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食品安全檢測技術現狀及快速檢測技術的未來
發布人:  發表日期:2022-02-23

食品安全問題最令世人關注,是熱點問題、敏感問題,有誤區也有誤導和誤解。近幾年來形勢得到根本性的好轉。

我國是食品生產和貿易大國,2006年我國規模以上食品工業總產值21586.95億元,進出口食品貿易額達404.48億美元(不包括農產品)。2006年全國食品抽查合格率為77.9%,2007年上半年合格率上升85.1%,31個省、市食品質量平均合格率89.2%,2007年下半年已上升到95%以上,而且近幾年來我國全面啟動和建設食品安全保障體系。

在第六屆中國國際科學儀器及實驗室裝備展覽會(CISILE 2008)上,中國農業科學院教授、中國儀器儀表學會常務理事、農儀學會副理事長、中國分析測試協會專家蔣士強老師所做的報告博得了聽眾的陣陣掌聲。會后,筆者對蔣士強教授進行了跟蹤訪問,就其中的一些問題進行了深入的探討。

記者:請問我國目前的食品安全標準有那些?我國的食品安全監管體系和檢驗檢測體系狀況如何?

蔣士強:2007年,中國已發布涉及食品安全的國家標準1,800余項,食品行業標準2,900余項,其中強制性國家標準650多項。

涉及的范圍包括:農產品產地環境,灌溉水質,農業投入品合理使用準則;動植物檢疫規程;良好農業操作規范;食品中農藥、獸藥、污染物、有害微生物等限量標準;食品添加劑及其使用標準;食品包裝材料衛生標準;特殊膳食食品標準;食品標簽標識標準;食品安全生產過程管理和控制標準;食品檢測方法標準;涉及糧食、油料、水果蔬菜及制品、乳與乳制品、肉禽蛋及制品、水產品、飲料、酒、調味品、嬰幼兒食品等可食用農產品和加工食品,基本涵蓋了從食品生產、加工、流通到最終消費的各個環節。

我國建立了強大的食品安全監管體系。中國政府堅持從源頭狠抓食品質量安全,完善食品監管的各項基本環節和制度,強化食品安全監管。為保障食品安全,中國政府樹立了全程監管的理念,堅持以防為主、源頭治理的工作思路,形成了“全國統一領導,地方政府負責,部門指導協調,各方聯合行動”的監管工作格局。

我國食品安全檢驗檢測體系框架基本形成。在國內食品監管方面,建立一個批具有資質的食品檢驗檢測機構,形成了“國家級檢驗機構為龍頭,省級和部門食品檢驗機構為主體,市、縣級食品檢驗機構為補充”的食品安全檢驗檢測體系。共有3913家食品類檢測實驗室通過了實驗資質認定(計量認證),檢測能力和檢測水平達到或接近國際較先進水平。

我國啟動了《全國農產品質量安全檢驗檢測體系》總投資59.06億元!妒称匪幤繁O督管理系統基礎設施項目》總投資88億元。質檢總局和工商部門也在大力完善相應的檢驗檢測體系。

在進出口食品監管方面,形成了以35家“國家級重點實驗室”為龍頭的進出口食品安全技術支持體系,全國共有進出口食品檢驗檢疫實驗室163個,專業技術人員有1,189人。

       各實驗室可檢測各類食品中的農獸藥殘留、添加劑、重金屬含量等786個安全衛生項目以及各種食源性致病菌。

       記者:請問我國的食品安全檢測技術的現狀如何?

       蔣士強:科學儀器和測試技術是保證食品安全的技術支撐。食品安全檢測技術主要包括八大類儀器與方法:檢測農藥殘留的儀器;檢測獸藥、漁藥殘留的儀器;檢測有毒有害元素及其價態分析的儀器;致病菌檢驗和細菌鑒定的儀器;轉基因農產品檢測儀器;檢測農產品品質和營養成份的儀器;樣品前處理的儀器設備;實驗室必備的中小型儀器設備。

       (一)檢測農藥殘留的儀器。包括以下幾大類。1、有機氯農殘檢測的儀器。2、有機磷農殘檢測的儀器。3、氨基甲酸酯農殘檢測的儀器。4、擬除蟲菊酯類農殘檢測的儀器。5、除草劑農殘檢測的儀器。6、農藥多殘留檢測的儀器。

       當今農藥多殘留檢測得到發達國家高度重視,我國也公佈實施8個農藥多殘留檢測的國標所用的樣品前處理技術方法各異,但所用的儀器均為GC-MS或LC-MS-MS。

       (二)檢測獸藥、漁藥殘留的儀器。獸藥大致可分15類,檢測的方法和儀器有同有異。

       參考AOAC、CAC、歐盟、日本標準及國標,農藥和獸藥殘留檢測中所需科學儀器、及我國產業狀況可歸納如下:

     (1)農殘檢測主要儀器是配有各種檢測器的GC,輔以HPLC,并用GC-MS定性和確證。(2)農殘多殘留檢測儀器均為GC-MS或LC-MS-MS。(3)獸藥殘留檢測儀器比農殘檢測擋次要求更高,一般用HPLC或GC-MS檢測,進一步用HPLC-MS和HPLC-MS-MS定性和確證。(4)國際上高端產品為Agilent、Thermo、Waters、ABI、PerkinEImer、Dionex、Varian等統領。(5)我國近幾年來在GC、HPLC、GC-MS方面取得了長足進步。如東西電子、精科、天美、伍豐、溫嶺、北分、依利特等,雖與上述國際名牌還有些差距,但我確信很適用于縣及地(市)級食品安全的初步定性和定量檢測,市場廣闊,期望國產儀器大有作為。

       (三)、檢測有毒有害元素及其價態分析的儀器

       最經典的用原子吸收光譜儀(AAS)。具有我國自主知識產權的原子熒光光譜儀(AFS)很有特色和強勢,可檢測砷、鉛、汞、錫、硒、鍺、銻等,靈敏度高、檢出限低、可多元素同時檢測,且價廉。ICP-MS高靈敏度,檢出限可達ng/ml級、已引起重視,但價格昂貴。

       元素價態不同,毒性差異很大,國外多用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLC-ICP-MS以及CE-ICP-MS儀,但價格貴。我國已批量生產的LC-AFS聯用儀,靈敏度和檢出限均能滿足農產品、食品安全檢測,且價廉。食品安全檢測中有毒有害元素檢測,基本上可用國產儀器了,尤其元素價態分析和縣、地(市)級食品安全質檢站。

       (四)、致病菌檢驗和細菌鑒定的儀器

        細菌鑒定、檢驗的方法有三大類:傳統方法、傳統法基礎上數值化方法、化學及分子生物學的方法,派生出許多方法及儀器。我國以往多用傳統的培養法,近幾年已大量引進國外新方法和儀器,較廣的是:

(1)根據碳源的代謝利用率進行鑒定,如API、ATB、VITEK等。

(2)利用抗原和抗體間專一性結合、免疫反應,檢驗致病菌,即用ELISA法,如VIDAS。

(3)運用基因檢測技術檢測病原菌,如杜邦的BAX系統,RP系統可用于溯源的。

(4)根據特征性的脂肪酸圖譜進行細菌鑒定,如Agilent開發的系統。

(5)基于表面等離子諧振(SPR)生物傳感器開發的致病菌檢驗系統,如Biacore系統。

(6)基于生物芯片為平臺,使用致病菌檢測試劑盒、檢測致病菌的系統,如我國博奧生物已開發出、可檢測12種食源性致病菌的生物芯片檢測系統

        國外著名廠家為Biomerieux、Dupont,Agilant、Biologe、GE Heailhcare和Biacore等;國內以往尚無類似的生產廠家,只有生產抑菌圈測定儀的廠家,這是極大缺陷?上驳氖2000年以來博奧生物公司(生物芯片國家工程中心),已推出了生物芯片檢測系統,中科院電子所推出了SPR系列產品。從世界范圍講,致病菌引發案例,是食品安全首位,期待有更多的國產儀器推出、占領這巨大市場。

       (五)、轉基因農產品檢測儀器

       檢測農產品中有否外源基因,分為基因水平的檢測和基因轉錄水平檢測,使用儀器按檢測程序分三部份:

    1、用于DNA樣品制備的儀器設備:試劑盒、振蕩器、離心機等。

    2、用于基因擴增的儀器設備:混合液、保真DNA聚合酶、PCR擴增儀等。

    3、分離、分析、檢定的儀器設備:電泳系統、酶標儀、定量PCR儀等。

        國外著名廠家是BI0-RAD、Thermo-Life Sciences、GE;國內尚無完整生產上述儀器的廠家,是一個缺陷。但已有生產離心機、電泳儀、酶標儀、PCR儀的企業,如天美、六一、天能、三科、朗基、博日等。

       (六)檢測農產品品質和營養成份的儀器。主要有:1、定氮儀凱氏定氮儀或杜馬斯定氮/蛋白質測定儀;2、脂肪測定儀;3、纖維素測定儀;4、牛奶、果汁檢測儀;5、糖份(糖度)檢測儀;6、近紅外農產品品質分析儀;7、食品安全快速分析儀系列(測定亞硝酸鹽、甲醛、吊白塊、二氧化硫、過氧化值和農藥殘等等)。以上幾種儀器近幾年來國內已有生產廠家,如上海纖維儀器廠、聚光科技—英賢、上海精科,吉大小天鵝等。8、氨基酸分析儀。國內尚無商品化的產品。

       (七)樣品前處理的儀器設備

       食品質量安全檢測是在極復雜的基質中(樣品中),檢測μg、ng級殘留物和污染物,傳統的樣品前處理技術已成為瓶頸,甚至無能為力,所以一系列新技術,有取代傳統技術設備的趨勢,這些新技術有:

    (1)固體萃取儀,國內的產品和使用將很快普及。

    (2)固相微萃取儀(SPME)。Varian和Supelco等公司推出了SPME全自動采/進樣方法。

    (3)基質固相分散萃取儀(MSPDE)。該技術于2000年首次提出,優點是不必進行勻漿、沉淀、離心、PH值調節等傳統方法。

    (4)超臨界流體萃取儀(SFE)。優點是不使用有機溶劑、簡便、高效、快速、選擇性強。

    (5)凝膠滲析萃取儀(GPC)。優點是純化容量大、回收率也較高,便于和其他分析儀器聯機。

        其他如微波消解萃取儀,微孔液膜萃取,納米富集材料等新技術,以及頂空、吹掃捕集,全自動加溫加壓快速溶劑萃取儀等等,都將會在食品、農產品安全檢測中發揮作用。這些樣品前處理的儀器設備在我國都已完成研發任務,通過了成果驗收,有的已進入產業化示范,已能提供性能接近國外產品的正式產品如:上海光譜、新儀、北京瑞利、豐杰華、成都科林等。這些屬需求量大、面廣的產品,盼望盡速形成產業化規模。

       (八)實驗室必備的中小型儀器設備

       以往我國建設實驗室時,僅注意大型儀器設備而忽視必備的中小型常用的配套儀器設備,造成只有一個發達的頭腦,而沒有靈巧的四肢,對此要充分關注。這些中小型儀器設備,應依不同檢測任務和功能要求,針對性地配備。我國有許多企業生產,性能也大有提升,已能基本滿足實際要求,應側重提高國產品性能,甚至外觀。

       以上所述的方法和儀器雖都屬于國內外食品安全檢測方法標準所確認的,但均存在著樣品前處理復雜、耗時、低通量、難于實現快速、簡捷、高通量,甚至現場檢測,所以快速篩查檢測技術與儀器一直得到國內外高度重視。針對不同目的,有一系列方法與儀器,從依于不同基理的試紙條、卡、測試盒,到基于色/質聯用儀的多殘留分析技術與儀器。

       記者:請您談談對我國食品、農產品安全快速檢測技術與儀器的期望。

       蔣士強:我國農產品、食品生產企業數量大、規模小、分散,且法治和自律意識很弱,而人口眾多,消費人群和梁道也多,因而構成了食品安全問題多發。除了環保因素和生產條件的客觀因素外,大多源于對農藥、獸藥、添加劑等違用、濫用。所以單靠上述一系列實驗室檢測方法和儀器是難于及時、快速而全面地從源頭監控食品安全狀況。所以速測儀有著特殊意義。速測技術的原理和儀器很多,但非常成熟和突出的不多,我國已產業化、成熟儀器更少,F就我個人看好的和有異議的五大類儀器表述如下:

(1)免疫分析方法與儀器

       包括放免、酶免、熒光免、化學發光免和膠體金標免等。農殘酶免疫檢測技術,被AOAC列為農殘檢測三大支柱技術之一,具有高特異性、準確性、快速、能檢測農藥和獸藥殘留,檢測致病菌、毒素以及轉基因檢測,檢測儀器主要是酶聯免疫儀,我國已有多家生產,該方法國內尚未能得到廣泛使用的原因是儀器功能單一且進口試劑盒太貴,而國內缺乏完善的試劑盒。

       今后宜深入研究ELISA方法的各種影響因素,并向重組抗原、多項目標物、酶的定向改造和體外分子進化以及自動化酶聯免疫技術方向發展。

(2)應對生物傳感器以及分子印跡技術等新的速測技術予以高度關注。

       生物傳感器功能多樣化、微型化、智能化、集成化、低成本、高靈敏性、高識別性和實用性特點,引起國內外高度重視。種類很多,發展最快、已廣泛應用的是SPR生物傳感器,靈敏、快速、無需標記、便捷,實時。它與其他新技術強強結合將會推出一批新型的食品安全快速篩查、檢測的方法和儀器、當今最典型的、在國外以BiacoreAB和美國TI以及Bio—RAD為代表。其中尤以Biacore、它將SPR檢測系統、生物傳感芯片、微流控系統等組合在一起,配以不同試劑盒,構成用于快速篩查和檢測獸藥殘、致病菌、毒素的系統。在我國以中科院電子所為代表已開發出三種SPR儀。發展方向是:高通量、高靈敏和便攜、小型、微型二個方面。

(3)生物芯片及微縮芯片實驗室。

        具有高通量、高靈敏度和快速等特性,國際上對其應用于食品安全、疾病診斷等方面予以極大關注。我國國家生物芯片中心等單位已開發并生產食源性致病菌檢測、食源性病毒檢測和獸藥殘留檢測的生物芯片技術平臺(儀器和試劑盒),將進一步面向現場、速測、并向微縮芯片實驗室方向發展。

(4)宜對特種電化學傳感器予以重視

電化學傳感器具有小巧、靈敏、多樣化、低成本等優點,利用特種電化學傳感器、構建食品安全快速檢測儀,國內外也都很重視,例如:將納米技術和電化學技術有機結合構建快速檢測食品中有毒有害重金屬的儀器;運用新型納米過氧化物傳感器和納米金屬/氧化物傳感器,構成快速檢測細菌總數和大腸桿菌的快速檢測儀。這三種速測儀已列入國家科技支撐項目,且已出樣機。

(5)對酶的抑制法與儀器應用的認識

國內曾把酶抑制法和儀器首推為速測技術。其實該方法早在1951年已由美國提出,1968年加拿大作了改進,我國80年代也著手研發過。近幾年,已有十幾種商品化儀器推出、推廣。鑒于該方法只能檢測有機磷和氨基甲酸酯二類農藥,且對同類而不同種農藥的抑制率差別很大,所以用統一的抑制率確定農藥殘留是否超標,必然會產生假陽性或假陰性的漏檢,可說是當前“不得已而采用的速測法”。僅適用于基層初檢,起著警示作用,發現超標現象時,必須用標準方法復測、確證,陰性反應也應按比例抽樣,用可靠的方法復測和確證。對快速檢測方法的應用,在《農產量質量安全法》第36條第二款有明確的界定。

蔣士強教授一再強調:完善的食品安全保障體系應體現為:體系的完備,法律和法規及標準的健全,機構、人員和裝備的完善,檢驗檢測技術和儀器設備的先進,監控和檢測的及時和有力。其中技術支撐是科學儀器和測試技術。


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