)雜、檢測標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善等[7-8]。未來的研究方向?qū)?cè)重于進(jìn)一步降低成本、簡化操作流程、提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，同時(shí)加強(qiáng)不同技術(shù)之間的聯(lián)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中多種有害物質(zhì)的快速、全面檢測，從而更好地保障食品安全。

參考文獻(xiàn)

[1]徐穎.膠體金免疫層析技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代食品，2022，28（2）：69-71.

[2]石超，呂長鑫，馮敘橋，等.酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)在食品檢測分析中的研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2014，5（10）：3269-3275.

[3]徐琴，呂寧，郝鵬飛，等.超高效液相色譜-高分辨質(zhì)譜法快速篩查確證調(diào)味品中的19種非食用物質(zhì)[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2017，8（11）：4174-4183.

[4]文孟棠，劉媛，寇莉萍，等.大白菜中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留半定量ELISA免疫檢測方法的建立[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，30（2）：411-416.

[5]王茹，王瑞雪.現(xiàn)代生物檢測技術(shù)在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].中國食品工業(yè)，2024（6）：97-99.

[6]石思文.淺析PCR技術(shù)在食品微生物檢測中的應(yīng)用[J].中國食品工業(yè)，2023（22）：72-74.

[7]王韋達(dá)，楊睿，鄭彥婕，等.國內(nèi)外食品快速檢測方法評(píng)價(jià)技術(shù)研究[J].食品與藥品，2024，26（1）：96-103.

[8]LOBATO I M，O’SULLIVAN C K.Recombinase polymerase amplification： basics， applications and recent advances[J].Trac Trends in Analytical Chemistry，2018，98：19-35.

基金項(xiàng)目：甘肅省天水市2023年“成紀(jì)之星”人才項(xiàng)目。

作者簡介：董金杰（1976—），男，甘肅隴西人，博士，副教授。研究方向：食品安全檢測技術(shù)。

通信作者：王會(huì)寶（1989—），男，甘肅白銀人，博士，副教授。研究方向：食品科學(xué)。E-mail： 121398906@qq.com。