我国食品快检技术发展现状及应用分析

◎ 武晓娟

（孝义市市场监督管理局，山西 孝义 032300）

1 快速检测技术的意义

快速检测技术作为实验室常规检测的有益补充，是食品安全监管人员的有利工具，可快速检测食品成分及食品中的有害因子如致病菌、生物毒素、农药残留、兽药残留、重金属、食品添加剂和过敏原等。

2 快速检测方法及发展现状

2.1 生物分析技术

2.1.1 免疫标记技术

免疫标记技术是将抗原抗体反应与标记技术结合对待测物进行定性定量检测的方法，具有高度精确、灵敏、特异的特点。根据不同的标记物（酶、胶体金、化学发光物质、放射性核素和荧光素）不同，可分为酶联免疫法、胶体金免疫层析法、化学发光免疫分析法、放射免疫法和荧光免疫法。

（1）酶联免疫法（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）原理是将抗原或抗体固相化及对抗原或抗体进行酶标记，根据酶作用底物后的显色变化来判断试验结果，其敏感度可达ng水平，被广泛应用于生物毒素、农药残留、兽药残留、致病微生物、食物过敏原、转基因成分和激素等的检测。目前我国已有很多种酶联免疫试剂盒、酶标分析仪以及可全自动完成ELISA试验的全自动酶免分析仪。农药残留检测方面，几乎所有农药都建立了ELISA检测方法；真菌毒素检测方面，有针对赭曲霉毒素A、黄曲霉毒素B1、T2毒素、玉米赤霉烯酮和玉米赤霉醇等多种ELISA检测试剂盒；兽药残留检测方面，有针对磺胺类、氟喹诺酮类、β类激动剂和抗生素等多种ELISA检测试剂盒。

（2）胶体金免疫层析技术以胶体金为标记物是利用抗原抗体能特异性结合的原理，在层析过程中完成这一反应，达到检测的目的。操作简单快速、无需任何附加试剂和设备、测试条成本低，可应用于快速检测兽药残留、农药残留、致病微生物、真菌毒素、过敏原和动物传染病毒[1]。目前国内已有针对重金属铅镉、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、β类激动剂、抗生素、真菌毒素和违禁添加物等的胶体金检测试纸条和胶体金检测仪。

（3）化学发光免疫分析法是以化学发光物质为标记物，结合抗原抗体的特异性反应，分析检测酶、抗原、抗体、激素、维生素、脂肪酸和药物等的分析技术。具有方便快速、灵敏度高（可测定极限达到10-17～10-19mol·L-1）、可测定浓度范围宽和试剂稳定性好等优点。目前我国已有针对β类激动剂、抗生素、真菌毒素、违禁添加物的多种化学发光检测试剂盒。

2.1.2 PCR检测技术

PCR技术原理是聚合酶链式反应，能在短期内实现基因的扩增，具有高灵敏度和强针对性。有常规PCR、多重PCR、免疫PCR、反转录PCR和实时荧光定量PCR等多种种类，可用于转基因食品检测、微生物检测、肉类识别、动物源性成分、植物源性成分测定、食品原料种类和原产地鉴定。在微生物检测方面，具有方便、快捷、准确的优点，可检测出食品中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、肉毒杆菌和乳酸菌等微生物[2]。其中实时荧光定量PCR技术在食物过敏原的检测中应用广泛。我国已有PCR仪器的研发和生产能力，配套的核心试剂生产技术也日趋成熟。

2.1.3 生物传感器技术

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，由生物识别元件、信号转换器和检测器等几部分组成。有酶传感器、微生物传感器、细胞传感器、组织传感器以及磁弛豫免疫传感器、表面等离子共振免疫传感器、纳米传感器和荧光传感器等多种类型的传感器，具有灵敏度高、选择性好、检测成本较低和简单便携等优点，应用于农兽药残留、微生物和生物毒素、食品成分、食品添加剂、食物过敏原及食品鲜度等的测定分析，在食品安全及品质控制现场和在线检测中发挥着越来越重要的作用。其中表面等离子共振生物传感器（Surface Plasmon Resonance Biosensor，SPR）检出限低、灵敏度高、检测所需时间短，在兽药、违禁药物检测中应用广泛。在农残检测方面，生物传感器比ELISA法灵敏度高、速度快、检出限低。

2.1.4 生物芯片技术

生物芯片技术将抗体有序地固定于载体上，用标记荧光抗菌素体的抗体与芯片作用，利用荧光扫描仪或激光共聚焦扫描技术，测定芯片上各点的荧光强度，通过荧光强度分析测定物质的含量，具有高通量并行性，一次可同时检测成千上万种物质，获得大量数据。按照芯片上固化的生物材料的不同，可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、多糖芯片和神经元芯片，运用最广的是基因芯片，可应用于转基因农产品、兽药残留、细菌霉菌、食源性病毒、食品营养及毒理学方面的检测。在细菌检测方面，速度快、精度高、灵敏度比PCR至少高出1个数量级；在转基因食品检测方面，比ELISA法和PCR技术检测效率高；在食品过敏原检测方面，比生物传感器和实时定量荧光PCR检测效率高。

2.2 化学分析技术

2.2.1 比色分析法

比色分析法以生成有色化合物的显色反应为基础，通过试纸颜色变化或试管中溶液颜色变化实现样品定性或定量检测。操作相对简单，结果显示直观，以试纸和试剂盒形式广泛应用于食品快检中，几乎可以检测所有的有害物质和食品成分。试纸色谱比色法用于快速测定苏丹红、瘦肉精等有害物质；试纸比色法定性农残、半定量测定食用油酸价、过氧化值等；试管比色法可半定量测定亚硝酸盐、甲醇、二氧化硫等；纳米金比色法用于抗生素残留、农药残留、违禁添加物如三聚氰胺、瘦肉精的检测。目前，我国已有一系列针对不同检测目标的多种试剂盒和便携式仪器，如磷含量农药速测卡、大肠杆菌检测纸片、硝酸盐检测试纸条、便携式甲醇速测仪、食品添加剂速测仪、农药残留速测仪以及可检测亚硝酸盐、甲醛、吊白块、二氧化硫、硼砂、人造色素、铅和氨基态氮等物质的快检试剂盒和多参数食品安全速测仪。

2.2.2 酶抑制检测技术

酶抑制检测技术是利用有机磷和氨基甲酸酯类农药对动物体内乙酰胆碱酶（Acetylcholinesterase，AChE）具有抑制作用的原理，在乙酰胆碱酯酶及其底物（乙酰胆碱）的共存体系中加入农产品样品提取液进行检测的方法。虽只能检测对AChE具有抑制作用的有机磷和氨基甲酸酯类农药，检测精度不高，有时还有假阳性，但由于方法简单、检测速度快、成本低，所以基于酶抑制法开发的农药残留检测仪广泛应用于农残快筛。

2.3 光谱检测技术

光谱检测技术具有快速无损、操作方便、高精度等特点，常用的有可见光分光光度法、荧光分光光度法、近红外光谱法和拉曼光谱法。

（1）荧光分子光谱技术是根据基态分子吸收能量后发射的荧光特性和强度对待测物进行定性或定量分析的技术。荧光光谱检测技术与其他技术结合的分析方法有同步-导数荧光光谱分析、三维荧光光谱分析、与人工神经网络技术相结合的荧光光谱分析、荧光生物传感器以及与金属纳米材料相结合的荧光光谱分析，更进一步拓宽了荧光光谱技术的应用广度[3]。荧光分光光度法灵敏度比分光光度法高2～3个数量级，选择性更好，更能满足痕量分析的需要，可应用于检测农兽药残留、食源性致病菌、食品添加剂和黄曲霉毒素等有害物质以及食用油、牛奶的成分和品质分析等。目前，应用广泛的产品主要有真菌毒素荧光仪、食用菌荧光增白剂检测仪、手持式ATP荧光检测仪等。

（2）近红外光谱法利用含氢基团（C-H、N-H、S-H）在近红外区的吸收光谱经化学计量法校正，建立校正样品吸收光谱与其成分浓度或性质之间的关系-校正模型，通过扫描样品的近红外光谱，就可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息。具有不破坏样品、不消耗化学试剂、方便快速和成本较低等优点，但不适于痕量分析。可应用于食品生产质量安全在线控制及常量分析（在线检测水分、蛋白质、脂肪含量等指标）、农产品产地鉴别、食品品种鉴别、品质鉴别、掺假鉴别，农药残留、食品成分分析等多种检测[4]。我国自主研发的手持式近红外光谱分析仪、小型近红外光谱分析仪已应用于花生油、豆油、纯牛奶中还原奶等的鉴别。

（3）表面增强拉曼光谱技术利用微量分子吸附在粗糙的纳米金属材料（金、银、铜）表面，可使待测物的拉曼信号增强106~1015倍的光谱现象实现检测，具有快速、高灵敏特性。可应用于果蔬表皮农药残留、食源性致病菌、保健食品中违禁添加药物、食品中防腐剂、色素等添加剂及非食用物质的检测[5]。热点自动捕获目标物分子的表面增强拉曼光谱方法可实现农药残留、抗生素、毒物、毒素、有机污染物、塑化剂和氨基酸等几乎所有分子的检测。商品化的便携式激光拉曼光谱仪已用于三聚氰胺、孔雀石绿、结晶紫等违禁添加剂的快速检测。

3 结语

食品安全检测对国民健康、产业发展、社会和谐有着非常重要的作用，食品快检技术可以快速发现食品中的危害因素，对食品安全监管发挥重要的支撑作用。每种快检技术都有其优缺点，选择一种合适的快检技术除了要考虑灵敏度、准确性、检测效率，还要看成本、操作难度和便携性等。快检使用的生物技术、化学分析、光谱仪器方法往往是相互融合运用的。纳米技术用于免疫学、生物学、光谱检测技术中，可提高检测的效率、灵敏度和准确性；荧光技术广泛应用于各种生物化学光谱检测方法中，大大提高了检测范围和检测灵敏度，这都成为未来研究的重点。目前，我国的食品快检技术已经有了很大的发展，但由于资金投入和研发水平有限，还需要学习国外先进知识理论，完善我国快检标准体系，继续加大对国产快速检测技术与设备的开发力度，早日普及我国专有的检测产品和技术，同时加快地级市以下快检资源的配备，使一线执法人员可以将其充分应用于食品安全监管工作中。