食品安全關(guān)系到人類健康和社會(huì)穩(wěn)定,將化學(xué)檢測技術(shù)運(yùn)用到食品安全檢測領(lǐng)域,可以確保食品從生產(chǎn)到消費(fèi)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都符合安全標(biāo)準(zhǔn),預(yù)防潛在的安全問題。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展,化學(xué)檢測技術(shù)正逐漸向智能化和自動(dòng)化過渡,必將推動(dòng)食品安全檢測工作的順利開展。
一、食品安全檢測的主要內(nèi)容
食品安全檢測主要包括對食品原料、半成品和成品的檢測,旨在確保其符合國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)。食品安全檢測項(xiàng)目涵蓋微生物、化學(xué)污染物、重金屬、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、添加劑、營養(yǎng)成分等多個(gè)方面。其中,微生物檢測主要檢測食品中的沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等致病菌,以預(yù)防食源性疾病;化學(xué)污染物檢測主要檢測黃曲霉毒素、亞硝酸鹽、多氯聯(lián)苯等有毒有害物質(zhì);重金屬檢測主要檢測鉛、汞、鎘等有害元素,確保其含量在安全范圍內(nèi);農(nóng)藥殘留和獸藥殘留檢測主要檢測農(nóng)藥和獸藥成分;添加劑檢測主要檢測食品添加劑的超量情況;營養(yǎng)成分檢測主要評估食品的營養(yǎng)價(jià)值。
二、化學(xué)檢測技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用優(yōu)勢
總的來看,化學(xué)檢測技術(shù)在食品安全檢測中主要有四方面的優(yōu)勢。
一是化學(xué)檢測技術(shù)靈敏度極高,能夠檢測出常規(guī)食品中的各種物質(zhì),包括含量極低的污染物或有害物質(zhì)。這種高靈敏度的檢測能力,能使食品安全檢測更加全面和精準(zhǔn),從而提高食品安全保障水平。
二是化學(xué)檢測技術(shù)特異性非常強(qiáng),能夠針對特定有害物質(zhì)進(jìn)行精確檢測。面對各種復(fù)雜的食品成分,化學(xué)技術(shù)能夠準(zhǔn)確識(shí)別并檢測出其中特定的有害物質(zhì),避免出現(xiàn)誤報(bào)或漏報(bào)的情況。這種特異性極強(qiáng)的檢測能力,能使食品安全檢測更具針對性和可靠性。
三是化學(xué)檢測技術(shù)衍生出很多便攜式檢測設(shè)備,這些設(shè)備不但體積小巧,便于攜帶,而且操作簡便,能夠在短時(shí)間內(nèi)輸出檢測結(jié)果,從而提高食品安全檢測效率,有效保障公眾的飲食安全。
四是化學(xué)檢測技術(shù)具有高通量的特點(diǎn),即能夠在一次檢測中同時(shí)處理多個(gè)樣本,不僅能提高檢測的效率,還能保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,快速篩選出不合格的食品,保障消費(fèi)者健康。
三、兩大化學(xué)檢測技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用分析
(一)光譜檢測技術(shù)
在化學(xué)分析中,光譜檢測技術(shù)通過解析物質(zhì)對光的吸收、發(fā)射或散射特性獲取物質(zhì)的相關(guān)信息,從而提升食品安全檢測的效率與可靠性。該技術(shù)能夠?qū)κ称分械牡鞍踪|(zhì)、水分等成分進(jìn)行檢測,主要用于識(shí)別食品中的有害物質(zhì)、營養(yǎng)成分以及添加劑。此外,光譜檢測技術(shù)還具備定量或定性分析能力,例如,可借助紅外光譜檢測食品的水分、脂肪和蛋白質(zhì)含量;借助拉曼光譜技術(shù)迅速檢測食品中的添加劑含量和農(nóng)藥殘留。
在應(yīng)用光譜檢測技術(shù)時(shí),其檢測流程包括以下四個(gè)步驟:
1.樣品準(zhǔn)備。對食品樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚?,以確保其適合進(jìn)行光譜分析,可能包括研磨、稀釋或添加特定試劑以增強(qiáng)光譜信號。
2.光譜采集。將處理好的樣品置于光譜儀中,根據(jù)不同的光譜技術(shù),如紫外-可見光譜、紅外光譜或拉曼光譜,對樣品進(jìn)行照射。不同物質(zhì)會(huì)吸收或散射不同波長的光,從而產(chǎn)生獨(dú)特的光譜圖譜。
3.數(shù)據(jù)處理與分析。使用專門的軟件分析處理采集到的光譜數(shù)據(jù),包括對光譜圖譜進(jìn)行校正、濾波和基線校準(zhǔn),以消除背景干擾和噪聲。利用已知光譜數(shù)據(jù)庫或已建立的校準(zhǔn)模型,對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行定性或定量分析,以確定樣品中特定成分的含量。
4.結(jié)果驗(yàn)證。為確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,通常需要采用其他化學(xué)或生物學(xué)方法對部分樣品進(jìn)行驗(yàn)證分析,這有助于確認(rèn)光譜檢測技術(shù)的可靠性,并優(yōu)化檢測方法。
光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用不僅限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,隨著便攜式光譜儀的發(fā)展,這項(xiàng)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場快速檢測。例如,在農(nóng)產(chǎn)品收購點(diǎn)、食品加工現(xiàn)場或海關(guān)進(jìn)出口檢驗(yàn)中,光譜檢測技術(shù)能夠迅速提供食品成分或安全性的相關(guān)信息,從而實(shí)現(xiàn)即時(shí)的質(zhì)量控制和風(fēng)險(xiǎn)評估。
(二)色譜分析技術(shù)
色譜分析技術(shù)是食品安全檢測中不可或缺的一部分,在分離和鑒定復(fù)雜混合物的各種成分方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢,其主要包括四種技術(shù)。
1.氣相色譜技術(shù)。氣相色譜技術(shù)(GC)是應(yīng)用最廣泛的一種色譜分析技術(shù),主要通過將樣品中的不同組分在氣態(tài)下分離,并利用檢測器進(jìn)行檢測。該技術(shù)特別適用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物的分析,如農(nóng)藥殘留、溶劑殘留、香精香料成分等。
氣相色譜技術(shù)基于樣品中各組分在固定相(色譜柱)和移動(dòng)相(載氣)之間的分配系數(shù)差異進(jìn)行分離,檢測流程如下:首先,將樣品注入色譜儀,隨后在高溫下蒸發(fā)并隨載氣進(jìn)入色譜柱。在色譜柱中,不同組分會(huì)因與固定相的相互作用力不同而以不同的速度移動(dòng),最終實(shí)現(xiàn)分離。分離后的組分依次通過檢測器,如火焰離子化檢測器(FID)或質(zhì)譜檢測器(MS),從而實(shí)現(xiàn)定性和定量分析。
在食品安全檢測中,氣相色譜技術(shù)主要用于檢測食品中的有機(jī)污染物,如農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、多環(huán)芳烴(PAHs)、塑化劑等。例如,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)可以準(zhǔn)確鑒定和定量食品中的多種農(nóng)藥殘留,確保食品安全。此外,氣相色譜技術(shù)也常用于分析食品中的天然成分,如香氣成分鑒定和風(fēng)味物質(zhì)定量。
2.液相色譜技術(shù)。液相色譜技術(shù)(LC)是另一種重要的色譜分析技術(shù),適用于非揮發(fā)性或熱不穩(wěn)定化合物的分離與分析,通過將樣品溶解在流動(dòng)相中,并在高壓下通過填充有固定相的色譜柱進(jìn)行分離,特別適用于食品中色素、添加劑、維生素、氨基酸等成分的分析。
在食品安全檢測中,液相色譜技術(shù)主要用于檢測食品中的非揮發(fā)性有機(jī)污染物和營養(yǎng)成分。例如,高效液相色譜技術(shù)(HPLC)可以準(zhǔn)確測定食品中的維生素含量、色素殘留、防腐劑含量等,其也常用于食品中蛋白質(zhì)、多肽和氨基酸等成分的分析,為食品營養(yǎng)成分的評估提供科學(xué)依據(jù)。
氣相色譜技術(shù)及液相色譜技術(shù)的檢測流程如表1所示。
3.生物-化學(xué)檢測技術(shù)。生物-化學(xué)檢測技術(shù)結(jié)合了生物學(xué)和化學(xué)分析原理,利用生物分子如酶、抗體、核酸等作為生物識(shí)別元件,與化學(xué)檢測方法相結(jié)合,能夠檢測食品中的微生物污染、毒素、過敏原及其他生物活性物質(zhì),為食品安全檢測提供了更為精確且全面的分析手段。常用的生物-化學(xué)檢測技術(shù)包括酶聯(lián)免疫吸附測定和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等。
酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISE)是一種常用的生物-化學(xué)檢測技術(shù),利用抗體與抗原的特異性結(jié)合原理檢測食品中的特定成分,主要用于檢測食品中的病原微生物、毒素、過敏原等。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)可用于檢測食品中的微生物污染,如細(xì)菌、病毒、真菌等,該技術(shù)的靈敏度和特異性均極強(qiáng),能夠在極低濃度下檢測出目標(biāo)DNA序列。
4.固相萃取技術(shù)。固相萃取技術(shù)(SPE)是利用固相吸附材料對樣品中的目標(biāo)化合物進(jìn)行選擇性富集和凈化,以提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確性,具有操作簡便、成本低、可同時(shí)處理多個(gè)樣品、回收率高和凈化效果好等優(yōu)點(diǎn)。在食品安全檢測中,固相萃取技術(shù)常用于農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、食品添加劑、重金屬等有害物質(zhì)檢測的樣品前處理。例如,在檢測食品中的多氯聯(lián)苯(PCBs)時(shí),固相萃取技術(shù)可以有效去除樣品中的脂肪和其他干擾物質(zhì),從而提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。
四、在食品安全檢測中應(yīng)用化學(xué)檢測技術(shù)的注意事項(xiàng)
在食品安全檢測中,化學(xué)檢測技術(shù)應(yīng)用廣泛,但在實(shí)際操作過程中仍需注意一些關(guān)鍵事項(xiàng),以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
首先,檢測前的樣品處理步驟至關(guān)重要。由于食品基質(zhì)復(fù)雜,可能含有多種干擾物質(zhì),色譜分析前必須對樣品進(jìn)行前處理,以去除干擾物質(zhì)并富集目標(biāo)分析物。例如,在氣相色譜分析前,需要對樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)和衍生化處理,以提高檢測靈敏度;在液相色譜分析前,可能需要通過固相萃取技術(shù)凈化樣品,去除可能干擾檢測的雜質(zhì)。
其次,檢測所用試劑和標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量會(huì)影響檢測結(jié)果,因此需要選擇高純度試劑,并合理配置標(biāo)準(zhǔn)溶液,以確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。此外,需要定期維護(hù)和校準(zhǔn)檢測設(shè)備,不斷提高儀器的可靠性。在數(shù)據(jù)處理階段,應(yīng)采用合適的分析方法和統(tǒng)計(jì)模型處理色譜數(shù)據(jù),如內(nèi)標(biāo)法可校正樣品處理和進(jìn)樣過程中可能引入的誤差,提高定量分析的準(zhǔn)確性。對檢測結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析,如計(jì)算回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等,可評估檢測方法的性能和可靠性。
最后,食品安全檢測是一個(gè)多學(xué)科交叉的領(lǐng)域,涉及化學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)等多學(xué)科知識(shí),檢測人員應(yīng)具備跨學(xué)科知識(shí)背景和技能,準(zhǔn)確理解和應(yīng)用各種化學(xué)檢測技術(shù)。同時(shí),隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),檢測人員應(yīng)持續(xù)學(xué)習(xí),掌握新的檢測方法,從而為食品安全檢測保駕護(hù)航。
綜上,化學(xué)檢測技術(shù)作為食品安全檢測的重要手段,其應(yīng)用范圍和精確度都在不斷提高。食品生產(chǎn)和加工企業(yè)應(yīng)積極采用先進(jìn)的化學(xué)檢測技術(shù),確保產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量,保護(hù)消費(fèi)者健康。未來,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,化學(xué)檢測技術(shù)將在食品安全領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
作者簡介:邊力(1966—),女,漢族,內(nèi)蒙古興安盟烏蘭浩特人,主任藥師,大學(xué)本科,研究方向?yàn)樗幤贰⒒瘖y品、保健食品等的檢驗(yàn)方法及應(yīng)用。
*通信作者:郝俊海(1967—),男,漢族,內(nèi)蒙古興安盟扎賚特旗人,主任藥師,大學(xué)本科,研究方向?yàn)樗幤贰⒈=∈称?、血液制品等的檢驗(yàn)方法及應(yīng)用。