探究食品检测技术在食品安全中的应用

食品检测技术是指通过科学手段对食品样品进行分析和评估，以确定其质量和安全性。为充分发挥保障食品安全过程中食品检测技术的应用优势，本文首先简述了食品检测技术在食品安全中的重要作用，并从色谱检测技术、光谱检测技术及化学-生物检测技术方面具体论述了技术原理和应用，以期为相关从业人员提供参考，为食品安全提供强有力的技术保障。

随着传统的贸易方式和食品加工技术的发展，食品的种类和供应渠道也变得更加丰富多样。与此同时，食品质量和安全问题不断凸显，这不仅会危及消费者的健康安全，而且会对社会经济发展带来不利影响。食品检测技术可以帮助群众鉴别和监测食品中的有害物质，确保食品的质量和安全性，并在食品生产、加工、运输和销售等环节起到至关重要的作用。因此，对不同食品检测技术及其在食品安全中的应用展开论述，对加深食品检测技术的认识，为食品安全问题的解决提供理论和实践指导具有重要意义。

1.食品检测技术在食品安全中的重要作用

食品检测技术可以监测和分析食品中的有害物质、微生物和其他污染物，以确保食品的质量和安全性。其在食品安全中的重要作用主要体现在以下几方面。一是预防食源性疾病。及时发现并排除潜在的食源性疾病风险，保障公众健康。二是检测食品添加剂和残留物。对食品中的添加剂进行检测，确保其使用安全和合规，同时可检测食品中的农药残留、兽药残留和重金属等有害物质，防止因过量残留导致的食品安全问题。三是检测食品质量和真实性。通过对食品成分、物理性状和感官特征等进行分析，检测食品的质量和真实性，防止虚假标注、掺假掺杂等不法商家的行为，保障消费者的权益。四是追溯食品来源和流通环节。通过对食品标本中特定的DNA、蛋白质或同位素进行分析，帮助确定食品的来源和流通路径，这对于食品安全事件的调查和处理具有重要意义。五是支持食品质量管理和监管。食品检测技术能为相关部门提供科学依据，监管食品企业的质量控制，推动食品生产过程中的标准化管理和质量提升，确保食品的安全和合规性。

2.色谱检测技术及其在食品安全中的应用

2.1气相色谱法

气相色谱法是一种常用的食品安全检测技术，其原理主要包括样品的挥发性化合物的分离和定量。该技术具有高分离能力、灵敏度高、分析速度快等优点，被广泛应用于食品安全领域。

相关学者在检测食品农残时利用气相色谱-质谱法，对蔬菜水果中的农药残留进行测定。具体检测流程如下：第一，收集新鲜、有代表性的蔬菜或水果样品，并使用研钵和研杵对样品进行细致的粉碎，以增加样品表面积，这有利于后续的提取和分析过程，然后将研磨后的样品进行均匀混合，使样品中的有机化合物分布更加均匀，减少分析误差，最后通过溶剂提取、固相微萃取等方法将样品中的目标有机化合物从复杂的基质中分离提取出来，富集待分析的目标化合物。第二，旋转浓缩。先将提取液放入旋转蒸发器中，然后在适当的温度和真空条件下，通过旋转蒸发器内部的加热器使溶剂迅速汽化，并通过冷凝器将汽化的溶剂重新凝结。溶剂可从提取液中分离出来，并进一步收集和处理。检测人员通过浓缩处理可去除大部分提取液中的溶剂，将残留物浓缩成较小的体积。有利于后续的分离、纯化和分析等工作。第三，气相色谱质谱分析。将经过适当样品处理的样品注入气相色谱仪中，利用化合物在固定填充物上与流动的气相相互作用来实现分离。样品在气相色谱柱中通过升温程序，不同化合物根据挥发性和亲水性等特性会以不同的速率通过柱子。第四，数据分析。通过与质谱数据库进行比对，可以确定化合物的结构和组成。检测人员根据已知标准品的浓度和相应的质谱响应因子，通过内标法或外标法进行定量分析，能够得出残留物在样品中的浓度信息。检测后发现，利用气相色谱法检测农药残留，检出农药线性范围为0.06 mg/kg-10 mg/kg，相对标准偏差为3.6%-10.5%，回收率为78%-106%。为食品农残检测提供可靠数据支持。

2.2高效液相色谱法

高效液相色谱法的原理基于溶液中分离物质的相交换作用。其主要构成包括移动相，即在色谱柱中通过溶液带动样品成分向前经过色谱柱。固定相，即均匀填充在色谱柱内的材料，通过对不同样品成分之间的相互作用进行选择性吸附和解吸附，实现样品成分的分离和检测。色谱柱，即具有一定长度和内径的管状结构，固定相填充其中。样品进入色谱柱后，各组分在色谱柱内根据其相互作用力的不同被逐渐分离出来。检测器，即用于监测样品成分在色谱柱中的逐渐流出，常见的检测器包括紫外-可见吸收检测器、荧光检测器和质谱检测器等。在分析过程中，检测人员通过调节移动相的成分、色谱柱的类型和温度等条件，能实现对不同样品成分的分离和检测。

高效液相色谱法在食品安全检测中得到了广泛的应用，如检测用于延长食品的保质期和防止微生物污染的食品添加剂。检测人员在测定食品防腐剂含量时使用高效液相色谱法，将甲醇和三乙胺混合作为流动相，避免在检测过程中出现过高的柱压和较长的保留时间的问题，以保证检测结果准确。可食用色素是食品加工过程中常用的添加剂，若过量添加，长期食用将为肝肾带来较大的负担。

高效液相色谱法检测食用色素的步骤如下：首先，将待测样品进行适当的前处理步骤，以提取出色素并去除可能干扰的成分；然后选择合适的流动相可以实现对不同食用色素的有效分离；不同色素在不同波长下表现出不同的吸光特性，选择适当的波长，可提高检测的灵敏度和特异性；根据待测样品中存在的食用色素的种类和含量，调整色谱柱的类型和操作条件，以实现对不同基质色素的准确检测。技术人员在对食品中胭脂红成分进行检测时，可选用高效液相色谱法，选择提取液为0.05 mol/L氢氧化钠溶液，经测定，样本回收率达到92.4%-95.7%。

食物中常见的真菌毒素包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素等多种类型。研究人员在食用油产品的真菌毒素组分测定中，采用乙腈-水作为提取液。经过分离纯化后，成功地检测出食用油中十余种真菌毒素，且样品的平均回收率稳定在74.6%-113.7%之间。这表明该方法具有较好的检测准确度和可重复性，能够为食用油的安全性评估提供有力支持。

3.光谱检测技术及其在食品安全中的应用

3.1红外光谱法

红外光谱法是一种非破坏性分析技术，其技术原理基于物质在红外光波段与光的相互作用。其通过测量样品与红外光之间的相互作用来获取关于样品成分和结构的信息。当红外光通过样品时，部分红外光被样品吸收，而其余光线则透过样品。这些被吸收的光的强度与样品所含化学组分的类型、数量及其分子结构有关。每种化合物都有其独特的红外吸收光谱图案，从而可以通过对比样品的红外吸收光谱与已知化合物的光谱数据库来确定样品的成分和结构信息。

在食品安全领域，红外光谱法在食品脂肪、糖类、蛋白质等成分中得到广泛应用。以检测肉制品脂肪为例，其检测流程如下。第一，检测准备。随机选择不同批次、不同供应商或不同部位的肉类样品；切碎样品增大表面积，有利于红外光的传播和吸收，从而提高测试的准确性；均匀混合样品可以避免由于不均匀分布而引起的偏差，确保样品的均匀性；调整扫描范围覆盖有关肉类组分的主要特征峰，以便获得全面的信息；分辨率在不影响信噪比的前提下，尽可能细致地捕捉和区分不同组分的红外光谱特征。第二，将处理好的样品放置在红外光谱仪的测量区域内。控制红外光源的辐射，沿着一定的波长范围发射连续谱的红外光；红外光经过样品后，会遭受不同波长红外光在样品分子中振动、转动或化学键吸收时的吸收或散射作用；由红外光谱仪收集由样品吸收或散射的红外光信息，并将其转化为红外光谱图。第三，红外光谱中的吸收峰代表不同功能团或者化学键的振动频率，使用红外光谱分析软件对光谱进行峰识别，确定吸收峰的位置和强度，有助于确认有机或无机化合物的存在和结构；通过去噪处理，使峰能更清晰可辨；进行基线校正可以消除基线的影响，使光谱更易于解释和比较。第四，成分分析。将样本数据集划分为训练集和测试集；80%的数据用于训练模型，20%的数据用于验证和评估模型性能；使用训练集的红外光谱数据和相应的脂肪含量信息来建立校准模型；使用测试集中的红外光谱数据进行预测，并将预测结果与真实的脂肪含量进行比较。检测人员通过以上步骤，能建立脂肪含量与红外光谱数据之间的校准模型，并进行主成分分析的一般流程，其用于预测未知样本的脂肪含量，并提供对红外光谱数据的理解，为保障食品质量和食品安全提供了一种高效、准确的分析手段。

3.2拉曼光谱法

拉曼光谱法基于拉曼效应完成食品检测，其通过测量样品中散射光的波长变化来获得样品分子的振动、旋转和结构信息。拉曼光谱法的优势在于其非破坏性、非接触性、快速性和无需样品处理等特点，可以用于食品中重金属等有害成分及食品掺假、食品质量和安全检测等方面。然而，该技术在一些复杂样品分析及低浓度成分的检测方面还存在挑战，需要进一步的优化和改进。

在实践应用中，有学者利用表面增强拉曼光谱法对奶粉中三聚氰胺成分进行检测。首先，进行取样并通过稀释、溶解等方法进行预处理；其次，根据被检测样品的特性和所需分析结果来确定激光波长、功率和积分时间等参数，以确保能够获得清晰的拉曼光谱信号；再次，利用拉曼光谱仪对预处理后样品进行检测，获取样品的拉曼光谱图，并保证光谱信号的质量；最后，分析测得的拉曼光谱图，对可能与三聚氰胺有关的特征峰进行查找。根据已有文献和经验，三聚氰胺通常在约675 cm-1处有显著的特征峰，初步判断样品中是否存在三聚氰胺。对于疑似存在三聚氰胺的样品，详细对比三聚氰胺的拉曼光谱法检测所获得的光谱，对样品中三聚氰胺的含量进行分析。拉曼光谱技术具有灵敏度高、非破坏性、快速等特点，在食品安全监测中有着广泛的应用前景。

4.生物化学技术及其在食品安全中的应用

4.1酶联免疫吸附法

酶联免疫吸附法原理是利用特异性抗体与抗原的结合来检测样品中的目标物质。具体检测流程如下：第一，涂布。将待检样品中的目标物质溶液加入微孔板的孔中，使其能够吸附在固相载体表面上。第二，化学处理。通过将阻断剂或洗涤液等添加到孔中，阻止非特异性物质与载体结合。第三，结合。向吸附抗原的孔中加入专门与抗原结合的一抗（抗体），使抗体与抗原发生特异性的结合反应。第四，洗涤。用洗涤液去除未结合的抗体。第五，结合检测。向已经结合一抗的孔中加入辅助抗体。第六，酶标记和染色。加入酶标记的二抗，二抗与辅助抗体发生特异性结合，形成夹心复合物。在孔中添加酶底物，使酶催化分析物产生显色反应。显色反应产生颜色或荧光信号，用于定性或定量检测。第七，数据分析。通过测量反应产生的颜色或荧光强度来确定目标物质的存在量。

酶联免疫吸附法具有高灵敏度、高特异性、快速、简单和可扩展性的特点，在食品安全领域可用于检测致病菌、过敏原、农药残留等有害物质的含量，对于保障食品的安全具有重要意义。

4.2荧光定量PCR检测法

荧光定量PCR检测法是广泛应用于食品安全领域的分子生物学技术，可以快速、准确地检测食品中的特定基因或微生物。

实践步骤：第一，将目标食品中的DNA提取出来，作为PCR的模板。第二，设计两段与目标基因序列高度特异结合的引物，形成PCR扩增的起始点。第三，将PCR管中加入引物、反应缓冲液、DNA模板和DNA聚合酶等组分。第四，在PCR仪中进行一系列的温度循环，包括三个主要步骤——变性、退火和延伸，使DNA双链解链，使引物与目标序列结合，在延伸步骤中，DNA聚合酶根据引物的模板指导，合成新的DNA链。第五，比较样品荧光信号与已知标准曲线上的荧光信号，计算出目标基因的相对含量。荧光定量PCR检测法的优点是高灵敏度、高选择性、准确可靠，并且可以同时检测多个样本。在食品安全领域，用于检测转基因成分、病原微生物、食品中的污染物等。

结语

食品检测技术在食品安全领域的应用，可以通过精准的检测手段，及时发现和控制食品中的有害物质，确保食品的质量和安全，推动食品安全监管工作的有效开展。随着科技的进步，未来相关人员应继续加强食品检测技术的研究与应用，推动食品安全技术的创新与发展，共同营造一个安全、健康的食品环境。

作者简介

李冲（1991.04-），女，回族，河南兰考人，本科；研究方向：食品检测。