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國產(chǎn)科學儀器設備在食品質量安全檢測中大有可為
點擊次數(shù)：187 發(fā)布時間：2014-11-29
國產(chǎn)科學儀器設備在食品質量安全檢測中大有可為
前言
食品安全是前題，質量(品質)即營養(yǎng)價值是基本要求，確保健康是*目的，而儀器和檢測技術是檢測、監(jiān)管、保障食品質量安全的技術支撐。過去我說過半句對、半句錯的話，即：食品質量安全檢測中，是在樣品復雜、多樣的條件下，在極為復雜的基質中檢測微量、痕量甚至超痕量的有毒有害污染物或復雜多變的生物性污染。這就極易產(chǎn)生誤導，被認為不論檢測何種目標物和那一級別檢測單位，都必需用儀器，其實只省、部級檢測監(jiān)管部門、科研單位和第三方檢測機構，為了確證農(nóng)獸藥等化學污染殘留物、代謝物和進行多殘留分析及檢定復雜的微生物和毒素污染時,才需裝備儀器。大蛋糕的這部份，由上的*與國內(nèi)將逐步推出的新產(chǎn)品共享吧!而對于大量食品質量安全檢測項目而言，大多涉及常量和微量檢測分析，且據(jù)報道，新修訂的《食品安全法》即將頒布執(zhí)行，其中有諸多新亮點，明確“預防為主、風險管理、全程控制、社會共治的原則”，“食品生產(chǎn)經(jīng)營者是食品安全*責任人”，增加了大力加強嚴厲的法治條款,并將食品安全監(jiān)管工作覆蓋到縣級和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這就為構建從源頭抓起的食品質量安全檢測、監(jiān)管、保障體系奠定了法律基礎。對于縣(巿)級及其以下的檢測機構和生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)的自律性檢測、監(jiān)控，應根據(jù)其任務、應具有的能力以及與上級檢測檢驗機構的有機銜接，依據(jù)國家標準和行業(yè)標準，國產(chǎn)的科學儀器設備已能絕大部份勝任縣(市)級和基層的食品和農(nóng)產(chǎn)品質量安全檢測要求，在此我呼吁有關部門的*和科技界同仁們，要珍惜納稅人的錢，謹慎運用，達到既能完成所承擔的任務，又能拉動內(nèi)需。現(xiàn)讓我們逐項進行盤點。
項檢測任務所用的儀器設備和可用國產(chǎn)儀器設備的典型生產(chǎn)廠家
1 農(nóng)藥殘留檢測
1.1 所需的核心儀器：傳統(tǒng)、zui主要使用的儀器是氣相色譜(GC)、液相色譜(HPLC)、毛細管區(qū)帶電泳(CZE)、薄層色譜(TLC)等。我國多以GC和HPLC為基礎。部份財政狀況*縣級檢測單位，為了確證(定性分析)，應用國產(chǎn)的色-質聯(lián)用(GC-MS)也已足夠了，地(市)級以上檢測單位，才需LC-MS甚至GC-MS-MS。
1.2 我國GC的開發(fā)較早，技術性能己不斷提升，當今如東西電子、福立、上海儀電、天瑞、天美、聚光、舜宇、上?？苿?chuàng)、川儀、北分瑞利等，近幾年推出的產(chǎn)品性能與幾個*的中、產(chǎn)品相近，包括所配置的檢測器(FPD、NPD、PFPD、ECD)。
1.3 我國HPLC技術的引進也不晚，但產(chǎn)品的性能近幾年才得到大幅度提髙，如普源、伍豐、東西電子、天美、福立、依利特、聚光、舜宇、通微、精科、通恒等。
1.4 離子色譜和薄層色譜，近年國產(chǎn)品水平提升很快，代表性的廠家廠有通微、盛瀚、普仁、皖儀、上?？普艿?。
1.5 色-質聯(lián)用儀，東西電子是早推出GC-MS，并在農(nóng)殘分析上做了不少推廣應用，接著普析、天瑞、聚光、舜宇等也推出GC-MS和LC-MS，聚光還推出GC-MS-MS。我國色-質聯(lián)用儀正在著力進行農(nóng)殘分析的應用開發(fā)和示范推廣。
2 獸藥、漁藥殘留檢測
2.1 獸、漁藥殘留多達21類，且大多為大分子，結構和生化性質復雜?，F(xiàn)代除少量應用GC、TLC和各種免疫分析法,作快速篩之外，已廣泛使用、高分辨率的LC和能可靠確證和多殘分析的各種色-質聯(lián)用儀：GC-MS、LC-MS、GC-MS-MS和LC-MS-MS。
2.2 國產(chǎn)/超LC和GC-MS，近幾年已有普源、伍豐、溫立、天美、東西電子、天瑞、聚光、舜宇、普析等推出相當?shù)闹袚醍a(chǎn)品，已逐步得到應用單位認可。LC-MS、GC-MS-MS正在進一步提升技術性能，而LC-MS-MS尚缺成熟的國產(chǎn)品。
3 添加劑、非法添加物檢測
3.1 原衛(wèi)生部負責,有關部門配合，至2010年清理、整合并公布了165項食品添加劑的國家標準，其中有95項添加劑不僅有安全標準，還含鑒別、檢測和仲裁法。
3.2 合法使用的添加劑的含量多為常量級，少部份微量級，所以檢測、仲裁方法和儀器，即用常量和部份微量級的的檢測儀器就夠了，以其采用率排序，大致如下：滴定儀、水分計、重量法(烘箱與天平)、酸度計、熔點儀、比色計、分光儀、UV、紅外、旋光儀、紙層析、薄層色譜、離子選擇電極等，即使成分較復雜時，用一般的LC和GC即可。涉及元素分析時，用原子吸收和原子熒光。上述儀器我國生產(chǎn)企很多很多，不少產(chǎn)品的性能與國外產(chǎn)品極相近，在此不詳列了。
3.3 原衛(wèi)生部公布了《食品中可能違法添加的非食用物質名單》47種和《食品中可能濫用的食品添加劑品種名單》22種。檢測非法添加物的難點在于非法添加物品種多，且未知，所以總是在發(fā)生食品安全事件后，需要應用快速、高通量、高分辨率、多目標物的篩查技術與儀器才能勝任，如超，高分辨率的GC、LC、GC-MS-MS、LC-MS-MS，其中MS是采用雜交、重組、磁高分辨率等新技術。這方面我國產(chǎn)儀器尚不成熟，但近年有多種儀器列入國家重大開發(fā)專項。需特別指出的是：對于國家食品安全監(jiān)管部門已發(fā)現(xiàn)，并布署全面篩查的非法添加物，如三聚氰胺等，國家頒布的檢測方法和所用的儀器，國產(chǎn)儀器設備能勝任。
4 有毒有害元素及其價態(tài)檢測
4.1 有毒有害元素檢測方法與儀器：早先有用溶出伏安法和分光光度儀，如今絕大多用原子吸收光譜儀(AAS)和原子熒光光譜儀(AFS)。AFS可用于檢測砷、鉛、汞、錫、硒、鍺、銻等元素，靈敏度高、檢出限低、并可多元素同時檢測，且價廉。電感耦合等離子發(fā)射光譜—質譜聯(lián)用儀(ICP-MS)，檢出限可達ng/L級水平。我認為基層檢測機構,應用國產(chǎn)的AAS和AFS已足夠了。
4.2 從食品安全角度看，僅檢測有害元素含量是不夠的，因同一種元素的價態(tài)(形態(tài))不同，毒性差異很大，如甲基汞的毒性是無機汞的100倍， Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ) 要高100倍，國外多采用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLC-ICP-MS以及CE-ICP-MS儀，后兩種儀器雖較，但價格很貴。近幾年我國成功開發(fā)并批量生產(chǎn)的LC-AFS聯(lián)用儀，其靈敏度、檢出限等均能滿足農(nóng)產(chǎn)品、食品安全檢測的國家和行業(yè)標準要求，且價廉，很適合我國情。
4.3 我國生產(chǎn)AAS的基礎較好，如瑞利、東西、普析、上光、上海儀電、天美、聚光、天瑞、高密等廠家，均能生產(chǎn)中、AAS。AFS是我國具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，且能生產(chǎn)AFS與LC聯(lián)用的價態(tài)分析儀，典型的廠家如吉天、海光、東西電子、銳光、天津港東等。近年來天瑞、東西電子等廠家推出ICP和ICP-Ms，正著力于應用開發(fā)和示范推廣。
5 致病菌檢驗和細菌鑒定的方法與儀器
5.1 食源性食品安全事件中，有40%以上是致病菌引發(fā)的 ，有類致病菌，每一類又分許多種，毒性和發(fā)病率差別很大，如大腸埃希菌中0157等致病率很高。
5.2 傳統(tǒng)的細菌污染指標是：菌落總數(shù)和大腸菌群，在安全衛(wèi)生學上的意義是反應細菌污染程度、潛在的危險性,許多國家采用此指標。我國2010年公布有關微生物檢驗的10個國家標準，也沿用上述指標。釆用傳統(tǒng)的檢驗方法,用的儀器是：培養(yǎng)器皿和培養(yǎng)箱、菌落計數(shù)器,有的外加染色、顯微鏡檢、自動計數(shù)功能以及檢測試劑盒。我國產(chǎn)品很多，也很成熟，自動化水平不斷提高，有的還附加鏡檢時的菌落形態(tài)判讀等，代表性企業(yè)有威鋒、天邁生物、杭州萬深、杭州迅數(shù)、杭州泰林、琛圳郎石等。
5.3 上述檢驗方法和儀器適應于我國縣級和基層檢測。鑒于自2014年7月1日正式實施《食品中致病菌*》標準。故對于進出口檢驗、部(省)級質檢中心、第三方檢測機構和大型食品生產(chǎn)企業(yè)等，宜采用發(fā)達國家已廣泛運用的傳統(tǒng)法基礎上的數(shù)值化、酶聯(lián)熒光免疫、PCR與基因檢測、SPR、生物芯片、MALDl-T0F-MS等致病菌檢測方法和儀器。近幾年我國博奧生物公司已推出了生物芯片微生物、致病菌檢測系統(tǒng)，中科院電子所研發(fā)出SPR儀，毅新興業(yè)與英國Sal公司和北京蛋白質組研究中心合作推出Clin-TOF微生物、致病菌檢定、檢測系統(tǒng)。
7 食品品質與營養(yǎng)成分檢測
人們對食品關心的是：外觀、口感、安全、營養(yǎng)，后二者是核心，而品質好壞，實際上是指對人體發(fā)育、生長和生存必需的八大營養(yǎng)素：蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素、生物活性成分、水和纖維素(后二項有的不稱營養(yǎng)素而視為參與物)。這些營養(yǎng)素中除礦物質外都是常量級，所以用常規(guī)、經(jīng)典的化學分析方法和儀器就能勝任，如玻璃器皿、滴定儀、比色計、酸度計、天平……國產(chǎn)品很多,也已很成熟。
隨著儀器分析技術的發(fā)展，近幾十年催生出一系列與食品的品質和營養(yǎng)成分對應的檢測儀器，國產(chǎn)品也很多，已具相當水平，不僅適合縣級和基層、甚至地(市)及省(部)級檢測機構也適用，例如：
7.1 蛋白質測定儀 ：凱氏定氮/蛋白質測定儀、燃燒法氮/蛋白質測定儀、光度法等，凱氏定氮儀的國產(chǎn)廠家很多,如盛晟、海能、濟南精密等。燃燒法的儀器，尚缺成熟國產(chǎn)品。
7.2 氨基酸分析儀 ：蛋白質攝入后，分解和合成人體所需的各種氨基酸，其含量及配比，是判別營養(yǎng)價值的重要指標。經(jīng)典的是基于離子交換技術和柱后茚三酮衍生光度法和儀器(lEC)，我國尚缺成熟產(chǎn)品。但基于反相色譜分離、柱前衍生的液相色譜法(HPLC)和基于陰離子交換色譜-積分脈沖安培檢測的方法與儀器(lC),在國內(nèi)外均已列入認可的標準，因屬常量分析，國產(chǎn)儀器應能勝任，前已述HPLC有多家企業(yè)生產(chǎn)中、產(chǎn)品，IC儀器的國產(chǎn)廠家很多，如微通、盛瀚、普仁、天美、皖儀、東西電子等，只是需重視應用開發(fā)和推廣。
7.3 脂肪和脂肪酸測定儀： 脂肪測定儀我國已有多家企業(yè)生產(chǎn)，如海能、濟南精密、杭州托普等，只是自動化程度尚不及。近年紐邁公司推出核磁共振油份和水份測定儀。另外鑒于不同脂類因其所含脂肪酸鏈的長短和飽和程度不同，而有不同功能和營養(yǎng)價值，而且人體不宜攝入過多脂肪，但又不能缺乏幾種必須脂肪酸，所以脂肪酸分析儀有著新意義，其實它就是分辨率較高的常量分析的氣相色譜儀，國內(nèi)多家GC生產(chǎn)企業(yè)應能擔當，只需進行應用開發(fā)和推廣。
7.4 維生素測定儀：實際上是熒光光度計， 帶有熒光檢測器的HPLC則更適用，屬于常量分析，國產(chǎn)熒光光度計和HPLC是能勝任，廠家很多，如梭光、興和、溫立、伍豐、天美、儀電、東西電子、普源、天瑞、聚光、依利特等。
7.5 微量元素(人體需要的礦物質)測定儀： 我國眾多企業(yè)生產(chǎn)的原子吸收光譜儀均適用。
7.6 糖份(糖度)檢測儀：即旋光儀，上海儀電、儀邁、海能等企業(yè)產(chǎn)品完滿足要求。
7.7 牛奶、果汁檢測儀：實際上是牛奶或果汁主成份檢測儀的整合和衍生，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)有吉天、威鋒、斯擔道等。
7.8 近紅外農(nóng)產(chǎn)品品質分析儀：聚光英賢、北分瑞利、華廈科創(chuàng)等廠家。
7.9 農(nóng)產(chǎn)品和食品快速檢測儀：生產(chǎn)企業(yè)以吉大小天鵝為代表，還有華廈科創(chuàng)、斯坦道、廈門綠安、廈門海葒興等。
7.10 稻米品質分析儀：杭州托普、杭州麥哲等。
7.11 面粉品質分析系統(tǒng)：杭州托普、杭州麥哲等。
7.12 纖維素測定儀：海能、杭州托普、纖維儀器廠、杭州麥哲等。
8 轉基因農(nóng)產(chǎn)品檢測
8.1 雖然轉基因農(nóng)產(chǎn)品危害性至今爭論不休，尚難確切定論，為防患于未然，我國制定了《農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例》，*發(fā)布了《農(nóng)業(yè)轉基因生物標簽的標識》標準，制定了轉基因生物及其產(chǎn)品食用安全檢測試驗方法和40個轉基因植物及其產(chǎn)品成分(或環(huán)境安全)檢測方法,其中大部份是用聚合酶聯(lián)反應(PCR)檢驗技術。
8.2 轉基因農(nóng)產(chǎn)品的檢測，即檢測農(nóng)產(chǎn)品中是否有外源基因，即從檢測啟動子、終止子、標記基因片斷、目的基因片斷、外源基因轉錄產(chǎn)物的豐度等入手。就方法而言，分為基因水平的檢測(各種PCR定性、定量方法和基因芯片技術)和基因轉錄水平檢測(酶聯(lián)免疫吸附反應技術、蛋白芯片技術以及Southen雜交Westen印跡法等)。
8.3 主要使用儀器按檢測程序分3部份：
(1)用于DNA樣品制備的儀器設備： 試劑盒、離心機、振蕩器等;
(2)基因擴增的儀器設備： PCR儀、混合液、保真DNA聚合酶等;
(3)分離、分析、檢定的儀器設備： 電泳系統(tǒng)、成像分析系統(tǒng)、核酸(蛋白)測定儀、酶標儀、洗板機、定量PCR儀等。
上述儀器以前主要依靠進口，如今國內(nèi)許多企業(yè)能分別生產(chǎn)和提供，如：天美、天能、萊伯泰科、新芝、郎基、博日、六一、昊諾斯 、君意、雷勃、湘儀、東勝創(chuàng)新、智城等。
9 食品安全快速篩查技術與儀器
為實現(xiàn)我國食品安全監(jiān)管、檢測從源頭抓起，全面、及時地監(jiān)控全國的食品安全，快速篩查技術與儀器在我國現(xiàn)階段具有特殊意義，如今有一定的市場規(guī)模和正在不斷深入，有市場前景的現(xiàn)場速測、篩查技術與儀器主要有：分子光譜法及紙層析法、免疫分析方法、ATP熒光法、酶的抑制法.生物傳感器、微縮芯片實驗室和便攜式微流控芯片系統(tǒng)、納米材料修飾的微型化和智能化電化學傳感器、.激光拉曼光譜法、深紫外光譜及近紅外光譜法、離子遷移質譜儀(lMS)和小型化飛行時間質譜儀(TOF-MS) 、飛秒激光太赫茲時域光譜儀、實時直接分析質譜儀(DART-MS)和便攜式質譜儀等。為應急，當今在國內(nèi)已較廣泛使用的快速篩查技術與儀器有5大類 ：
9.1 基于經(jīng)典的分子光譜法及紙層析法的速測技術與儀器
分子光譜法雖難于承擔微量和痕量的檢測任務，但基于經(jīng)典的分析化學，可開發(fā)出各種目標物的化學分析方法。吉大小天鵝，華廈科創(chuàng)、博奧成功、總后研究所等，有針對性地整合和優(yōu)化不同檢測目標，開發(fā)出多種試劑盒，推出高精度、高穩(wěn)定性、模塊化的便攜式儀器和配套的樣品快速提取和富集設備，構成可以快速檢測與食品安全密切相關的40多種參數(shù)(如硝酸鹽、亞硝酸鹽、甲醛、吊白塊、味素、人造色素、無機砷、金屬鉛、劣質奶、“地溝油”、“泔水油”及菊脂類農(nóng)藥殘留及部分獸藥殘留等)的多參數(shù)食品安全速測儀。
9.3 生物污染檢測技術與儀器
傳統(tǒng)的微生物檢測方法很復雜、費工時，而現(xiàn)代微生物自動鑒定系統(tǒng)又非常昂貴，當今快速、簡便檢測生物污染儀器是ATP熒光儀，即利用三磷酸腺苷與熒光素酶的發(fā)光反應，檢測微生物和有機物污染程度。目前ATP儀已應用于乳制品、飲料、肉類食品等行業(yè)中快速檢測微生物、霉菌、細菌等污染。
9.4 酶的抑制法與儀器及其局限性
該方法于1951年由美國提出，1968年加拿大作了改進，我國上世紀80年代浙大等單位也著手研發(fā)過，因其局限性而未推廣。近十幾年因農(nóng)殘問題突出，出現(xiàn)十幾種這類商品化儀器。但應提醒注意，該技術只能檢測有機磷和氨基甲酸酯兩類農(nóng)藥，且對同類而不同種農(nóng)藥的抑制率差別很大，所以用統(tǒng)一的抑制率判定農(nóng)藥殘留是否超標，必然會產(chǎn)生假陽性或假陰性的漏檢，是當前“不得已而采用的速測法”。它僅適用于基層初檢，起著警示作用，發(fā)現(xiàn)超標現(xiàn)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?！掇r(nóng)產(chǎn)量質量安全法》第36條第二款對此有明確的界定。
zui近有報導，上海生科院構建了乙酰*酶的酵母表面展示系統(tǒng)，重組的乙酰*酶具有更高的活性和穩(wěn)定性，有利提升酶抑制法使用價值。
9.5 食品中有毒有害物質智能化篩查系統(tǒng)
鑒于從源頭檢測和監(jiān)管食品安全的緊迫性，各地主要采用以上4種速測技術，組裝“食品安全檢測車”，取得一定成效，但仍有諸多不足。北京食品安全監(jiān)控和風險評估中心，聯(lián)合倍肯恒業(yè)和六角體科技，有機地整合光度比色、酶聯(lián)免疫、上轉發(fā)光免疫、滲濾化學顯色法和免疫膠體金法等技術，智能歸集，并運用3G通訊傳輸技術，上傳檢測數(shù)據(jù)，與監(jiān)管部門數(shù)據(jù)庫自動對接，構成“食品中有毒有害物質智能化篩查系統(tǒng)”，能快速篩查食品中農(nóng)獸藥殘、重金屬、非法添加物、致病菌、生物毒素等，已在北京市食品安全*監(jiān)管部門、河南、河北、山西等地和中直機關及150家高校食堂，共計500多套設備投入使用。這是一項可喜的嘗試。
10 樣品前處理及實驗室*的中小型儀器設備
10.1 樣品前處理的凈化與萃取的儀器設備
食品質量安全檢測中，大多是在復雜的基質中檢測殘留物和污染物，傳統(tǒng)的樣品前處理技術已成為瓶頸，故一系列新技術，將取而代之,這些新技術和儀器有：
(1) 固相萃取儀(SPE) ，采用各種吸附劑、進行萃取、純化、富集;
(2)固相微萃取儀(SPME)， 集萃取、純化、濃縮等功能為一體，小巧、簡便，且易與其他分析儀器直接聯(lián)用;
(3)基質固相分散萃取(MSPDE)， 不必進行勻漿、沉淀、離心、pH值調(diào)節(jié)、轉移等傳統(tǒng)程序，將樣品與鍵合固體萃取體混合和研磨、裝柱，選擇不同溶劑淋洗柱子，即可逐一得到待測組分，完成萃取和純化的全過程;
(4)超臨界流體萃取儀(SFE)， 不使用有機溶劑、簡便、、快速、選擇性強，便于和GC、LC等聯(lián)機，但對含有羥基和羧基的樣品萃取較困難;
(5)凝膠滲析萃取儀(GPC)， 利用凝膠色譜分離技術，純化容量大、回收率較高，易于和其他儀器聯(lián)機。該裝置有待更小型、簡便并減少溶劑用量;
(6)近幾年來還研發(fā)出一系列復雜基質中萃取微量和痕量有機物殘留的儀器設備，如：固相萃取攪拌棒(SHSE)、固相微萃取纖維(SPME)、分子印跡 、免疫親和柱、集束毛細管萃取器(A1T-SPME)等等。
除上述外，其他如微波消解萃取儀、微孔液膜萃取、納米及磁珠富集萃取，以及頂空進樣、吹掃捕集、全自動加溫加壓快速溶劑萃取等，已在食品安全檢測中發(fā)揮作用。以上眾多的様品前處理和萃取儀器設備，在我國大多經(jīng)歷了開發(fā)、試生產(chǎn)并產(chǎn)業(yè)化，性能已逐步接近國外產(chǎn)品，代表性的生產(chǎn)廠家有：博納艾杰爾、萊伯泰科、普立泰科、上海光譜、APL奧譜勒、新儀、屹堯、新拓、吉天、瑞利、豐杰華，科林、中興匯利、海能等。
10 .2 實驗室*的中小型儀器設備
以往我國僅注意大型儀器設備而忽視*的中小型常用的配套儀器設備，造成只有一個發(fā)達的頭腦，而沒有靈巧的四肢，大型儀器難于充分發(fā)揮作用，應充分予以關注。這些中小型儀器設備，應依不同的檢測機構所確定的任務和功能要求，有針對性地選配。大致有：可見光/紫外光譜儀、酸度計、樣品粉碎磨、電子天平、加液器、移液器、振蕩器、旋轉蒸發(fā)儀、恒溫水浴、生化培養(yǎng)箱、干燥箱、加熱板、離心機、攪拌器、消毒鍋、均質器、超靜臺、純水器、冰箱、冰柜、樣品柜以及與任務適配的顯微鏡等。我國有許多企業(yè)生產(chǎn)這些儀器，如天美、普析、梭光、新芝、萊伯泰科、儀電、舜宇、佑科、博訊、一恒、昊諾斯、瑞楓、精宏、蘇凈、新儀、屹堯、安亭、湘儀、大龍、上海光譜、吉天、四達、昆山超聲、田楓、海爾、睿科、安勝、華陽、鼎昊源等等。