现代检测技术在食品安全检测中的应用

贺平丽

现代检测技术在食品安全检验中的应用与展望食品检验范围：营养物质：水分、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、糖、氨基酸、脂肪酸、矿物质、维生素等

有毒有害物质：农药残留、兽药残留、天然毒素、重金属、环境激素、抗营养因子、添加剂等

食品监控的重点

掺假：以次充好、以假当真有害物残留：重金属、兽药、农药等卫生指标:致病微生物、天然毒素

食品安全监管现状营养且安全是当前人们生存需求的主流全球每年发生几千万例的食品污染病例我国已采取一系列有力措施，如已颁布“农药管理条例”“兽药管理条例”“食品卫生法”，实施了“无公害食品行动计划”，并决定投资数十亿资金建立“全国农产品质量安全检验检测体系”有关法规正在制定，检测、论证体系正在完善，测试仪器正在充实，检测方法、标准正在深入研究、审定和颁布中食品监管的现状：分段管理为主、品种管理为辅初级农产品生产环节（农业部）食品生产加工环节（质监部）食品流通环节(工商部)加工、消费场所的卫生条件、卫生防护和从业人员健康卫生（卫生部）综合监督、组织协调（食品药品监督管理部门）食品监管的问题：渠道多、数量大、分散、复杂法制和自律意识很弱农药、兽药和添加剂等违用、滥用缺乏完善的食品安全风险评估体系完善的农产品、食品安全保障体系：体系、机构完备法律、法规和标准健全生产者对食品安全自律意识很强检测技术与仪器先进检测、监控及时有力农产品、食品安全检测中的一些特殊要求和复杂性检测样品是极为复杂的有机物需检测的有毒有害物的种类和组分繁多，四大类，几百种需要检测目标物的含量很低需快速、简便地定性、定量除需要检测目的物的主体之外还常涉及衍生物、降解物和区别同为异构体以及元素的价态等对当今检测方法和仪器的要求检测方法更准确、快速和方便仪器的检测器更加稳定、可靠、准确、分离和分析能力强需要一系列新型的样品前处理设备和方法采取多残分析方法采取GC-MS、LC-MS等联用技术和仪器当今今残残留留和和污污染染物物检检测测的的一一些些标标准准分分析析方方法法和和特特点点国际际食食品品法法典典委委员员会会（（CAC）美国国分分析析化化学学家家协协会会（（AOAC）美国国环环保保署署（（EPA）美国国食食品品和和药药品品管管理理局局（（FDA）美国国加加州州食食品品与与农农业业部部分分析析化化学学中中心心（（CDFA）加拿拿大大和和日日本本等等国国家家注注册册和和颁颁布布的的方方法法我国国颁颁布布的的国国家家（（GB），，行行业业标标准准（（HB），，地地方方标标准准（（DB）等等公认认的的标标准准分分析析方方法法的的特特点点：：多组组分分残残留留分分析析欧盟盟DSG-S19一次次可可检检测测几几十十种种残残留留组组分分FDA一次次可可检检测测100多种种残残留留组组分分EPA一次次可可检检测测160种残残留留组组分分CDFA一次次可可检检测测200种CANADA一次次可可检检测测201种改进进的的DGS-S19一次次可可检检测测800多种种食品品检检验验部部门门：：生产产加加工工企企业业社会会中中介介检检验验机机构构政府府部部门门食品品检检验验现现状状：：农药药残残留留兽药药残残留留有机机污污染染物物添加加剂剂生物物毒毒素素重要要人人畜畜疾疾病病病病原原体体存在在的的问问题题：：目前前的的国国标标、、行行标标检检测测步步骤骤复复杂杂、、更更新新慢慢、、成成本本高高检测测资资源源重重复复、、水水平平低低检验验方方法法的的准准确确性性速测测技技术术不不完完善善，，产产业业化化的的少少目前前的的检检测测方方法法：：生化化分分析析：：免免疫疫分分析析、、比比色色法法等等化学学分分析析：：仪器器分分析析方方法法：：光光谱谱法法、、色色谱谱法法、、质质谱谱法法等等仪器器方方法法检检测测流流程程：：传统统的的技技术术思思路路、、方方法法与与仪仪器器，，如如下下：：样品品采采集集提取取净净化化索氏氏提提取取、、液液－－液液、、固固－－液液、、微微波波、、超超声声、、柱柱层层析析等等仪器器分分析析根据据目目标标物物的的性性质质选选择择不不同同方方法法气相相色色谱谱挥发发性性化化合合物物液相相色色谱谱不挥挥发发、、半半挥挥发发、、热热不不稳稳定定，，极极性性化化合合物物仪器器检检测测技技术术痕量量无无机机物物定定量量无机机元元素素形形态态分分析析气相相色色谱谱或或液液相相色色谱谱—电感感耦耦合合等等离离子子体体质质谱谱联联用用电感感耦耦合合等等离离子子体体质质谱谱(ICP-MS）原子子发发射射光光谱谱（（AES）原子子吸吸收收光光谱谱（（AAS）毛细细管管电电泳泳—质谱谱（（CE-MS）气相相色色谱谱—串联联质质谱谱(GC-MS/MS)色谱—质谱联用高效液相色谱—串联质谱（LC-MS/MS）高效液相色谱—质谱（LC-MS）气相色谱—质谱（GC-MS）色谱谱液相相色色谱谱气相相色色谱谱高选选择择性性分离离单单组组份份定定性性定定量量高效效能能高灵灵敏敏度度检出出限限量量低低至至10-1lg的物物质质，，适适于于微微量量和和痕痕量量分分析析。。色谱谱法法的的特特点点气相相色色谱谱分分析析系统统构构成成气路路系系统统，，进进样样系系统统，，分分离离系系统统，，检检测测系系统统工作作原原理理样品品高高温温瞬瞬间间汽汽化化-色谱谱柱柱分分离离-检测测适用用易挥挥发发的的小小分分子子有有机机物物难挥挥发发性性成成分分经经衍衍生生化化检检测测气相相色色谱谱-分离离系系统统色谱谱柱柱填充充柱柱，，毛毛细细管管柱柱色谱谱柱柱选选择择：：按按样样品品极极性性弱弱极极性性样样品品，，可可选选OV-1，SE-30，OV-101，SE-52，SE-54中极极性性样样品品，，可可选选OV-17，OV-1701，XE-60，OV-225，OV-210极性性样样品品，，可可选选PEG-20M,FFAP,OV-275,DEGS气相相色色谱谱-检测测系系统统氢火火焰焰离离子子化化检检测测器器（（FID）：：破坏坏型型含碳碳的的有有机机物物电子子捕捕获获检检测测器器（（ECD）：：非破破坏坏型型，，选选择择性性电负负性性强强的的化化合合物物火焰焰光光度度检检测测器器（（FPD）：：破坏坏型型，，选选择择性性含硫硫磷磷的的化化合合物物热导导池池检检测测器器（（TCD）：：非破破坏坏型型，，选选择择性性永久久性性气气体体气相相色色谱谱在在食食品品安安全全检检测测中中的的应应用用反式式脂脂肪肪酸酸的的检检测测（（衍衍生生，FID)苯，，氯氯苯苯，，氯氯酚酚类类（（直直接接进进样样，，FID）有机机氯氯农农药药（（ECD)有机机磷磷农农药药（（FPD)高效效液液相相色色谱谱法法高效效液液相相色色谱谱仪仪的的应应用用分离离热热不不稳稳定定和和非非挥挥发发性性的的、、离离解解的的和和非非离离解解的的以以及及各各种种分分子子量量范范围围的的物物质质。。苏丹丹红红三聚聚氰氰胺胺合成成色色素素生物物毒毒素素敌敌敌畏畏双酚酚A水产产品品中中土土霉霉素素、、四四环环素素、、金金霉霉素素残残留留量量的的测测定定方方法法本方方法法为为HPLC方法法，，最最低低检检出出浓浓度度为为0.05mg/kg、、0.05mg/kg、、0.1mg/kg。。原理理：：样品品经经提提取取，，SPE纯化化，，微微孔孔膜膜过过滤滤，，直直接接进进样样，，用用反反相相色色谱谱分离离，，UV检测测，，外外表表法法定定量量。。出出峰峰顺顺序序为为土土霉霉素素、、四四环环素素、、金金霉霉素素样品品预预处处理理称取取5.00g肉样样于于50ml离心心管管中中加入入5％％高高氯氯酸酸溶溶液液20ml，，匀浆浆10分分钟钟，，振振荡荡提提取取10分分钟钟，，以4000r/min离心心10分分钟钟，，取取上上清清液液用用0.45um滤膜膜过过滤滤,在离离心心管管残残渣渣中中再再加加入入5%高高氯氯酸酸溶溶液液10ml,重复复操操作作一一次次,合合并并.上清清液液上清清液液过Sep-C8柱(10ml甲醇醇、、10ml15％％EDTA－－2Na溶液液、、20ml蒸馏馏水水活活化化））过30ml蒸馏馏水水洗洗去去杂杂质质，，10ml甲醇醇洗洗脱脱洗脱脱液液40℃℃水水浴浴中中氮氮气气吹吹，，浓浓缩缩至至1ml0.45um滤膜膜过过滤滤样品品溶溶液液液相相条条件件仪器器条条件件：HP1100＋＋UV检测测器器色谱谱条条件件：：柱ZOBRBAXSB－－18，，4.6mmX250mm,ODS-C18(HP)检测测波波长长:355nm柱温温:37℃℃流速速:0.8ml/min进样样量量:30ul流动动相相:乙乙晴晴/0.01M/磷酸酸二二氢氢钠钠溶溶液液(用用磷磷酸酸调调节节pH2.5)26:74(V/V)离子子色色谱谱技技术术10911-01无机阴离子HPIC/抑制电导,HPIC/安培检测,HPLC/UVDionex技术被测物类型无机阳离子HPIC/抑制电导有机酸HPIC/抑制电导,HPLC/UV+安培检测脂肪胺HPIC/抑制电导,HPIC-脉冲安培检测,HPLC/UV

糖类HPAE-脉冲安培检测，

HPLC/折光指数醇类/醛类HPAE-脉冲安培检测,HPLC/UV,HPLC/折光指数脂肪酸,甘油三酸酯HPIC/抑制电导,HPLC/RI易电离农药HPIC，HPLC/抑制除盐+质谱过渡金属HPIC/柱后衍生电泳泳技技术术和和现现代代微微柱柱分分离离相相结结合合的的分分析析技技术术高分辨辨率，，高速速度，，样品品用量量少，，成本本低非常适适合水水溶性性或醇醇溶性性成分分的多多组分分分离离分析析应用领领域化学，，生命命科学学，临临床医医学和和药学学，特特别是是药物分分析和和分离离方面面得到到广泛泛的应用用。目目前在在食品品中功功能成成分的分析析和添添加剂剂的检检测等等方面面有广泛泛的应应用高效毛毛细管管电泳泳色谱谱色谱条条件毛细管管柱：有效长长度为为:45cm内径：：50um缓冲液液：硼硼砂20mmolL-1,SDS5mmolL-1pH7.8检测波波长：：214nm分离电电压：：15KV分析特特征量量样品添添加回回收率率：97-102%，RSD<5%线性范范围：：0.125mgmL-1至1mgmL-1最低检检出限限：0.05mgmL-1高效毛毛细管管电色色谱-分析实例1高效毛毛细管管电泳泳法短短时内内同时时测定定咖啡啡因、、山梨梨酸、、苯甲甲酸、、糖精精的含含量快速检检测技技术快速检检测技技术与与仪器器分析析技术术共同同构成成食品品安全全检测测技术术体系系。1、以免免疫检检测为为主的的快速速检测测技术术成为为食品品安全全监管管中的的主要要应用用技术术2、便携携式、、高集集成度度的快快速检检测装装备是是食品品安全全快速速检测测技术术研发发重点点3、以芯片片技术术为代代表的的新型型高通通量快快速检检测技技术发发展迅迅速免疫分分析检检测技技术酶联免免疫分分析技技术（（ELISA）抗原抗抗体特特异识识别反反应与与酶的的催化化放大大作用用相结结合，，酶的的相应应底物物呈颜颜色反反应，，颜色色深浅浅与待待测标标本含含量成成比例例，标标准曲曲线定定量。。1.双抗体夹夹心法法特点：：非竞争争结合合反应应常用于于抗原原的检检测适用于于分子子中具具有至至少两两个抗抗原决决定簇簇的多多价抗抗原，，而不不能用用于小小分子子半抗抗原的的检测测所用两两种抗抗体分分别针针对同同一个个抗原原分子子的不不同抗抗原决决定簇簇2.竞争法法免疫分分析检检测技技术定性检检测技技术，，其特特点是是以微微孔膜膜作为为固相相载体体。标标记物物可用用酶或或各种种有色色微粒粒子，，定性性地判判别出出样品品是否否含有有某种种有害害物，，含量量是否否超过过规定定标准准。试纸条条技术术酶标记记免疫疫检测测：以以酶作作为示示踪标标记物物以胶体体金作作为示示踪标标记物物SBTCD免疫分分析检检测技技术应用：：农药：：有机机磷、、拟除除虫菊菊酯类类、有有机氯氯类、、氨基基甲酸酸酯类类兽药类类生物毒毒素致病菌菌。。。。（1）新型型样品品前处处理技技术特点：：专用用、快快速、、自动动化食品安安全检检测技技术发发展新新趋势势（a）传统统的样样品前前处理理技术术:萃取：：捣碎碎、超超声、、振荡荡、索索氏提提取等等液-液分配配：蒸馏和和浓缩缩：缺点：：费时时费力力，消消耗大大量有有机溶溶剂（b）现代代常用用净化化技术术之:固相萃萃取技技术（（SPE）：反相（（极性性溶剂剂、非非极性性键合合相））：C8、C18正相（（非极极性溶溶剂、、极性性键合合相））：CN、NH2离子交交换（（带有有电荷荷的化化合物物靠静静电吸吸引到到带有有电荷荷的吸吸附剂剂表面面）:MAX，MCX吸附（（化合合物与与未键键合填填料的的相互互作用用）Alumina-A，N，B凝胶渗渗析萃萃取（（GPC）：凝胶的的选择择溶剂的的选择择色谱柱柱及其其标定定优点：：简单单、回回收率率高、、能反反复使使用应用：：有机机氯、、有机机磷农农药现代常常用净净化技技术之之:现代常常用净净化技技术之之:超临界界流体体萃取取（SFE）：CO2、三氟氟甲烷烷萃取压压力萃取温温度应用；；多氯氯联苯苯（PCBs）、二二恶英英（PCDDs/PCDFs)、多环环芳烃烃、农农药药、香香料等等基质固固相分分离萃萃取（（MSPDE）：将组织织样品品直接接与载载体-键合相相混合合成半半固体体状态态优点：：能同同时制制备、、萃取取和净净化样样品大大减减少样样品处处理步步骤、、溶剂剂使用用量和和缩短短处理理时间间应用：：动物物性食食品中中的兽兽药残残留、、氯丙丙醇类类分析析现代常常用净净化技技术之之:固相微微萃取取技术术（SPME）：萃取转移解析排除基基质对对采用用影响响的能能力；；简单单；减减少或或无溶溶剂消消耗适于气气相和和液相相样品品的萃萃取，，如香香料、、防腐腐剂、、农药药等现代常常用净净化技技术之之:现代常常用净净化技技术之之:其他：：加速速溶剂剂萃取取（ASE）膜萃取取免疫亲亲和色色谱微波辅辅助萃萃取化学衍衍生化化技术术（2）超痕痕量分分析时时准确确定量量技术术要求：：采用用各种种净化化技术术去除除干扰扰，不不丢失失目标标化合合物，，检检测灵灵敏度度达到到ppb-ppq级（10-9–10-15）联用技技术GC/MS,GC/MS/MS,HPLC/MS/MS,ICP/MS高灵敏敏度、、高通通量、、高选选择性性检测测器同位素素内标标稀释释定量量技术术（a）串联联质谱谱技术术的基基本原原理化合物物分子子被70ev的电子子轰击击，产产生碎碎片离离子；；选择目目标化化合物物中所所具有有的莫莫一特特征碎碎片离离子，，将其其隔离离出来来（母母离子子）；；使用惰惰性分分子碰碰撞被被隔离离出来来的母母离子子，并并使其其碎裂裂成若若干的的小碎碎片离离子（（子离离子））；对产生生的子子离子子扫描描，获获得二二级质质谱图图，使使其与与标准准品进进行对对照，，或与与质谱谱库中中储存存的二二级质质谱图图进行行比对对，最最终准准确确确认化化合物物的结结构。。范例：：串联联质谱谱技术术在食食品安安全分分析中中的应应用（b）串联联质谱谱技术术的优优点具有极极强的的抗背背景干干扰的的能力力；可以在在复杂杂背景景下目目标化化合物物的准准确鉴鉴定，，简化化样品品净化化程序序；提供丰丰富、、准确确的化化合物物结构构的定定性信信息和和定量量结果果；串联质质谱技技术已已成为为了质质谱分分析技技术的的发展展趋势势。（c）应用用：多多组分分快速速检测测农药残残留；；可同同时分分析水水果、、谷物物、蜂蜂蜜、、肉类类中的的400多种农农药残残留，，总运运行时时间30min，线性性范围围：0.5-500ng/mL兽药残残留；；硝基基呋喃喃类(0.01ppb)、氯霉霉素（（50ppt）、青青霉素素类2-受体激激动剂剂类:克伦特特罗等等常用用的30多种（（0.5ug/kg）色素：：孔雀雀石绿绿（10fg/mL）、苏苏丹红红（0.1-0.5ng/mL）等其他：：三聚聚氰胺胺及其其类似似物(50pg/mL)

电感耦耦合等等离子子体质质谱上世纪纪80年代初建立立的一一种将将等离离子体体与四四级质质谱仪仪相连连接的的分析析仪器器。电感磁磁场与与氦气气作用用产生生高达达7000K的高温温等离离子体体,基本上上能使使所有有元素素电离离成单单电荷荷的离离子,然后进进入质质谱仪仪,定性和和定量量检测测各种种一定定质荷荷比的的离子子灵敏度度高，，一般般检出出限可可达ppb级线性范范围宽宽,一般浓浓度范范围跨跨越五五个数数量级级选择性性高,元素之之间测测定相相互干干扰少少操作快快速,并能进行行多元素素分析有同位素素信息在一定质质量数范范围内,仪器能提提供稳定定均匀的的响应。。电感耦合合等离子子体质谱谱主要特点点应用ICP-MS已广泛应应用于生生物样品品、环境境样品、、药物样样品、食食品样品品和稀土土元素等等方面的的分析研研究利用ICP-MS测定饲料料中的铜铜、锌、、铁、锰锰、铬、、镉、铅铅、砷和和硒等微微量元素素，回收收率在86%～115%，检出限限达到10-9级。饲料中16种磺胺残残留检测测方法本方法为为RRLC-MS/MS方法，最最低检出出浓度为为0.2-20原理：以16种最常用用的长效效、高效效SAs作为分析析目标,经提取、、净化、、反相超超快速高高效液相相色谱柱柱分离后后,利用串联联质谱多多反应监监测(MRM)模式的选选择性和和特异性性,克服基质质干扰,建立了饲饲料中16种SAs的定性定定量检测测方法。。样品提取取称取5.00g饲料于150ml锥形瓶中中加入50mL乙腈，盖好盖，，振荡提提取25分钟，4C下，以8000r/min离心10分钟，，取上清清液备用用上清液上柱过碱性氧氧化铝柱柱(先用用5mL乙腈活化化）上5-10mL上清液淋洗用5mL乙腈淋洗洗上机洗脱用5mL10%乙腈-甲酸水溶溶液洗脱脱0.45um滤膜过滤滤样品净化化分析条件件仪器条件件：agilent1200RRLC+6460MS/MS色谱条件件：色谱柱为为AgilentXTerra®plusC18，2.1mm××100mm，粒度1.7μμm；柱温为为30C；流速为0.3mL/min,进样量为为10μL流动相梯梯度洗脱脱，运行行时间12min质谱条件件：电喷喷雾离子子源（ESI+）；检测测方式，，多反应应检测（（MRM）；雾化气温温度350C，雾化气气气流5L/min;鞘气温度度400C，鞘气气流流12L/min；毛细管管电压3500V；去簇电压压、碰撞撞能等优优化到最最高灵敏敏度测定结果果16种SAs的定量检检测限为为0.2～20μg/kg。一般饲饲料中SAs的含量在在mg/kg(10-6)级时,方能对作作用动物物产生药药理应答答,因此此定定量限可可满足检检测要求求。磺胺混合合标准品品色谱图图（3）全未知知样品的的系统分分析:目的：用用先进的的定性技技术和软软件分析析技术对对全未知知的食品品样品进进行残留留筛查查常见仪器器：气相色谱谱飞行时时间质谱谱（GC/MS-TOF）液相色谱谱离子阱阱飞行时时间质谱谱（LC/IT-TOF）液相色谱谱四级杆杆飞行时时间质谱谱(LC-Q-TOF）全二维气气相色谱谱飞行时时间质谱谱（GC/GC-TOF）全二维气气相色谱谱/飞行时间间质谱的的应用精油组成成成分的的分析Adahchour等采用顶顶空固相相微萃取取和GC×GC对大蒜挥挥发性香香味成分分进行了了分析，，发现了了大蒜中中更为详详尽的具具有芳