食品安全快速检测方法

食品安全快速检测

摘 要 食品安全隐患和食品安全问题日益严重，有效的解决食品安全问题刻不容缓，因此食品安全检测变得尤为重要。其中食品安全快速检测技术，为食品安全检测提供了重要的技术支撑，本文就食品安全快速检测技术的现状进行了简述，对免疫学技术、生物芯片、PCR技术、生物传感器技术、快速检验纸片法，色谱分析法等快速检测技术进行了介绍，对食品中非法添加剂、农、兽药残留、有毒有害元素、微生物、等易引起食品安全物质的快速检测应用情况进行了介绍，同时分析了我国快速检测技术的发展的现状和方向.

关键词

食品 快速检测技术 发展方向 随着食品安全问题的相继曝光，我国食品安全问题已成为老百姓日常关心的热点和焦点，甚至引起全球消费者的关注。为此，国家相关部门加大了食品的监管、监测力度。在食品卫生监督工作中，原先靠简单的感官检查不仅满足不了食品安全监管的需要，也缺乏执法的公信力，迫切需要新的科技手段来支撑，于是一些快速、方便、准确的快检技术得以在卫生监督工作中广泛应用。随着需求的不断增加，新的快检设备亟待破解高灵敏度、高精密度、高稳定性、高智能化，以及便携带、成本低、前处理简单、检测时间短等诸多难题。从食品快速检测技术发展方向上看，最终将向小型化、集成化、模块化、精确化、自动化、信息化方向发展。

一、 目前常用的食品安全检测技术

生物技术的快速发展，种类繁多，其中绝大部分都能应用于食品安全检测。目前比较常用的快速检测方法主要有免疫学技术、生物芯片、PCR技术、生物传感器技术、快速检验纸片法，色谱分析法等等。

1.1免疫学技术

免疫学技术是基于抗原与抗体的特异性结合反应建立的，抗原抗体结合具有高度的特异性，即一种抗原分子只能与由它刺激所产生的抗体发生特异性结合。具有快速、灵敏、特异、操作简便、无须昂贵的仪器设备和可以在采样现场分析等优点。免疫学方法包括免疫沉淀法、发光免疫分析法、电化学免疫分析法、免疫絮凝法、放射免疫分析方法和酶联免疫分析方法等各种免疫学方法。在食品检测中常用的是酶联免疫（ELISA）分析方法：ELISA是一种免疫测定（immunoassay，IA） ，其基础是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记。加入酶反应的底物后，底物被酶催化成为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，由此进行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高，间接地放大了免疫反应的结果，使得测定方法达到很高的准确性。酶联免疫（ELISA）分析方法常用于检测食品中的生物毒素包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等，以及食品中的农药残留、兽药残留。

1.2 PCR技术

PCR（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶链式反应，是指在DNA聚合酶催化下，

以母链DNA为模板，以特定引物为延伸起点，通过变性(denaturation：通过加热使模板DNA的双链之间的氢键断裂，双链分开而成单链的过程）、退火(annealling：当温度降低时，引物与模板DNA中互补区域结合成杂交分子）、延伸(extension：在DNA聚合酶、dNTPs、 Mg2 存在下，DNA聚合酶催化引物按5’→3’方向延伸，合成出与模板DNA链互补的DNA子链）等步骤，体外复制出与母链模板DNA互补的子链DNA的过程。是一项DNA体外合成放大技术，能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。PCR技术的相关技术有:锚定PCR(anchored PCR)、不对称PCR(asymmetric PCR)、反向PCR(inverse PCR）、多重PCR(multiplex PCR)、逆转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR) 、差别PCR(differential PCR)、原位PCR(In situ PCR)、荧光定量PCR(FQ-PCR)、免疫PCR等。PCR技术应用于：食源性致病菌的检测（沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、黄曲霉菌等）、食品中成分种类的检测（鉴别肉骨粉中的动物成份种类）、食品中有效成分的检测（奶粉等有效成分的鉴定）、转基因食品的鉴定（抗性筛选标记基因和报告基因）等方面。

1.3生物芯片技术

生物芯片（biochip）是20世纪90年代中期以来影响最为深远的重大科技进展之一，是融合生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的尖端技术，它可以同时对多个靶标准物进行检测，一次提供大量的检测信息，成为当今生命科学领域的热点。该技术是指采用光导原位合成法或微量点样等方法，将大分子物质比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。由于常用硅片作为固相支持物，且在制备过程模拟计算机芯片的制备技术，所以称 之为生物芯片技术。生物芯片可分为：蛋白芯片、基因芯片和芯片实验室等几种。生物芯片在食品检测中具有迅速、灵敏度高、特异性强、能够同时分析多种污染物、操作简单、无试纸化、分析仪器微型化和便携化等优点。常用于食品中毒事件的调查、食品污染生物毒素的检测、食品中污染病原菌的检测等方面。

1.4快速检验纸片法

目前已经有许多微生物检测纸片，可分别检测菌落总数、大肠菌群、霉菌、沙门菌、葡萄球菌等，这些纸片快速检测与传统检测方法之间的相关性非常好。如用大肠菌群快检纸片检测餐具的表面，操作简便、快速、省料，特异性和敏感性与发酵法符合率高。美国3M公司生产的PF（Petrilm）试纸还加入了染色剂、显色剂，增强了效果，而且避免了热琼脂法不适宜受损细菌恢复的缺陷。在大肠菌群检测方面，国际方法报告的是MPN值而不是每g食品中的大肠菌群数，PF法则可以得出精确数据。霉菌快速检测纸片采用25℃或36℃生化培养箱培养48h就可以观察结果，能够准确、快速地反映食品中霉菌的实际污染情况。纸片法与国标法在霉菌检出率上无显著性差异，且菌落典型，易判定。纸片荧光法利用细菌产生某些代谢酶或代谢产物的特点而建立的一种酶—— 底物反应法。只需检测食品中大肠菌群、大肠杆菌的有关酶的活性，将荧光产物在365nm紫外光下观察即可。同时纸片可高压灭菌处理，4℃保存，简化了实验准备、操作和判断。

1.5生物传感器技术 生物传感器(biosensor)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。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）与适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器跟据生物传感器中分子识别元件即敏感元件可分为五类：酶传感器（enzymesensor），微生物传感器（microbialsensor），细胞传感器（organallsensor），组织传感器（tis-suesensor）和免疫传感器（immunolsensor）。与传统的化学传感和离线分析技术相比，生物传感器有着许多不可比拟的优势，如高选择性、

高灵敏度、较好的稳定性、成本低、可微型化、便于携带、可以现场检测等，他作为一种新的检测手段正在迅猛发展。常应用于食品成分分析、食品添加剂分析、农药残留分析、微生物和毒素的检验、食品鲜度的检测等方面。随着检测仪器的不断成熟和检测方法的不断成熟，生物传感技术在食品快速检测领域将有更广阔的应用前景。

1.6色谱分析法 色谱分析仪是应用色谱法对物质进行定性、定量分析， 及研究物质的物理、化学特性的仪器。包括进样系统、检测系统、记录和数据处理系统、温控系统以及流动相控制系统等。现代的色谱仪具有稳定性、灵敏性、多用性和自动化程度高等特点。有气相色谱仪、高效液相色谱仪和凝胶色谱仪等。目前最常用的色谱分析方法是高效液相色谱(HPLC)，按组分在两相间分离机理的不同主要可分为：液固吸附色谱法，液液分配色谱法，化学键合相色谱法，离子交换色谱法和凝胶色谱法(体积排阻色谱法)。具有分离效能高、选择性高、检测灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点。常用于食品中黄曲霉毒素的测定、蔬菜水果中农药残留量的测定、 肉类中残留兽药量的测定、食品中各种添加剂（食品防腐剂、食品中非食用色素）含量的测定 、食品贮藏过程产生毒素的测定。高效液相色谱法在食品分析中的应用是极其广泛的, 在食品分析中高效液相色谱法是一种高效能、高灵敏度、高准确度及操作简便的分析办法。随着新型检测的问世及与计算机的联用, 高效液相色谱法将在食品分析中发挥更大的作用。

二、 食品安全快速检测技术的应用

2.1 非法食品添加剂的快速检测

目前，我国市场上常见非法添加物主要有甲醛、吊白块（次硫酸氢钠甲醛）、苏丹红、三聚氰胺、溴酸钾、罂粟壳等。快速检测方法主要有速测管法（按国标方法制成的）、试纸法、速测卡法等。常规检测项目有：奶制品的三聚氰胺检测，豆制品、粉丝、面条等的吊白块检测，水发产品的甲醛检测，辣椒制品、咸鸭蛋（蛋黄）的苏丹红检测，饮料中水溶性非食用色素检测等。

2.2食品中农药残留的快速检测

目前，市场农药主要分为有机磷类、有机氯类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类，约 2 万多个品种。在我国食品农药检测上，国家制订了《食品中农药最大残留限量》标准，对其中 136 种农药进行了严格限定，虽不同食品、不同农药限量要求不同，但残留限量基本上都小于 0.5 mg/kg。但较日本、欧盟等西方国家主要还存在检测的指标少，技术手段有限等问题。目前，农药残留检测方法主要依据国家快速检测方法，即速测卡法，因检测成本低、操作简单、快速、无需其他仪器等优点应用较普遍，其常见农药的检出限为 0-3 ～ 3.5 mg/kg，而国家标准规定的含量普遍限制在 0.5 mg/kg 以内，故快速检测结果要于国家规定残留限量。因此，可用来对食品农残测定定性和初筛。另外酶抑分光光度法、化学速测法、生物传感器、免疫分析等方法。

2.3食品中兽药残留的快速检测

我国是畜禽产品生产大国，兽药残留引起的食品安全问题也是困扰我们多年的问题。通常讲的兽药残留物，主要是抗生素、激素等 7 类药物。农业部第 235 号公告《动物性食品中兽药最高残留限量》标准中，对 94 种兽药制定了最高残留限量标准，同时规定 9 种兽药不得检出。在日常卫生监督中，兽药残留快速检测方法主要是免疫学方法，其中胶体金免疫色谱试验测定法（也叫胶体金试纸、速测卡）、酶联免疫吸附测定法使用最普及，其方法方便、敏感、特异，并设计有质控区以排除操作不当或速测卡失效带来的检测结果不准问题。目前，已有硫酸链霉素等 18 种兽药残留快速检测试剂盒以及盐酸克仑特罗等 18 种快速检

测速测卡得到广泛应用，其检测时间一般在 1 ～ 15min，检出限能达到 ng 级，检测物包括畜禽肉、鱼肉、奶制品、禽蛋、饲料等。

2.4食品中有毒有害微量元素的快速检测

食品中有毒有害的微量元素一般指对人体有显著毒性的元素，例如砷、汞、镉、铅、锌、铜、铬、钡、锑等元素，常见的汞化合物 ( 如甲基汞 )、砷化物（如砒霜）、镉（如“镉大米”）等。主要来源于工业排放及电池、电器等日常用品对环境的污染，通过植物系统迁 移转化、累积放大，最后由食入的食物和水危害到人体。目前，快速检测方法主要是试剂盒方法，适用范围主要是食物、水及中毒残留物的快速检测，该方法一般只能做到定性或半定量；还有报道生物传感

器技术、酶抑制法等方法，这些方法和技术虽现场得到运用，但稳定性、重现性、以及使用寿命短等缺点还需不断改进和加强。

2.5 食品中微生物的快速检测

从近年国家卫生部公布的食物中毒起因分析，微生物污染是食物中毒的首要因素。微生物检测涉及的指标主要有菌落总数、大肠菌群和致病菌三项。因传统检测的时效性差，在日常卫生监督中快速检测技术尤显重要，目前市场应用的快检方法多，差别大，各有优缺点。如免疫检测技术、分子生物学技术、生物传感器技术、蛋白质指纹图谱技术、快速测试片法、全自动微生物分析系统等，在检测时间上，虽较传统方法大大缩短了检测时间，但还不能满足现场卫生监督的需要

2.6 其他与食品相关的有毒有害物质的快速检测

食品快速检测中，除以上检测项目以外，还有像生物毒素、餐饮具洁净度、消毒效果评价等方面检测项目。生物毒素中，通常检测项目有：肉毒素的快检、金黄色葡萄球菌肠毒素的快检、黄曲霉素的快检、河豚毒素的快检等，方法主要以酶联免疫吸附法(ELISA)。。餐饮具洁净度检测的方法主要是三磷酸腺苷荧光检测法（ATP 法），操作简单、灵敏度、精确度都很高。

三 食品安全快速检测技术的前景

食品快速检测技术发展到今天，无论在设备的种类、数量上，还是在方法创新研究上，都有较大的发展。目前，在食品快检领域，检测项目达到 100 多种，常用的检测项目也有 60 种左右。总体看，食品安全快速检测设备的发展将呈现小型化、集成化、模块化、自动化、信息化等趋势。未来快速检测技术将向以下几个方面发展：

1. 实用、便携、模块、项目齐全的方向发展。

2. 向快速、实时的方向发展。

3. 向灵敏度、精确度更高的方向发展。

4. 样品前处理将向标准化、自动化方向发展。

四 结束语

随着社会、经济的发展，人们对健康的关切将永无止境。因此，近年食品中有害物质的残留限量被不断“刷新”，残留限量值由 mg/kg 降低到了 μg/kg，甚至不得检出，这些都对检测技术和分析仪器提出了更高要求。现有设备、方法也必然会在人们的实践中不断完善和更新，更高、更强的技术定会超出人们的预期。

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