食品安全檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及快速檢測(cè)技術(shù)的未來(lái)
我國(guó)是食品生產(chǎn)和貿(mào)易大國(guó),2006年我國(guó)規(guī)模以上食品工業(yè)總產(chǎn)值21586.95億元,進(jìn)出口食品貿(mào)易額達(dá)404.48億美元(不包括農(nóng)產(chǎn)品)。2006年全國(guó)食品抽查合格率為77.9%,2007年上半年合格率上升85.1%,31個(gè)省、市食品質(zhì)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(lái)我國(guó)全面啟動(dòng)和建設(shè)食品安全保障體系。
在第六屆中國(guó)科學(xué)儀器及實(shí)驗(yàn)室裝備展覽會(huì)(CISILE2008)上,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院教授、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)常務(wù)理事、農(nóng)儀學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)分析測(cè)試協(xié)會(huì)專家蔣士強(qiáng)老師所做的報(bào)告博得了聽(tīng)眾的陣陣掌聲。會(huì)后,筆者對(duì)蔣士強(qiáng)教授進(jìn)行了跟蹤訪問(wèn),就其中的一些問(wèn)題進(jìn)行了深入的探討。
記者:請(qǐng)問(wèn)我國(guó)目前的食品安全標(biāo)準(zhǔn)有那些?我國(guó)的食品安全監(jiān)管體系和檢驗(yàn)檢測(cè)體系狀況如何?
蔣士強(qiáng):2007年,中國(guó)已發(fā)布涉及食品安全的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1,800余項(xiàng),食品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2,900余項(xiàng),其中強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)650多項(xiàng)。
涉及的范圍包括:農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境,灌溉水質(zhì),農(nóng)業(yè)投入品合理使用準(zhǔn)則;動(dòng)植物檢疫規(guī)程;良好農(nóng)業(yè)操作規(guī)范;食品中農(nóng)藥、獸藥、污染物、有害微生物等*;食品添加劑及其使用標(biāo)準(zhǔn);食品包裝材料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn);特殊膳食食品標(biāo)準(zhǔn);食品標(biāo)簽標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn);食品安全生產(chǎn)過(guò)程管理和控制標(biāo)準(zhǔn);食品檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn);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(chǎn)品、飲料、酒、調(diào)味品、嬰幼兒食品等可食用農(nóng)產(chǎn)品和加工食品,基本涵蓋了從食品生產(chǎn)、加工、流通到zui終消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。
我國(guó)建立了強(qiáng)大的食品安全監(jiān)管體系。中國(guó)政府堅(jiān)持從源頭狠抓食品質(zhì)量安全,完善食品監(jiān)管的各項(xiàng)基本環(huán)節(jié)和制度,強(qiáng)化食品安全監(jiān)管。為保障食品安全,中國(guó)政府樹立了全程監(jiān)管的理念,堅(jiān)持以防為主、源頭治理的工作思路,形成了“全國(guó)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),地方政府負(fù)責(zé),部門指導(dǎo)協(xié)調(diào),各方聯(lián)合行動(dòng)”的監(jiān)管工作格局。
我國(guó)食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)體系框架基本形成。在國(guó)內(nèi)食品監(jiān)管方面,建立一個(gè)批具有資質(zhì)的食品檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu),形成了“*檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)為,省級(jí)和部門食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)為主體,市、縣級(jí)食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)為補(bǔ)充”的食品安全檢驗(yàn)檢測(cè)體系。共有3913家食品類檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了實(shí)驗(yàn)資質(zhì)認(rèn)定(計(jì)量認(rèn)證),檢測(cè)能力和檢測(cè)水平達(dá)到或接近較先進(jìn)水平。
我國(guó)啟動(dòng)了《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)檢測(cè)體系》總投資59.06億元。《食品藥品監(jiān)督管理系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目》總投資88億元。質(zhì)檢總局和工商部門也在大力完善相應(yīng)的檢驗(yàn)檢測(cè)體系。
在進(jìn)出口食品監(jiān)管方面,形成了以35家“*重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”為的進(jìn)出口食品安全體系,全國(guó)共有進(jìn)出口食品檢驗(yàn)檢疫實(shí)驗(yàn)室163個(gè),專業(yè)技術(shù)人員有1,189人。
各實(shí)驗(yàn)室可檢測(cè)各類食品中的農(nóng)獸藥殘留、添加劑、重金屬含量等786個(gè)安全衛(wèi)生項(xiàng)目以及各種食源性致病菌。
記者:請(qǐng)問(wèn)我國(guó)的食品安全檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀如何?
蔣士強(qiáng):科學(xué)儀器和測(cè)試技術(shù)是保證食品安全的技術(shù)支撐。食品安全檢測(cè)技術(shù)主要包括八大類儀器與方法:檢測(cè)農(nóng)藥殘留的儀器;檢測(cè)獸藥、漁藥殘留的儀器;檢測(cè)有毒有害元素及其價(jià)態(tài)分析的儀器;致病菌檢驗(yàn)和細(xì)菌鑒定的儀器;轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)儀器;檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成份的儀器;樣品前處理的儀器設(shè)備;實(shí)驗(yàn)室*的中小型儀器設(shè)備。
(一)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的儀器。包括以下幾大類。1、有機(jī)氯農(nóng)殘檢測(cè)的儀器。2、有機(jī)磷農(nóng)殘檢測(cè)的儀器。3、氨基甲酸酯農(nóng)殘檢測(cè)的儀器。4、擬除蟲菊酯類農(nóng)殘檢測(cè)的儀器。5、除草劑農(nóng)殘檢測(cè)的儀器。6、農(nóng)藥多殘留檢測(cè)的儀器。
當(dāng)今農(nóng)藥多殘留檢測(cè)得到發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視,我國(guó)也公佈實(shí)施8個(gè)農(nóng)藥多殘留檢測(cè)的國(guó)標(biāo)所用的樣品前處理技術(shù)方法各異,但所用的儀器均為GC-MS或LC-MS-MS。
(二)檢測(cè)獸藥、漁藥殘留的儀器。獸藥大致可分15類,檢測(cè)的方法和儀器有同有異。
參考AOAC、CAC、歐盟、日本標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)標(biāo),農(nóng)藥和獸藥殘留檢測(cè)中所需科學(xué)儀器、及我國(guó)產(chǎn)業(yè)狀況可歸納如下:
(1)農(nóng)殘檢測(cè)主要儀器是配有各種檢測(cè)器的GC,輔以HPLC,并用GC-MS定性和確證。(2)農(nóng)殘多殘留檢測(cè)儀器均為GC-MS或LC-MS-MS。(3)獸藥殘留檢測(cè)儀器比農(nóng)殘檢測(cè)擋次要求更高,一般用HPLC或GC-MS檢測(cè),進(jìn)一步用HPLC-MS和HPLC-MS-MS定性和確證。(4)上產(chǎn)品為Agilent、Thermo、Waters、ABI、PerkinEImer、Dionex、Varian等統(tǒng)領(lǐng)。(5)我國(guó)近幾年來(lái)在GC、HPLC、GC-MS方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。如東西電子、精科、天美、伍豐、溫嶺、北分、依利特等,雖與上述還有些差距,但我確信很適用于縣及地(市)級(jí)食品安全的初步定性和定量檢測(cè),市場(chǎng)廣闊,期望國(guó)產(chǎn)儀器大有作為。
(三)、檢測(cè)有毒有害元素及其價(jià)態(tài)分析的儀器
zui經(jīng)典的用原子吸收光譜儀(AAS)。具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原子熒光光譜儀(AFS)很有特色和強(qiáng)勢(shì),可檢測(cè)砷、鉛、汞、錫、硒、鍺、銻等,靈敏度高、檢出限低、可多元素同時(shí)檢測(cè),且價(jià)廉。ICP-MS高靈敏度,檢出限可達(dá)ng/ml級(jí)、已引起重視,但價(jià)格昂貴。
元素價(jià)態(tài)不同,毒性差異很大,國(guó)外多用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLC-ICP-MS以及CE-ICP-MS儀,但價(jià)格貴。我國(guó)已批量生產(chǎn)的LC-AFS聯(lián)用儀,靈敏度和檢出限均能滿足農(nóng)產(chǎn)品、食品安全檢測(cè),且價(jià)廉。食品安全檢測(cè)中有毒有害元素檢測(cè),基本上可用國(guó)產(chǎn)儀器了,尤其元素價(jià)態(tài)分析和縣、地(市)級(jí)食品安全質(zhì)檢站。
(四)、致病菌檢驗(yàn)和細(xì)菌鑒定的儀器
細(xì)菌鑒定、檢驗(yàn)的方法有三大類:傳統(tǒng)方法、傳統(tǒng)法基礎(chǔ)上數(shù)值化方法、化學(xué)及分子生物學(xué)的方法,派生出許多方法及儀器。我國(guó)以往多用傳統(tǒng)的培養(yǎng)法,近幾年已大量引進(jìn)國(guó)外新方法和儀器,較廣的是:
(1)根據(jù)碳源的代謝利用率進(jìn)行鑒定,如API、ATB、VITEK等。
(2)利用抗原和抗體間專一性結(jié)合、免疫反應(yīng),檢驗(yàn)致病菌,即用ELISA法,如VIDAS。
(3)運(yùn)用基因檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)病原菌,如杜邦的BAX系統(tǒng),RP系統(tǒng)可用于溯源的。
(4)根據(jù)特征性的脂肪酸圖譜進(jìn)行細(xì)菌鑒定,如Agilent開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。
(5)基于表面等離子諧振(SPR)生物傳感器開(kāi)發(fā)的致病菌檢驗(yàn)系統(tǒng),如Biacore系統(tǒng)。
(6)基于生物芯片為平臺(tái),使用致病菌檢測(cè)試劑盒、檢測(cè)致病菌的系統(tǒng),如我國(guó)博奧生物已開(kāi)發(fā)出、可檢測(cè)12種食源性致病菌的生物芯片檢測(cè)系統(tǒng)
國(guó)外廠家為Biomerieux、Dupont,Agilant、Biologe、GEHeailhcare和Biacore等;國(guó)內(nèi)以往尚無(wú)類似的生產(chǎn)廠家,只有生產(chǎn)抑菌圈測(cè)定儀的廠家,這是極大缺陷??上驳氖?000年以來(lái)博奧生物公司(生物芯片國(guó)家工程中心),已推出了生物芯片檢測(cè)系統(tǒng),中科院電子所推出了SPR系列產(chǎn)品。從世界范圍講,致病菌引發(fā)案例,是食品安全*,期待有更多的國(guó)產(chǎn)儀器推出、占領(lǐng)這巨大市場(chǎng)。
(五)、轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)儀器
檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品中有否外源基因,分為基因水平的檢測(cè)和基因轉(zhuǎn)錄水平檢測(cè),使用儀器按檢測(cè)程序分三部份:
1、用于DNA樣品制備的儀器設(shè)備:試劑盒、振蕩器、離心機(jī)等。
2、用于基因擴(kuò)增的儀器設(shè)備:混合液、保真DNA聚合酶、PCR擴(kuò)增儀等。
3、分離、分析、檢定的儀器設(shè)備:電泳系統(tǒng)、酶標(biāo)儀、定量PCR儀等。
國(guó)外廠家是BI0-RAD、Thermo-LifeSciences、GE;國(guó)內(nèi)尚無(wú)完整生產(chǎn)上述儀器的廠家,是一個(gè)缺陷。但已有生產(chǎn)離心機(jī)、電泳儀、酶標(biāo)儀、PCR儀的企業(yè),如天美、六一、天能、三科、朗基、博日等。
(六)檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)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(zhì)測(cè)定儀;2、脂肪測(cè)定儀;3、纖維素測(cè)定儀;4、牛奶、果汁檢測(cè)儀;5、糖份(糖度)檢測(cè)儀;6、近紅外農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析儀;7、食品安全快速分析儀系列(測(cè)定亞硝酸鹽、甲醛、吊白塊、二氧化硫、過(guò)氧化值和農(nóng)藥殘等等)。以上幾種儀器近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)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(guó)內(nèi)尚無(wú)商品化的產(chǎn)品。
(七)樣品前處理的儀器設(shè)備
食品質(zhì)量安全檢測(cè)是在極復(fù)雜的基質(zhì)中(樣品中),檢測(cè)μg、ng級(jí)殘留物和污染物,傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù)已成為瓶頸,甚至無(wú)能為力,所以一系列新技術(shù),有取代傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)備的趨勢(shì),這些新技術(shù)有:
(1)固體萃取儀,國(guó)內(nèi)的產(chǎn)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(dòng)采/進(jìn)樣方法。
(3)基質(zhì)固相分散萃取儀(MSPDE)。該技術(shù)于2000年提出,優(yōu)點(diǎn)是不必進(jìn)行勻漿、沉淀、離心、PH值調(diào)節(jié)等傳統(tǒng)方法。
(4)超臨界流體萃取儀(SFE)。優(yōu)點(diǎn)是不使用有機(jī)溶劑、簡(jiǎn)便、、快速、選擇性強(qiáng)。
(5)凝膠滲析萃取儀(GPC)。優(yōu)點(diǎn)是純化容量大、回收率也較高,便于和其他分析儀器聯(lián)機(jī)。
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(shù),以及頂空、吹掃捕集,全自動(dòng)加溫加壓快速溶劑萃取儀等等,都將會(huì)在食品、農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)中發(fā)揮作用。這些樣品前處理的儀器設(shè)備在我國(guó)都已完成研發(fā)任務(wù),通過(guò)了成果驗(yàn)收,有的已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化示范,已能提供性能接近國(guó)外產(chǎn)品的正式產(chǎn)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(chǎn)品,盼望盡速形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。
(八)實(shí)驗(yàn)室*的中小型儀器設(shè)備
以往我國(guó)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室時(shí),僅注意大型儀器設(shè)備而忽視*的中小型常用的配套儀器設(shè)備,造成只有一個(gè)發(fā)達(dá)的頭腦,而沒(méi)有靈巧的四肢,對(duì)此要充分關(guān)注。這些中小型儀器設(shè)備,應(yīng)依不同檢測(cè)任務(wù)和功能要求,針對(duì)性地配備。我國(guó)有許多企業(yè)生產(chǎn),性能也大有提升,已能基本滿足實(shí)際要求,應(yīng)側(cè)重提高國(guó)產(chǎn)品性能,甚至外觀。
以上所述的方法和儀器雖都屬于國(guó)內(nèi)外食品安全檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)所確認(rèn)的,但均存在著樣品前處理復(fù)雜、耗時(shí)、低通量、難于實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)捷、高通量,甚至現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),所以快速篩查檢測(cè)技術(shù)與儀器一直得到國(guó)內(nèi)外高度重視。針對(duì)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(cè)試盒,到基于色/質(zhì)聯(lián)用儀的多殘留分析技術(shù)與儀器。
記者:請(qǐng)您談?wù)剬?duì)我國(guó)食品、農(nóng)產(chǎn)品安全快速檢測(cè)技術(shù)與儀器的期望。
蔣士強(qiáng):我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品、食品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量大、規(guī)模小、分散,且法治和自律意識(shí)很弱,而人口眾多,消費(fèi)人群和梁道也多,因而構(gòu)成了食品安全問(wèn)題多發(fā)。除了環(huán)保因素和生產(chǎn)條件的客觀因素外,大多源于對(duì)農(nóng)藥、獸藥、添加劑等違用、濫用。所以單靠上述一系列實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法和儀器是難于及時(shí)、快速而全面地從源頭監(jiān)控食品安全狀況。所以速測(cè)儀有著特殊意義。速測(cè)技術(shù)的原理和儀器很多,但非常成熟和突出的不多,我國(guó)已產(chǎn)業(yè)化、成熟儀器更少?,F(xiàn)就我個(gè)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(xué)發(fā)光免和膠體金標(biāo)免等。農(nóng)殘酶免疫檢測(cè)技術(shù),被AOAC列為農(nóng)殘檢測(cè)三大支柱技術(shù)之一,具有高特異性、準(zhǔn)確性、快速、能檢測(cè)農(nóng)藥和獸藥殘留,檢測(cè)致病菌、毒素以及轉(zhuǎn)基因檢測(cè),檢測(cè)儀器主要是酶聯(lián)免疫儀,我國(guó)已有多家生產(chǎn),該方法國(guó)內(nèi)尚未能得到廣泛使用的原因是儀器功能單一且進(jìn)口試劑盒太貴,而國(guó)內(nèi)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(xiàng)目標(biāo)物、酶的定向改造和體外分子進(jìn)化以及自動(dòng)化酶聯(lián)免疫技術(shù)方向發(fā)展。
(2)應(yīng)對(duì)生物傳感器以及分子印跡技術(shù)等新的速測(cè)技術(shù)予以高度關(guān)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(shí)別性和實(shí)用性特點(diǎn),引起國(guó)內(nèi)外高度重視。種類很多,發(fā)展zui快、已廣泛應(yīng)用的是SPR生物傳感器,靈敏、快速、無(wú)需標(biāo)記、便捷,實(shí)時(shí)。它與其他新技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合將會(huì)推出一批新型的食品安全快速篩查、檢測(cè)的方法和儀器、當(dāng)今zui典型的、在國(guó)外以BiacoreAB和美國(guó)TI以及Bio—RAD為代表。其中尤以Biacore、它將SPR檢測(cè)系統(tǒng)、生物傳感芯片、微流控系統(tǒng)等組合在一起,配以不同試劑盒,構(gòu)成用于快速篩查和檢測(cè)獸藥殘、致病菌、毒素的系統(tǒng)。在我國(guó)以中科院電子所為代表已開(kāi)發(fā)出三種SPR儀。發(fā)展方向是:高通量、高靈敏和便攜、小型、微型二個(gè)方面。
(3)生物芯片及微縮芯片實(shí)驗(yàn)室。
具有高通量、高靈敏度和快速等特性,上對(duì)其應(yīng)用于食品安全、疾病診斷等方面予以極大關(guān)注。我國(guó)國(guó)家生物芯片中心等單位已開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)食源性致病菌檢測(cè)、食源性病毒檢測(cè)和獸藥殘留檢測(cè)的生物芯片技術(shù)平臺(tái)(儀器和試劑盒),將進(jìn)一步面向現(xiàn)場(chǎng)、速測(cè)、并向微縮芯片實(shí)驗(yàn)室方向發(fā)展。
(4)宜對(duì)特種電化學(xué)傳感器予以重視
電化學(xué)傳感器具有小巧、靈敏、多樣化、低成本等優(yōu)點(diǎn),利用特種電化學(xué)傳感器、構(gòu)建食品安全快速檢測(cè)儀,國(guó)內(nèi)外也都很重視,例如:將納米技術(shù)和電化學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合構(gòu)建快速檢測(cè)食品中有毒有害重金屬的儀器;運(yùn)用新型納米過(guò)氧化物傳感器和納米金屬/氧化物傳感器,構(gòu)成快速檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的快速檢測(cè)儀。這三種速測(cè)儀已列入國(guó)家科技支撐項(xiàng)目,且已出樣機(jī)。
(5)對(duì)酶的抑制法與儀器應(yīng)用的認(rèn)識(shí)
國(guó)內(nèi)曾把酶抑制法和儀器*為速測(cè)技術(shù)。其實(shí)該方法早在1951年已由美國(guó)提出,1968年加拿大作了改進(jìn),我國(guó)80年代也著手研發(fā)過(guò)。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(cè)有機(jī)磷和氨基甲酸酯二類農(nóng)藥,且對(duì)同類而不同種農(nóng)藥的抑制率差別很大,所以用統(tǒng)一的抑制率確定農(nóng)藥殘留是否超標(biāo),必然會(huì)產(chǎn)生假陽(yáng)性或假陰性的漏檢,可說(shuō)是當(dāng)前“不得已而采用的速測(cè)法”。僅適用于基層初檢,起著警示作用,發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象時(shí),必須用標(biāo)準(zhǔn)方法復(fù)測(cè)、確證,陰性反應(yīng)也應(yīng)按比例抽樣,用可靠的方法復(fù)測(cè)和確證。對(duì)快速檢測(cè)方法的應(yīng)用,在《農(nóng)產(chǎn)量質(zhì)量安全法》第36條第二款有明確的界定。
蔣士強(qiáng)教授一再?gòu)?qiáng)調(diào):完善的食品安全保障體系應(yīng)體現(xiàn)為:體系的完備,法律和法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的健全,機(jī)構(gòu)、人員和裝備的完善,檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)和儀器設(shè)備的先進(jìn),監(jiān)控和檢測(cè)的及時(shí)和有力。其中技術(shù)支撐是科學(xué)儀器和測(cè)試技術(shù)。
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