鐘軍華
(江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院,江西南昌330095)
食品中存在化學污染殘留物是不可避免的現(xiàn)象,含量較低的化學污染殘留物被人體攝入后不會造成嚴重危害,但如果含量較高,則可能引發(fā)食物中毒等病癥??紤]到食品安全性問題,我國各省市(地區(qū))都建設了食品檢測部門,旨在檢測食品內(nèi)化學污染殘留物總量是否超標。但現(xiàn)代食品種類繁多,用于食品生產(chǎn)的原材料也越來越多,以往的檢測手段已不能滿足檢測要求。為了不斷更新、優(yōu)化檢測手段,有必要對其研究進展進行分析。
大部分食品成分復雜,含有的化學污染殘留物也往往不只有一種。因此在食品化學污染殘留物檢測過程中,必須確認所有物質(zhì)類型,并確定其在食品中的含量,最終根據(jù)國家標準對食品是否合格做出正確判斷。白蓮類食品以白蓮為主要原料,包含白蓮淀粉、蛋白質(zhì)及棉子糖等物質(zhì),一些生產(chǎn)廠家為了增加食品競爭力,會在加工過程中加入多種食品添加劑,并通過過濾手段來控制此類物質(zhì)的用量,因此白蓮類食品中可能會存在各種對人體健康造成威脅的物質(zhì)。為了在食品檢測中確認化學污染殘留物的總量,必須確認所有殘留物的種類及占比,并通過計算得到這些化學污染殘留物的總含量。
傳統(tǒng)的食品化學污染殘留物檢測技術(shù)一般只能對各種物質(zhì)進行逐一檢測,整個檢測工作不僅繁瑣、耗時,還可能存在技術(shù)上的沖突。因此,為了滿足現(xiàn)代食品的檢測需求,學者們正致力于研究多種物質(zhì)同時檢測技術(shù),并取得了良好成績。該技術(shù)極大地縮短了檢測流程,使食品檢測工作更加便捷。例如,研究人員借助“乙腈提取+低溫沉淀”這種典型的多種物質(zhì)同時檢測技術(shù),建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(UHPLC-MS/MS)[1]。與傳統(tǒng)檢測方法相比,該方法在檢測準確性和可靠性上有著更突出的表現(xiàn)。將其應用于白蓮淀粉產(chǎn)品的檢測中,可以成功測得殘留物成分,并能夠根據(jù)檢測結(jié)果對生產(chǎn)流程進行溯源分析。QuEChERS(Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe)提取凈化法也是一種多物質(zhì)同時檢測技術(shù),相關(guān)研究表明該方法可以確認化學污染殘留物種類及總量。目前,多物質(zhì)同時檢測技術(shù)還處于研究階段,由于不同化合物化學性質(zhì)存在較大差異,所以在現(xiàn)有技術(shù)手段下很難保障回收率和凈化率?;诖?,多物質(zhì)同時檢測技術(shù)在未來的主要研究方向就在于如何同時提高回收率與凈化率。
多物質(zhì)同時檢測技術(shù)的使用雖然使得食品檢測工作更加便捷,但是依舊不滿足檢測效率要求。因此,有很多研究人員在現(xiàn)代食品化學污染殘留物檢測技術(shù)研究中致力于提升檢測技術(shù)的速度,由此產(chǎn)生了很多快速檢測技術(shù)。目前,快速檢測技術(shù)大致分為三類:酶聯(lián)免疫分析技術(shù)、可視化技術(shù)和傳感器技術(shù)。
1.2.1 酶聯(lián)免疫分析技術(shù)
酶聯(lián)免疫分析技術(shù)是現(xiàn)代食品化學污染殘留物快速檢測技術(shù)中較為成熟的一項技術(shù),目前已經(jīng)可以投入實際檢測當中。相關(guān)應用案例表明,該項技術(shù)具備較高的兼容性,不僅可以對偶氮染料、三聚氰胺等多種化學物質(zhì)進行檢測(非同時),還可以檢測一些藥物殘留,如賽酚酞、恩諾沙星、氯霉素等。此外,該技術(shù)在性能上還有檢測速度快、靈敏度高的特征,具有較高的應用價值。但是,酶聯(lián)免疫分析技術(shù)目前還存在兩個個明顯缺陷:(1)容易受到環(huán)境溫度影響,在高溫條件下易出現(xiàn)假陰、假陽結(jié)果;(2)技術(shù)應用成本較高[2]。因此,在使用該項技術(shù)時,必須做好溫度管理工作并考慮經(jīng)濟水平。
1.2.2 可視化技術(shù)
食品化學污染殘留物檢測中的可視化技術(shù)主要參照色譜檢測技術(shù)發(fā)展而來。色譜法檢測是根據(jù)物質(zhì)顯色原理來進行判斷,這一原理下,通過改變顯色方式可使判斷更加直觀,變相提升了檢測速度。目前,可視化技術(shù)可以分為3類,分別為顯色反應、測試條以及可視化熒光。顯色反應主要利用不同類型的色譜來得出顯色結(jié)果,結(jié)合可視化設備提升顯色直觀性。例如采用免疫親和色譜檢測牛奶產(chǎn)品,可以檢測到牛奶磺胺和喹諾酮的含量。測試條主要與酶聯(lián)免疫分析技術(shù)結(jié)合使用,可以對多種化學物質(zhì)進行檢測,例如吲哚乙酸酯、氨基甲酸酯等。檢測結(jié)果可以根據(jù)測試條的藍綠變化做出準確判斷,其檢出限大約在0.05~2.00 mg/L??梢暬療晒庵饕捎眉{米材料、有機熒光材料作為探針,進行測試時將探針刺入待檢測樣品即可,可根據(jù)探針顏色的變化做出準確判斷。
1.2.3 傳感器技術(shù)
傳感器技術(shù)是根據(jù)物質(zhì)或能量的波動判斷其強度與總量,無法直接應用于食品化學污染殘留物檢測工作當中。因此通過研究開發(fā)出電化學免疫傳感器等多種以電化學反應為基礎的傳感器裝置。電化學免疫傳感器主要以電化學反應及免疫技術(shù)為主,檢測之前先對檢測目標進行預處理,再通過傳感器進行檢測即可。例如,通過預處理使烯酮抗體安置在金屬納米復合材料上,再將此類材料放置在玻碳電極上,就可以在短時間內(nèi)測得酮毒素含量。電化學免疫傳感器還可以檢測白蓮淀粉等一系列產(chǎn)品中蘇丹紅等常見物質(zhì),但需要改變操作方法。即先將固體石蠟和膨脹石墨混合加工,形成石墨碳糊電極,再通過傳感器電化學反應即可得到結(jié)果。
不同食品由于特性不同,在化學污染殘留物檢測之前,必須先進行預處理。預處理技術(shù)是否應用得當會直接影響到檢測結(jié)果,因此很多研究人員都針對檢測預處理技術(shù)展開了相關(guān)研發(fā)工作[3]?,F(xiàn)代研發(fā)工作中,滿足食品化學污染殘留物檢測要求的預處理技術(shù)有很多,其中較具代表性的有5項:在線多通道固相萃取技術(shù)(SPE)、基質(zhì)分散固相萃取技術(shù)(MSPD)、分散固相萃取技術(shù)(DSPE)、磁固相萃取技術(shù)(MSPE)、芯片固相萃取技術(shù)(CHIP-SEP)。這5項技術(shù)在性能上互有優(yōu)劣,但均適用于半揮發(fā)或不揮發(fā)物質(zhì)的檢測。表1給出了這5項預處理技術(shù)的性能優(yōu)劣對比,在具體操作時可以根據(jù)檢測要求進行選擇。
由表1可知,MSPD技術(shù)綜合性能表現(xiàn)最好,因此在檢測當中建議選擇該項技術(shù),但如果檢測要求有針對性要求,則可以根據(jù)要求來選擇其他預處理技術(shù)。
表1 五項預處理技術(shù)性能優(yōu)劣對比
檢測結(jié)果達標的食品會在食品運輸、存放等過程中發(fā)生變質(zhì),如果只單純依照檢測結(jié)果來判斷食品安全性,易導致食品安全事故發(fā)生,因此在檢測中需要進行預測,多種多樣的預測技術(shù)由此誕生。目前,化學污染殘留物檢測中的預測技術(shù)種類很多,雖互有優(yōu)劣,但差別并不明顯。綜合來說,預測技術(shù)主要是通過檢測手段來確認食品內(nèi)所有成分,再根據(jù)成分于正常環(huán)境下的變化表現(xiàn)以及變化后對食品整體質(zhì)量的影響做出預測判斷,得到食品保質(zhì)期。預測技術(shù)的出現(xiàn)給了化學污染殘留物檢測很大的發(fā)展空間,但因為污染殘留物質(zhì)種類繁多,使得人工操作很難保障檢測結(jié)果的準確。所以在研究當中針對所有預測技術(shù),都提倡信息化檢測,即借助信息化手段生成智能邏輯,再通過智能邏輯代替人工進行判斷,避免了人工差錯的產(chǎn)生。由于智能邏輯做出的判斷必須經(jīng)過人手確認才能成為最終決定,因此不存在可靠性的問題。
目前,食品化學污染殘留物檢測技術(shù)研究主要朝著兩個方向發(fā)展,即未知化合物檢測和檢測范圍擴展。
不同的化學物質(zhì)組合會帶來不一樣的結(jié)果,這種組合近乎無限,且現(xiàn)代已知的化合物并不包含所有化合物類型,因此檢測工作中依舊會遇到未知化合物的問題。未知化合物的存在導致傳統(tǒng)的針對性檢測技術(shù)無法使用,給現(xiàn)代檢測技術(shù)造成一定的困擾,因此研究人員提出了“如何在檢測工作中應對未知化合物”的問題和解決方法的構(gòu)思。有研究人員曾以橙汁為例,采用篩濾方法對樣品進行分析,確認了樣品中所有的成分以及各成分的總量,但結(jié)果顯示所有成分總量相加并不等于樣品整體,這就說明樣品中大概率含有未知化合物[4]。案例中采用的篩濾方法雖然有效,但問題在于篩濾方法并不適用于所有食品,且未知化合物的特性無法確定,因此這種方法只存在于理論中。在未來的研究中,可以借鑒該方法的思路繼續(xù)研發(fā),最終開發(fā)出準確、可靠、長效的未知化合物檢測技術(shù)。
未知化合物的存在,說明人們對化學領域的了解還不夠透徹。一味采用未知化合物檢測手段來進行檢測,只是“治標不治本”。針對此類物質(zhì)最好的方法就是將未知轉(zhuǎn)化為已知,因此就產(chǎn)生了擴展檢測范圍的研究方向?,F(xiàn)代研究中,一旦在食品化學污染殘留物檢測當中發(fā)現(xiàn)未知化合物,一般會進行取樣、保存,隨后針對此類物質(zhì)進行深度研究并為其命名,再根據(jù)研究結(jié)果開發(fā)檢測技術(shù),從而擴展檢測范圍。雖然該項研究難度較大,但一旦成功就代表著科技的進步,因此應引起重視。檢測范圍的擴展應當全方位開展,不能只針對未知化合物。因為即使是已知化合物,其在不同時間、環(huán)境等條件影響下都可能發(fā)生不可預知的變化,這些變化同樣可以作為拓展方向來進行研究。
現(xiàn)代針對食品化學污染物殘留檢測的研究主要側(cè)重于檢測技術(shù)開發(fā)、檢測效率提升和技術(shù)性能優(yōu)化3個方面,并在長期研究中取得了一定成效。各項技術(shù)在應用時存在適用條件的限制,因此在選擇時必須結(jié)合實際需求做出選擇。由于未知化合物及已知化合物未知變化的存在,研究人員需要致力于未知化合物的檢測和檢測范圍的擴展,從而不斷完善食品檢測體系。