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未来食品安全检测设备走入“基层”

行业聚焦点中国仪表网2015年06月30日 10:17人气:14646

  【中国仪表网 行业聚焦点】要想检测橘子皮表面的农药残留,不需要样品预处理,通过一种先进的表面增强拉曼仪,几分钟就可以直接检测到橘皮上的农药残留量。随着分子印迹、生物传感、基因检测、智能芯片等技术的发展及联合应用,如今食品安全检测正朝着快速、便捷、准确、灵敏的方向发展。
  

 
  安全检测是关键环节
  
  “镉大米”“毒芽菜”“假羊肉卷”“染色黑芝麻”……近年来,我国的食品安全事件层出不穷。
  
  “这与我国食品生产的工业特点不无关系。”中国科学院院士、南京大学教授陈洪渊分析指出,我国企业基数大,小规模企业比例大。数据统计,目前我国有46万家食品生产企业,日均产11亿公斤食品,而小规模企业的法制意识淡薄,这些原因造成我国食品安全事件频出。
  
  在陈洪渊看来,无论是生产线上的质量控制,还是市场上的质量检验,都需要依赖测量结果作为依据,因此,食品安全检测是保障食品安全的关键环节。
  
  陈洪渊表示,食品安全检测的主要分析对象包括以农、兽药为代表的化合物;以致病菌为代表的微生物及毒素性生物污染;以重金属为代表的有毒元素污染;潜在的非法添加物以及物理性杂物。
  
  不过,食品安全污染源的复杂性也给检测技术带来挑战。陈洪渊称,如今,食品分析呈现出四大特点:分析物种类多、成分复杂;检测水平呈微量甚至痕量级;多种物质同时分析;对毒理和病理代谢分析要求增长。
  
  为契合食品安全检测越来越复杂、越来越严格的要求,检测仪器的功能也在不断提升。比如利用拉曼光谱仪,三分钟便可检测出奶制品中三聚氰胺的含量;等离子发射光谱分析仪—质谱仪联用,可精确测量出大米中包含镉在内的大部分金属元素含量。
  
  除此之外,仿生及生物传感器、核酸适配体检测、基因检测、微生物鉴定、代谢组学等生物技术的应用,也助力食品安全检测手段向着更加灵敏、精确的方向进军。
  
  生物技术展示独特优势
  
  食品安全问题分为三大类:生物污染、化学与物理污染、掺假污染。检测技术的应用就是了解每个污染源头,对症下药,从而推出相应的解决方案。在此过程中,生物技术展示出独特优势。
  
  如今,微生物对食品的污染问题备受关注。微生物包括细菌、真菌等,有些微生物还是致病菌,对人体危害很大。来自北京出入境检验检疫局的博士曾静介绍,微生物鉴定技术在检验检疫;食品、化妆品等产品致病菌的检测;动物源性致病菌的检测;植物病原细菌、真菌的检测等工作中都起到非常关键的作用。
  
  曾静表示,目前微生物鉴定技术的发展有速度快和分型能力强两个方向。速度快的微生物鉴定技术主要以飞行时间质谱鉴定技术为典型代表,可以在数十秒内实现微生物的鉴定;分型能力强的鉴定技术主要包括各种基于DNA的鉴定技术。
  
  “而对于检验检疫工作来说,则需要根据实际情况选择合适的微生物鉴定方法。”曾静表示,为了更快速、更准确地确认病原微生物,可能需要几种鉴定方法联合使用。比如可以先利用质谱鉴定速度快的优势迅速判断致病菌,然后再利用分子生物学的手段进行分型和流行病学的调查。
  
  另外,与其他国家相比,我国重金属污染相对比较严重。大气、土壤、水体等重金属污染一旦产生,面积会不断扩大。中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员曾令文表示,由于重金属具有不可逆转性、生物积累性、难以降解、生物催化以后毒性转变等特点,残留体内会对人体的组织器官构成严重威胁。
  
  面对日益严重的重金属污染,新型生物传感器发挥了重要作用。据曾令文介绍,传统的基于大型仪器的检测方法虽然灵敏度高、特异性好,但却存在样品处理烦琐、检测成本高等不足,也不利于基层单位使用。而基于核酸酶传感器及基于荧光铜纳米颗粒的荧光传感器等新型生物传感器,则可以简单、快速地实现对重金属的检测。
  
  “利用荧光铜纳米颗粒的免标记法,在30秒内就能实现对铅离子的快速检测。”曾令文称,生物传感器不仅检测成本低,检测结果还肉眼可见,同时降低了对仪器的依赖,适合在基层实验室及现场使用。
  
  除了检测食品中的有害物质,鉴别食品真伪同样需要生物技术的把关。生命科学分析仪器公司SCIEX的应用市场发展部经理王祝伟称,高分辨精确质量质谱结合代谢组学的分析方法,是食品真伪鉴别和溯源分析的最好手段。以葡萄酒为例,通过代谢指纹图谱与代谢轮廓分析中产生的海量色谱和光谱的数据,就能够鉴定葡萄酒的种类、来源甚至酿造年份。
  
  仪器小型化成趋势
  
  实际应用将引导仪器的研发,同样,仪器研发也将推动实际应用从而解决产业问题。在中国科学院院士、厦门大学教授田中群看来,面对食品安全快速检测系统的市场需求,检测仪器在民生需求的驱动下,也将向着现场、便捷、准确、灵敏的小型化方向发展,最终满足国防安全、制造业等国家需求和食品饮料、家庭安全等百姓需求。
  
  田中群称,食品安全检测设备可以锁定在四大目标客户:市场监督部门现场执法、质检机构及实验室检测粗筛、食品加工企业自查及各大超市自检。而这就需要将复杂体系简单化,大型设备小型化,这也将是未来食品安全检测设备的发展趋势。
  
  赛默飞世尔科技中国区副总裁司马齐乐就曾指出,市场上有很多技术设备可以用于进行食品安全检测,但这些设备非常昂贵,很多厂家负担不起,同时如果使用这些设备,用户必须具备非常专业的操作知识才能掌握使用知识。所以,如何把大型设备便宜化、经济化,是检测仪器领域的主要议题。
  
  另外,面对消费者日益高涨的食品安全意识、自我保护意识,食品安全快速检测产品走进家庭也是趋势之一。
  
  据业内预计,未来几年内,对于食品安全快速检测产品而言,仅政府监管部门的需求就将达数十亿元。除此之外,食品安全检测仪器目前已普遍在食品生产、流通企业及餐饮业中得到应用,并在近期开始走向家庭用户,食品安全快速检测市场容量可期。
(本文来源:中国科学报转载请注明出处
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