食品检测分析技术在食品安全中的作用

　　籍瑞芳，梁　艳

　　（济南市食品药品检验检测中心，山东济南 250102）

　　摘　要：随着全球化进程的不断推进，食品供应链变得更加复杂。食品往往要经过多个环节才能到达消费者手中，这增加了食品安全风险。食品安全是保障人们的身体健康和生命安全的前提，而食品检测技术是实现食品安全的重要工具，本文详细讨论了食品检测分析技术在食品安全中的应用。

　　关键词：食品检测；食品安全；应用价值

　　食品检测分析技术可用于检测分析食品样品的物理、化学、生物学特性和成分。随着人们食品安全意识的增强和食品产业的发展，食品检测技术正向快速、自动化和智能化方向发展。尽管食品检测技术取得了许多进展，但食品样品的复杂性和品种多样性使得样品的处理较为烦琐，可能影响检测结果的可靠性。因此，需要集中不同领域专家的知识及经验，以促进食品检测技术的创新。

　　1　食品检测分析技术的类型

　　1.1　化学分析

　　元素分析用于测定食品样品中的元素含量。按照对人体健康的影响，元素可分为营养元素和有害元素。营养元素如食品中钠、钙、铁、锌等人体所需的矿物质，可采用元素分析法对不同营养元素含量进行分析来衡量食品的营养价值。此外，元素分析也用于检测食品中的有害元素，如铅、汞、镉和砷等在自然界中广泛存在的重金属元素。通常使用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法等具有高灵敏度、高准确性的现代技术测定食品中营养元素或有害元素的含量[1]。

　　1.2　生物学分析

　　1.2.1　微生物检测

　　微生物检测主要用于寻找和鉴定食品中可能存在的有害微生物，包括细菌、病毒、酵母和霉菌等。在食品工业中，微生物检测是一个重要的质量控制工具。严格的微生物检测可以确保乳制品、饮用水、罐头食品等的卫生质量，提高产品的安全性和可靠性。此外，对发酵食品如酿酒、面包等进行微生物检测，可以优化生产过程，提高产品的品质和口感。主要依据待检食品样品的性质和需要检测的微生物类型选择微生物检测方法。传统的检测方法包括培养计数法和显微镜检查，这些方法的结果准确可靠，但操作复杂，耗时较长。近年来，分子生物学技术如聚合酶链式反应技术、酶联免疫吸附技术和基因测序技术等在微生物检测中得到越来越广泛的应用，这些技术不仅可以提高检测的灵敏度和准确性，还能够缩短检测时间。

　　1.2.2　转基因食品检测

　　随着生物科技的发展，转基因生物技术已广泛应用于农业生产中。转基因食品检测技术主要用于识别食品是否来源于转基因作物，及其所含转基因成分的具体种类和含量，能够满足公众对食品来源信息的了解需求，保障消费者的知情权，并为转基因食品的监管提供技术支持[2]。转基因食品检测常采用的方法为酶联免疫吸附技术，该技术可应用于食品中转基因蛋白含量的检测。

　　1.3　物理分析

　　1.3.1　红外光谱技术

　　红外光谱技术基于物质对红外光的吸收特性来检测食品中的各种成分。红外光谱技术分为近红外光谱技术和傅立叶变换红外光谱技术，近红外光谱技术主要用于食品成分的快速定性和定量分析，如蛋白质、脂肪、水分和糖等，广泛应用于谷物、乳制品、肉类和水果等食品的检测。傅立叶变换红外光谱技术则可以提供更详细的分子振动信息，用于定性分析和结构解析，如识别食品中的添加剂和污染物，鉴别食品的真假和识别食品产地等。

　　1.3.2　核磁共振技术

　　核磁共振技术是一种非破坏性的食品检测分析方法，利用原子核在外加磁场中的特性，获取物质内部结构信息来确定物质种类和数量。核磁共振技术可以提供食品成分的定性和定量信息，包括有机物、无机物和生物活性物质等。此外，该技术还能识别和测量复杂成分（如脂肪、糖类、蛋白质等），甚至探测微量元素和添加物。核磁共振技术对多种复杂成分的鉴别、检测和食品质量评价都具有高应用价值。核磁共振技术不改变样品的物理和化学性质，并减少了样品处理过程中引入的误差，提高了检测结果的可靠性。此外，核磁共振技术还可实时在线监测食品加工过程，确保食品质量稳定。

　　2　食品检测分析技术在食品安全中的应用

　　2.1　食品中霉菌毒素的检测

　　食品中的霉菌及其产生的毒素如超出安全限量，可能对人体健康造成急性或慢性伤害，甚至威胁生命。黄曲霉毒素广泛存在于谷物、坚果、豆类和葡萄等食品中，长期摄入含有高水平黄曲霉毒素的食品会导致中毒。传统的检测食品中黄曲霉毒素的方法如色谱法和免疫分析法准确度高但操作复杂、耗时长，不适合大规模快速检测[3]。相比之下，新型食品检测分析技术如基于生物传感器和纳米材料的检测技术具有操作简便、检测速度快和灵敏度高等优点，能够满足食品安全监管的需求。

　　此外，新型食品检测分析技术还可以实现食品的定量检测。例如，荧光免疫分析是一种将免疫学和荧光技术巧妙结合的生物化学检测技术，广泛应用于食品检测中，通过设计特定的抗体来识别目标食品并与之结合，形成抗原- 抗体复合物。为了对复合物进行标记和检测，使用荧光分子标记的抗免疫球蛋白，通过识别、结合已与目标结合的抗体Fc 部位。当样品中含有目标物质时，复合物会产生荧光标记，荧光强度与目标物质的含量呈正相关关系，因此可以通过荧光信号的强弱来定量检测样品中目标物质的含量。荧光免疫分析技术具有高灵敏度和高特异性，能够在食品样品中快速、准确地检测到微量的目标物质，帮助食品监管机构和食品生产企业做出科学合理的决策，以保障食品安全，减少食品中毒事件的发生。

　　2.2　食品中重金属的检测

　　重金属积累是威胁环境和食品安全的重要因素。重金属难以在自然环境中降解，会长期积累在土壤或水中，并进入植物体内。植物是食物链的起始环节，吸收土壤或水中的重金属，并在食用部分富集，动物或人类食用含有重金属的植物食物时，重金属会进入体内，对健康构成威胁。长期摄入过量重金属可能对心血管系统、神经系统、肝脏等器官造成损害，引发急性或慢性中毒。因此，监测食品中的重金属含量，特别是植物食物中的积累情况，对确保食品安全和公众健康至关重要。研究者和监管机构需关注重金属积累问题，并利用科学手段评估食品中的重金属含量。其中，原子吸收光谱法是一种基于物理化学原理的检测技术，通过分离和提取食品中的重金属元素，并在高温环境中进行原子化，重金属元素原子会吸收特定波长的光导致光强度减弱，根据减弱程度可推断重金属含量[4]。

　　2.3　食品中农药残留检测

　　农药是现代农业中必不可少的工具，能够有效地控制病虫害，保障农作物的产量和质量。然而，由于农药的稳定性和持久性，施用后会在农产品上形成残留。农作物表面具有细小的毛细结构，农药分子容易吸附在上面，难以被清洗或冲刷掉。同时，农药分子也可以渗透到农作物内部，并在植物体内进行转运和积累。长期摄入带有农药残留的食品可能导致急性或慢性中毒，并对人体的神经系统、免疫系统等产生负面影响。为了确保农产品符合安全标准，需要按照产品说明书和农药标准合理使用农药，并对农产品进行适当的清洗和预处理，以减少农药残留。因此，食品中的农药残留检测是食品安全监管的重要环节。现代食品分析技术如高效液相色谱法、气相色谱法、液相质谱联用技术等可以用来测定农产品中农药残留的含量[5]。其中，高效液相色谱法是一种基于物质在液相流动中不断分配和交换的分析技术，通过高压泵推动样品混合物通过色谱柱，从而实现目标化合物的快速分离和定量检测。在使用高效液相色谱法进行农药残留检测时，需要选择具有代表性的农产品样品，并进行样品处理，包括提取、净化和浓缩等步骤，以降低干扰物质的含量，从而提高检测的准确性和可靠性。样品经过色谱柱分离后，使用检测器进行农药化合物的定量检测，常用的检测器包括紫外/ 可见光检测器和质谱检测器。

　　2.4　病原体的检测

　　食源性病原体能够在食品中生长、繁殖或存活，并通过食品传播给人类，对公共健康构成了严重威胁，根据病原体的类型大致划分为细菌、病毒、寄生虫和真菌4 类。细菌包括沙门氏菌、李斯特菌、大肠杆菌等；病毒主要包括诺如病毒和肝炎A 病毒；寄生虫通常指弓形虫和各种肠道寄生虫；真菌主要指霉菌和酵母菌。病原体通常存在于土壤、水、空气和动物中，通过农业生产、食品加工和储存过程中的污染而进入食品中。食源性病原体会诱发食源性疾病，如食物中毒和各种肠道疾病。例如，感染沙门氏菌会导致恶心、呕吐、腹泻等症状，严重时甚至可以引起败血症和威胁生命；诺如病毒是导致急性胃肠炎的主要原因；肝炎A 病毒通过被污染的食物或水传播，可引发肝炎。因此，对食品中的病原体进行有效检测和控制是食品安全管理的关键，常用微生物学培养法、分子生物学检测法等进行病原体检测。

　　例如， 聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）能在体外扩增特定DNA 片段或RNA 片段，可用于食源性病原体的检测。该技术的发展为分子生物学、医学诊断和食品安全领域等带来革命性的影响。PCR 的基本原理是通过加热和降温循环，使DNA 模板序列在体外不断地复制，从而快速扩增目标DNA 片段。该过程需要DNA 聚合酶、两个特异性引物（即DNA 片段的起始序列）以及4 种核苷酸（A、T、C、G）作为反应材料。在运用PCR 技术进行食品病原体检测时，首先需要从食品样品中采集病原体并进行细菌裂解和核酸提取，以获取病原体的 DNA，接下来设计可与目标病原体DNA 特异性结合的引物（一小段DNA）。之后，样品中的病原体DNA 将与引物特异性结合，并在加入DNA 聚合酶的条件下进行多轮的体外扩增，每一轮PCR 循环包括DNA 的变性、引物的结合和DNA 的扩增，使目标病原体 DNA 序列增加，将PCR 扩增后的产物运用凝胶电泳技术进行分析，判断样品中是否存在目标病原体，完成病原体的检测和鉴定。

　　3　结语

　　应用食品检测分析技术对食品的安全性进行检测，可防止食源性疾病的发生，确保消费者身体健康不受影响，降低医疗保健的压力，避免食源性疾病导致的经济损失，同时保护消费者对食品安全的信心。随着科学技术的快速发展，新型食品检测技术如基于纳米技术的传感器和生物技术的检测方法，将提供更快速、更敏感和更精确的检测结果。同时，基于大数据和人工智能技术的应用，将可以有效分析和处理食品安全数据、预测食品安全风险，为食品安全管理提供更科学、更精确的决策依据。食品检测分析技术的持续进步，将在保障食品安全、促进社会经济发展，以及维护消费者权益等方面发挥更大作用。

　　参考文献

　　[1] 严亮. 食品检测分析中仪器分析法的应用研究[J]. 中国设备工程,2022(17):24-25.

　　[2] 朱敬华, 秦君. 影响食品检测准确性的相关因素及控制策略分析[J]. 食品界,2021(10):92.

　　[3] 孙若恩. 食品检测分析技术在食品安全中的应用探究[J]. 现代食品,2020(21):149-151.

　　[4] 李书霞. 食品检测技术在食品安全中的应用分析 [J]. 现代食品,2020(20):207-208.

　　[5] 方爱丽, 曹志敏. 化学仪器分析技术在食品检测的应用及其质量控制[J]. 现代食品,2020(13):83-85.