科學技術的發展帶動了食品檢測技術的現代化,現代化食品檢測技術把食品檢測技術水平提高到一個新的層次。現代化食品檢測技術最突出的特點是依靠高新技術,以人為本,儀器設備的人性化設計比重越來越重,具體可概括為如下五個方麵。
一、食品檢測技術更加注重實用性和精確性
隨著科學技術的發展,食品檢測技術更加注重實用性和精確性,食品檢測分析儀器是食品檢測技術的重要載體,其實用性主要體現如下。
1.微型化
食品分析儀器從小型化向微型化發展是為了滿足用戶使用方便的需求,同時微電子學的進展,在技術上提供了向這一方向發展的可能性。這方麵的發展涉及分析儀器整機的小型化和其某一部件的小型化兩個層次。例如,微電極的出現就為電分析儀器的小型化創造了條件,納米電極的問世使電分析微型化成為可能。可以說大型儀器的時代已經結束。
2.低能耗化
分析儀器的低能耗化是用戶降低使用成本的戰略需要。目前應用的某些技術,如感耦等離子體技術,已和質譜分析儀、原子發射光譜儀緊密結合,效果良好,但它的致命缺點在於能耗太大,使用成本高,也不方便,最終必將由其他新技術所取代。歐洲分析界普遍認為,從低能耗化出發,電化學分析儀器有良好的發展前景,尤其適用於發展中國家。
3.功能專用化
分析儀器的功能專用化是在總結多年來實行“分析儀器多功能化”效果的基礎上提出的。過去儀器製造公司為了獲取高額利潤,大力推行多功能化產品的路線,認為“一儀多能”比較經濟。但實踐證明,由於多功能化設計的分析儀器,其精確度不可能不受各功能間的相互製約而下降,而功能轉換裝置在轉換功能之後恢複原位的再現性也得不到保證。任何極細微的位移足以改變操作條件,從而得出錯誤的分析數據。除此之外,多功能分析儀器的使用對操作者的業務水平要求也是相當高的。因此多功能分析儀器的時代已一去不複返。
功能專用的分析儀器發展又推動了各種專門化(某種分析對象或項目專用)分析儀器的問世。例如,現就有分析二英和血液中醇含量的專用氣相色譜儀;卡爾·費休水測定儀能測出各種分析對象的水分含量。
4.多維化
所謂“多維化”是聯用化的一分支,即在不同種類分析儀器的聯用(如氣-質聯機和液-質聯機)基礎上發展成同類儀器自身的聯用。多維化的優點在於提高分析譜圖的分辨率。這是當前使用分析儀器的新趨勢,以滿足複雜試樣的分析需要。例如,這類試樣經一次色譜分離後,所出現的色譜峰往往部分重疊,但如串接另一個色譜儀,進行第二次色譜分離,上述缺點則可克服(至少一部分)。因此,新穎的高效液相色譜儀多附有可相互串接的標準化接口。
5.一體化
為了滿足環境分析和過程分析的在線監測需要,分析儀器已能形成一個從取樣開始,包括預濃集、分離、測定、數據處理等工序一體化的係統。
6.成像化
為了改變分析儀器以信號形式提供間接信息,需用標準物質進行校正,直觀的成像化也是發展方向之一,該項技術已應用於紅外和拉曼光譜儀中。
近年來分析儀器的多維化發展迅猛,除二維液相色譜儀、二維質譜分析儀外,還湧現出二維核磁共振譜儀等。二維拉曼光譜儀能用於揭示溶液的結構和分子間運動的動力學;紅外拉曼光譜異譜二維相關儀則應用於提高譜帶的分辨率。二維相幹振動光譜儀有3個激光器聚焦於試樣上,用非線性方法產生4波混合的新光束,其強度取決於3個激光器的振動共振,複式振動增敏的4波混合光譜技術因而誕生。此種新技術的特點有:①進行光譜學分離,即能將振動光譜的各組分進行分割;②能將與分子內和分子間相互作用有關的特性振動單獨分出來;③能將為氫鍵增寬的譜線窄化;④能凍結分子運動,以獲取有關局部環境的瞬間信息。
二、食品檢測技術中大量應用生物技術領域的研究成果
核酸探針技術已被用於檢驗食品中一些常見病原菌。產腸毒素性大腸杆菌(ETEC)是引起人和動物腹瀉的主要病原之一。可以用DNA探針檢測汙染食品中產熱敏腸毒素(LT)大腸杆菌,其敏感性達100個細菌/g。也可以用生物素標記的編碼大腸杆菌耐熱腸毒素(ST)的DNA片段作為基因探針,檢測汙染食品(包括鮮豬肉、雞蛋、牛乳)中的產ST大腸杆菌。這種方法既敏感又沒有放射性,且因不需要進行複雜的增菌和獲得純培養而節省時間,減少由質粒決定的毒力而喪失的機會,從而提高檢測的準確性。
沙門氏菌是重要的人畜共患致病菌及食物中毒性細菌之一,可以利用生物素標記的克隆沙門氏菌DNA片段作為基因探針,檢測臨床樣品、食品及飼料樣品中的沙門氏菌。這種方法具有高度的特異性,敏感性為80個細菌/g,從而為食品中沙門氏菌的檢驗提供了一種快速、敏感、特異和安全的檢測方法。
但核酸探針技術在實際應用中仍存在不少問題。放射性同位素標記的核酸探針具有半衰期短、對人體有危害等缺點,作為常規診斷,特別是在食品檢驗實驗室很不適用。生物素標記的核酸探針雖然對人畜無害,但其在受紫外線照射時易分解。另外,食品中的內源性生物素化蛋白質和其他糖蛋白類物質常引起背景加深和非特異性反應。同時,菌落雜交的敏感性也受其他因素的影響。但隨著該技術的發展與完善,其在食品微生物檢驗中將不失為一種有效的檢測技術。
聚合酶鏈式反應PCR技術自問世以來,就以驚人的速度廣泛地應用於生物學科的眾多領域,在食品致病性微生物檢測方麵也有很大的應用價值。
對食品中單核細胞增多症李氏杆菌的檢測,過去一直缺乏簡單快速的分離鑒定技術。克隆培養的標準方法往往需要3~4周的時間才能得出結果;血清學檢測方法也存在著特異性、敏感性差等問題。采用PCR技術對食品中李氏杆菌的溶血O-基因進行擴增,結果可在12h內完成整個檢測過程,且樣品中隻需要含有5~50個細菌即可被檢出。