快速检测技术在食品安全监管中的应用分析

2024-05-30 10:46:43李翠萍马丽丽杨仲岗
中国食品 2024年10期
关键词:生物芯片胶体金食品

李翠萍 马丽丽 杨仲岗

食品安全直接关系到公共健康和社会福祉。随着食品产业的快速发展,新的挑战和风险不断浮现,尤其是食品污染和掺假问题越来越多。在此背景下,快速检测技术应运而生,为食品安全监管提供了更高效、精确的检测方法。本文将深入探讨快速检测技术在食品安全监管领域中的应用,分析其对于食品安全监管的重要性,并提出相关发展建议。

一、快速检测技术在

食品安全监管中的作用

(一)提升食品安全监管效率

传统的食品安全检测方法往往涉及繁琐的样本处理和冗长的培养周期,整个检测过程耗時较长。相比之下,快速检测技术通常在数小时内就得出结果,显著缩短检测时间。此外,许多快速检测技术还具有高度自动化和标准化的特点,能减少人为操作错误的可能性,从而提高检测的准确性和重复性。例如,生物传感器和纳米技术的应用,使监管机构能快速识别食品中的微量污染物和病原体。

(二)预防重大食品安全事件

快速检测技术能够在食品供应链早期阶段及时发现潜在的食品安全风险,从而有效预防容易引发公共健康危机的大规模食品安全事件。例如,免疫胶体金技术无需复杂的培养过程,便可以快速检测出食品中的致病菌;拉曼光谱技术可以在不破坏样品的前提下,快速鉴定食品中的添加剂和掺假成分。这些快速检测技术的应用,有助于监管机构及时发现食品安全威胁并快速采取措施,避免食品污染问题的扩散。

二、常见的快速检测技术

(一)酶抑制技术

酶抑制技术是一种广泛应用于食品安全快速检测领域的方法,主要用于检测农药残留和食品中的有害物质,其核心原理是特定化合物对酶活性的抑制作用。在实验室环境下,测量某种特定酶的活性变化,可以判断出样品中存在的潜在污染物质及其浓度。例如,在检测有机磷和氨基甲酸酯类农药残留时,通常将乙酰胆碱酯酶作为生物标志物,因为这些农药能显著抑制该酶的活性。在实验过程中,首先将标准化的酶溶液与食品样品混合在一起,然后测量酶的活性变化,酶活性的降低程度与样品中农药残留的浓度成正比。

这种方法因其高灵敏度和相对简单的操作过程,在食品安全监测中得到了广泛应用,可有效提高食品安全监管的效率和准确性。

(二)免疫胶体金技术

免疫胶体金技术主要用于检测食品中的蛋白质、病原体和其他生物大分子,其基本原理是胶体金颗粒的免疫亲和性。在实验室中,首先将特定的抗体吸附到胶体金颗粒上,然后将这些复合物与含有目标抗原的样品进行混合。当抗原与抗体结合时,胶体金颗粒会聚集在一起,导致颜色发生变化,这种变化可以通过肉眼或光谱仪观察到。例如,在检测食品中的沙门氏菌时,实验员会用到专门的抗体。当样品中含有沙门氏菌时,免疫胶体金颗粒就会发生聚集,从而改变溶液的颜色。

这种方法的优势在于操作简便、快速且成本较低,非常适用于快速筛查和现场检测,将其用于食品安全监测中,可以极大地提高检测速度和灵敏度,为及时发现并处理食品安全问题提供强有力的技术支持。

(三)纸片检测技术

纸片检测技术是一种简便、成本低廉且有效的食品安全快速检测方法,以经过特殊处理的纸片为载体,结合生物化学反应来检测食品中的特定污染物或病原体。在具体应用中,首先将化学试剂或生物识别元件(如抗体、酶或DNA探针等)涂布在纸片上,当纸片与待测食品样本接触时,样品中的目标分子就会与纸片上的生物识别元件发生特异性反应,产生可视化信号,如颜色变化。此外,纸片检测技术具有可定制性,技术人员可以根据需要选择不同的生物识别元件,满足多种检测需求。

(四)生物芯片技术

生物芯片技术是食品安全快速检测领域的一项革命性技术,能够同时检测食品样品中的多种污染物和病原体。这种技术基于微阵列平台,可以在一个小型芯片上固定数百到数千种不同的生物识别元件,如DNA、RNA、蛋白质或抗体。在具体应用中,生物芯片首先与待测食品样本进行接触,使样本中的目标分子与芯片上的识别元件结合。随后,通过各种检测方法(如荧光标记)对这些相互作用进行读取,从而快速、准确地识别出多种污染物和病原体。

生物芯片技术的一个主要优势是高通量和高灵敏度,能够在短时间内对大量样品进行综合分析。例如,在检测食品中的病原菌时,一块生物芯片可以同时检测数十种不同的细菌和病毒,极大提高检测效率。此外,生物芯片技术还具有高度的灵活性和可扩展性,可根据不同的检测需求进行定制设计。

(五)生物传感器技术

生物传感器技术是一种将生物学元件与物理化学检测系统结合使用的先进技术,广泛应用于食品安全监测领域。生物传感器由两个主要部分组成:一是生物识别元件,如酶、抗体、细胞或DNA片段,用于特异性识别目标分析物;二是转换器,用于将生物识别转换为可测量的电化学、光学或热学信号。例如,利用酶基生物传感器检测食品中的农药残留,当农药与酶相互作用时,会导致酶活性发生改变,这种变化随即被传感器的转换器部分捕捉到并转换为电信号,技术人员据此可以快速判断出样品中的农药含量。

生物传感器技术的显著优势在于其快速反应、高灵敏度和便携性,应用范围也较广泛,从微生物污染到化学污染物,其都能提供有效的监测手段。

(六)拉曼光谱技术

拉曼光谱技术是一种基于分子振动光谱的分析技术,近年来在食品安全监测领域得到了广泛应用。该技术利用拉曼散射原理,通过分析食品样品中分子振动产生的特定光谱信号,实现对食品成分和污染物的快速、无损检测。在具体操作中,技术人员将激光聚焦于样品上,光子与样品分子相互作用产生散射光,其中一部分光子会发生能量转移,形成拉曼散射,拉曼光谱仪进而对这些散射光进行捕捉,并根据其频率变化分析样品中的化学成分。该技术可以快速识别食品中的假冒伪劣成分,如非法添加的化学染料或掺假油脂。

这项技术的优势在于快速、无需预处理样品且能提供详细的化学信息,尤其适用于对食品质量和安全进行快速现场检测,为监管机构和食品生产者提供一种高效、准确的食品分析工具。

三、在食品安全监管中

应用快速检测技术的建议

(一)建立食品快检技术研发保障制度

为了更有效地利用快速检测技术进行食品安全监管,应当建立一项全面的食品快检技术研发保障制度,包括资金投入、人才培养、研发平台建设以及与实验室技术的紧密结合等方面。

首先,政府和檢测部门应加大对食品安全快检技术研发的资金支持,确保科研团队有足够的资金和资源进行创新和技术开发。其次,通过高等教育和专业培训,培养一批具有专业技能的实验师和科研人员,专注于食品安全检测技术的研究与应用。再次,需要搭建多学科交叉的研发平台,促进生物学、化学、物理学和计算机科学等领域的合作,以开发出更加高效且准确的检测技术。最后,加强实验室与产业界的合作,确保研发成果能够快速转化为实际应用。

(二)制订国际认可标准并扩大应用范围

要想制订国际认可的标准并扩大其应用范围,需要国际组织、政府监管机构和科研机构的共同努力,以确保快检技术的准确性、可靠性和普遍适用性。

首先,国际食品安全标准组织应协同各国科研机构和监管部门,共同制定一系列针对快速检测技术的标准和指南。这些标准应涵盖技术的设计、验证、操作过程以及结果解读,以确保不同国家和地区所使用的快速检测技术具有可比性和一致性。其次,在标准制定过程中,应强调实验室测试和现场验证的重要性,以保证这些标准在实际应用中的有效性和适用性。最后,鼓励国际间的技术交流和协作,互相分享最佳实践和经验,促进快速检测技术的全球化普及和应用。

(三)健全应用配套机制

为确保快速检测技术在食品安全监管中的有效应用,必须建立一个健全的应用配套机制,涉及实验室设施的建设、技术人员的培训、数据管理系统的完善以及持续的技术支持等方面。

首先,需要在全国范围内建立并升级实验室设施,配备最先进的快速检测技术设备,保证检测过程的准确性和效率。其次,对技术人员进行专业培训,内容不仅要包括操作技能,还应该包括数据解读、结果验证及质量控制等方面的专业知识。再次,建立一个全面的数据管理系统,用于记录和分析检测结果,并实现数据的标准化管理和高效共享,便于监管部门能够基于数据快速做出决策。最后,提供持续的技术支持和升级服务,以满足快速发展的检测技术和不断变化的监管需求。

(四)建立第三方快检技术产品评价制度

第三方快检技术产品评价制度是确保快速检测技术质量和性能符合标准的关键,应包括产品性能的评估、精确度测试以及市场应用的反馈收集。

首先,由独立的第三方机构对快检技术产品开展性能评估,包括灵敏度、特异性、检测限度和稳定性等关键指标。其次,进行实验室精确度测试,包括对比分析和重复性测试,以验证产品在不同条件下的一致性和可靠性。最后,收集和分析市场上的应用反馈,包括用户的使用体验、实际应用中遇到的问题以及改进建议等,促进技术的持续优化和创新。

综上所述,快速检测技术在食品安全监管中发挥着至关重要的作用,不仅有助于提高检测效率,还能显著增强预防食品安全事故的能力。通过建立健全的技术研发保障制度、制定国际标准、完善应用配套机制,以及实施第三方评价体系等策略,可以确保快速检测技术的高效应用和持续发展,为保障公共健康和食品安全提供强有力的支持。

作者简介:李翠萍(1972-),女,汉族,山东滨州人,实验师,大学专科,研究方向为农牧业产品、食品工程。

马丽丽(1975-),女,汉族,山东滨州人,讲师,大学本科,研究方向为会计学。

杨仲岗(1970-),男,汉族,山东安丘人,讲师,大学本科,研究方向为食品工程。

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