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残留和污染物检测的一些标准分析方法和特点国际食品法典委员会（CAC）美国分析化学家协会（AOAC）美国环保署（EPA）美国食品和药品管理局（FDA）美国加州食品与农业部分析化学中心（CDFA）加拿大和日本等国家注册和颁布的方法我国颁布的国家（GB），行业标准（HB），地方标准（DB）等公认的标准分析方法的特点：多组分残留分析欧盟DSG-S19一次可检测几十种残留组分FDA一次可检测100多种残留组分EPA一次可检测160种残留组分CDFA一次可检测200种CANADA一次可检测201种改进的DGS-S19一次可检测800多种食品检验部门：生产加工企业社会中介检验机构政府部门食品检验现状：农药残留兽药残留有机污染物添加剂生物毒素重要人畜疾病病原体存在的问题：目前的国标、行标检测步骤复杂、更新慢、成本高检测资源重复、水平低检验方法的准确性速测技术不完善，产业化的少目前的检测方法：生化分析：免疫分析、比色法等化学分析：仪器分析方法：光谱法、色谱法、质谱法等仪器方法检测流程：传统的技术思路、方法与仪器，如下：样品采集提取净化索氏提取、液－液、固－液、微波、超声、柱层析等仪器分析根据目标物的性质选择不同方法气相色谱挥发性化合物液相色谱不挥发、半挥发、热不稳定，极性化合物仪器检测技术痕量无机物定量无机元素形态分析气相色谱或液相色谱—电感耦合等离子体质谱联用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS）原子发射光谱（AES）原子吸收光谱（AAS）毛细管电泳—质谱（CE-MS）气相色谱—串联质谱(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）色谱液相色谱气相色谱高选择性分离单组份定性定量高效能高灵敏度检出限量低至10-1lg的物质，适于微量和痕量分析。色谱法的特点气相色谱分析系统构成气路系统，进样系统，分离系统，检测系统工作原理样品高温瞬间汽化-色谱柱分离-检测适用易挥发的小分子有机物难挥发性成分经衍生化检测气相色谱-分离系统色谱柱填充柱，毛细管柱色谱柱选择：按样品极性弱极性样品，可选OV-1，SE-30，OV-101，SE-52，SE-54中极性样品，可选OV-17，OV-1701，XE-60，OV-225，OV-210极性样品，可选PEG-20M,FFAP,OV-275,DEGS气相色谱-检测系统氢火焰离子化检测器（FID）：破坏型含碳的有机物电子捕获检测器（ECD）：非破坏型，选择性电负性强的化合物火焰光度检测器（FPD）：破坏型，选择性含硫磷的化合物热导池检测器（TCD）：非破坏型，选择性永久性气体气相色谱在食品安全检测中的应用反式脂肪酸的检测（衍生，FID)苯，氯苯，氯酚类（直接进样，FID）有机氯农药（ECD)有机磷农药（FPD)高效液相色谱法高效液相色谱仪的应用分离热不稳定和非挥发性的、离解的和非离解的以及各种分子量范围的物质。苏丹红三聚氰胺合成色素生物毒素敌敌畏双酚A水产品中土霉素、四环素、金霉素残留量的测定方法本方法为HPLC方法，最低检出浓度为0.05mg/kg、0.05mg/kg、0.1mg/kg。原理：样品经提取，SPE纯化，微孔膜过滤，直接进样，用反相色谱分离，UV检测，外表法定量。出峰顺序为土霉素、四环素、金霉素样品预处理称取5.00g肉样于50ml离心管中加入5％高氯酸溶液20ml，匀浆10分钟，振荡提取10分钟，以4000r/min离心10分钟，取上清液用0.45um滤膜过滤,在离心管残渣中再加入5%高氯酸溶液10ml,重复操作一次,合并.上清液上清液过Sep-C8柱(10ml甲醇、10ml15％EDTA－2Na溶液、20ml蒸馏水活化）过30ml蒸馏水洗去杂质，10ml甲醇洗脱洗脱液40℃水浴中氮气吹，浓缩至1ml0.45um滤膜过滤样品溶液液相条件仪器条件：HP1100＋UV检测器色谱条件：柱ZOBRBAXSB－18，4.6mmX250mm,ODS-C18(HP)检测波长:355nm柱温:37℃流速:0.8ml/min进样量:30ul流动相:乙晴/0.01M/磷酸二氢钠溶液(用磷酸调节pH2.5)26:74(V/V)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.012.013.014.015.016.017.018.019.020.0-2050100150180大豆低聚糖0601-3#14[modifiedbydell]7-1ED_1nCmin1-0.5002-1.2173-1.5344-1.7505-2.3176-2.8177-3.2678-3.5679-3.80010-4.10011-4.26712-4.63413-5.06714-5.58415-6.53416-7.60017-10.33418-12.31719-14.05020-16.81721-17.98422-19.150离子色谱技术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/柱后衍生电泳技术和现代微柱分离相结合的分析技术–高分辨率，高速度，样品用量少，成本低–非常适合水溶性或醇溶性成分的多组分分离分析应用领域化学，生命科学，临床医学和药学，特别是药物分析和分离方面得到广泛的应用。目前在食品中功能成分的分析和添加剂的检测等方面有广泛的应用高效毛细管电泳色谱色谱条件毛细管柱：有效长度为:45cm内径：50um缓冲液：硼砂20mmolL-1,SDS5mmolL-1pH7.8检测波长：214nm分离电压：15KV分析特征量样品添加回收率：97-102%，RSD5%线性范围：0.125mgmL-1至1mgmL-1最低检出限：0.05mgmL-1高效毛细管电色谱-分析实例1高效毛细管电泳法短时内同时测定咖啡因、山梨酸、苯甲酸、糖精的含量快速检测技术快速检测技术与仪器分析技术共同构成食品安全检测技术体系。1、以免疫检测为主的快速检测技术成为食品安全监管中的主要应用技术2、便携式、高集成度的快速检测装备是食品安全快速检测技术研发重点3、以芯片技术为代表的新型高通量快速检测技术发展迅速免疫分析检测技术酶联免疫分析技术（ELISA）抗原抗体特异识别反应与酶的催化放大作用相结合，酶的相应底物呈颜色反应，颜色深浅与待测标本含量成比例，标准曲线定量。1.双抗体夹心法特点：非竞争结合反应常用于抗原的检测适用于分子中具有至少两个抗原决定簇的多价抗原，而不能用于小分子半抗原的检测所用两种抗体分别针对同一个抗原分子的不同抗原决定簇2.竞争法免疫分析检测技术定性检测技术，其特点是以微孔膜作为固相载体。标记物可用酶或各种有色微粒子，定性地判别出样品是否含有某种有害物，含量是否超过规定标准。试纸条技术酶标记免疫检测：以酶作为示踪标记物以胶体金作为示踪标记物SBTCD免疫分析检测技术应用：农药：有机磷、拟除虫菊酯类、有机氯类、氨基甲酸酯类兽药类生物毒素致病菌。。。（1）新型样品前处理技术特点：专用、快速、自动化食品安全检测技术发展新趋势（a）传统的样品前处理技术:萃取：捣碎、超声、振荡、索氏提取等液-液分配：蒸馏和浓缩：缺点：费时费力，消耗大量有机溶剂（b）现代常用净化技术之:固相萃取技术（SPE）：反相（极性溶剂、非极性键合相）：C8、C18正相（非极性溶剂、极性键合相）：CN、NH2离子交换（带有电荷的化合物靠静电吸引到带有电荷的吸附剂表面）:MAX，MCX吸附（化合物与未键合填料的相互作用）Alumina-A，N，B凝胶渗析萃取（GPC）：凝胶的选择溶剂的选择色谱柱及其标定优点：简单、回收率高、能反复使用应用：有机氯、有机磷农药现代常用净化技术之:现代常用净化技术之:超临界流体萃取（SFE）：CO2、三氟甲烷萃取压力萃取温度应用；多氯联苯（PCBs）、二恶英（PCDDs/PCDFs)、多环芳烃、农药、香料等基质固相分离萃取（MSPDE）：将组织样品直接与载体-键合相混合成半固体状态优点：能同时制备、萃取和净化样品大大减少样品处理步骤、溶剂使用量和缩短处理时间应用：动物性食品中的兽药残留、氯丙醇类分析现代常用净化技术之:固相微萃取技术（SPME）：萃取转移解析排除基质对采用影响的能力；简单；减少或无溶剂消耗适于气相和液相样品的萃取，如香料、防腐剂、农药等现代常用净化技术之:现代常用净化技术之:其他：加速溶剂萃取（ASE）膜萃取免疫亲和色谱微波辅助萃取化学衍生化技术（2）超痕量分析时准确定量技术要求：采用各种净化技术去除干扰，不丢失目标化合物，检测灵敏度达到ppb-ppq级（10-9–10-15）联用技术GC/MS,GC/MS/MS,HPLC/MS/MS,ICP/MS高灵敏度、高通量、高选择性检测器同位素内标稀释定量技术（a）串联质谱技术的基本原理化合物分子被70ev的电子轰击，产生碎片离子；选择目标化合物中所具有的莫一特征碎片离子，将其隔离出来（母离子）；使用惰性分子碰撞被隔离出来的母离子，并使其碎裂成若干的小碎片离子（子离子）；对产生的子离子扫描，获得二级质谱图，使其与标准品进行对照，或与质谱库中储存的二级质谱图进行比对，最终准确确认化合物的结构。范例：串联质谱技术在食品安全分析中的应用（b）串联质谱技术的优点具有极强的抗背景干扰的能力；可以在复杂背景下目标化合物的准确鉴定，简化样品净化程序；提供丰富、准确的化合物结构的定性信息和定量结果；串联质谱技术已成为