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食品检测技术毕业论文
我国食品安全现状及其食品分析检测新技术的应用
摘要
随着食品工业迅速发展，人民生活水平的不断提高，人民对食品的质量要求越来越高，但近几年来食品安全问题不断出现，如2009年的三聚氰胺奶粉事件，2010年的海南豇豆含毒事件等。
由于食品安全关系到人民群众的身体健康和生命安全，关系到经济发展和社会稳定，关系到党和政府的形象，所以解决食品安全问题是有必要的。
本论文对我国食品安全现状进行介绍，并初步提出了解决食品安全问题的措施等；接着提出了食品式样新的预处理方法，即微波消解技术；最后，介绍了新的检测技术在食品分析中的应用，如近红外光谱、免疫分析、原子荧光等检测技术。
随着社会的进步，我相信在不久的将来，食品分析检测技术将进入智能化的阶段。
关键词：
食品安全，检测技术，现状，原子荧光，免疫分析
THEPRESENTSITUATIONOFFOODSECURITYANDTHEAPPLICANTIONOFFOODANALYSISNEWTECHNICALINOURCOUNTRY
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentoffoodindustry,people'slivingstandards,allkindsoffoodareincreasinglyrich,greatlysatisfypeople'sneeds,butforthefoodinfoodsafetyproblems,suchas2009melaminepowder,2010HaiNancontainpoisonousevents,cowpeaduetofoodsafetyrelatedtopeople'shealthandlifesafety,economicdevelopmentandsocialstability,therelationshipbetweenthepartyandthegovernmenttosolvetheimage,sothefoodsafetyproblemisnecessary.Firstly,thispaperintroducesChinesefoodsafetystatus,andputforwardthesolutionoftheproblemoffoodsecuritymeasures,etc.Secondly,putforwardanewstyleoffood,namelymicrowavedigestiontechnology.Finally,thispaperintroducesanewdetectiontechnologyapplicationinfood,suchasanalysisofnearinfraredspectrum,immunoassay,atomicfluorescencedetectiontechnology,etc.Alongwiththeprogressofthesociety,inthenearfuture,foodanalysisanddetectiontechnologywillentertheintelligentstage.
KEYWORDS:
Foodsecurity,examinationtechnology,presentsituation,Atomicfluorescence,immunityanalysis
目 录
前 言
近几年来我国食品安全问题不断出现，从而引起了人民对食品安全的极大关注。
尽管我国已经出台了新的食品安全法，但是就我国食品安全的现状来看，人民对新的食品安全的认知还是远远不够的，如消费者对食品营养卫生知识的贫乏，生产者为追求利益，不惜违反食品安全法，食品安全监管力度不够等导致了一些食品安全事件的发生。
同样分析检测技术的水平也是影响我国食品安全的现状的另一原因。
传统的检测技术主要靠化学分析，传统的检测受人为因素多、误差大、分析时间长、步骤繁琐、污染环境等缺点。
基于这个问题本论文介绍了食品试样分析前新的预处理方法，即微波消解技术，由于它加热速度快且均匀、消解时间短等被广泛的应用在食品分析行业。
同时也介绍了一些的新的检测技术方法，如近红外光谱、原子荧光、免疫分析等检测方法，实现了在线分析、分析时间短、灵敏度高等优点。
第1章食品安全的概论
1.1食品安全的认知
随着食品工业迅速发展，人民生活水平的不断提高，人民对食品的质量要求越来越高，可从2009年三聚氰胺奶粉，到2010年海南豇豆含毒和近几年瘦肉精事件、毒大米事件、注水肉事件、地沟油事件、南京冠生园月饼馅事件等相继发生的情况下，人们开始更多的关注食品的安全问题。
国际食品卫生法典委员会（CAC）对食品安全的定义是：
消费者在摄入食品时，食品中不含有害物质，不存在引起急性中毒、不良反应或潜在疾病的危险性。
在我国，食品安全一般理解为食品（食物）的生产、加工、包装、储藏、运输、销售和消费等活动中符合强制性标准和要求，不存在可能危害人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者后代的隐患[1]。
食品应当无毒、无害，符合人体必需的营养要求，具有相应的色、香、味、形等感官性状。
食品安全包括数量上的安全和质量上的安全。
近来人们广泛关注的只是狭义的食品安全，即食品质量上的安全。
数量上的食品安全也称为粮食安全，它关系到人们能否获得足够的食物和充分的营养，涉及免受饥饿的权利。
数量上的食品安全和质量上的食品安全是密切联系的，如果没有足够的食物，人类无法保障生命和健康，而食品的质量上出现问题，同样会危及人类的生命和健康。
随着社会的进步，人们对无公害农产品、绿色农产品和有机农产品的需求也越来越高。
有机农产品是纯天然、无污染、安全营养的食品，也可称为“生态食品”。
绿色农产品：
遵循可持续发展原则、按照特定生产方式生产、经专门机构认定、许可使用绿色食品标志的无污染的农产品。
绿色农产品在生产方式上对农业以外的能源采取适当的限制，以更多地发挥生态功能的作用。
无公害农产品：
是指产地环境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格获得认证证书并允许使用无公害农产品标志的未经加工或者初加工的食用农产品。
随着社会的进步，相继出现了一些转基因的食品，这类食品是现代生物技术的产物，目前我国尚未出现转基因食品给消费者带来损害的直接报道。
转基因食品可能具有以下的潜在危害：
损害人体免疫系统、产生过敏综合症、对人体有毒性、引发人体对药物的抗性、对环境和生态系统有害等，现已引起各国政府和国际组织的高度重视[2]。
在我国转基因食品还不多，但随着社会的需求，转基因食品也会进入到我们的日常生活中，因此我们不能只限于要求传统食品是安全的，还要对转基因食品有所了解。
1.2食品安全的意义
1.2.1食品安全信用体系建设的重要意义
食品安全关系到人民群众的身体健康和生命安全，关系到经济发展和社会稳定，关系到党和政府的形象。
食品安全信用体系建设是食品安全的治本之策和长效机制。
近几年的食品安全事件的发生，从根本上讲，就是其中有着更大的利益关系。
有些经营者的法律意识谈薄，更有良知缺乏的问题，食品生产加工领域假冒伪劣问题突出。
有的用非食品原料加工食品，有的滥用或超量使用增白剂、保鲜剂、食用色素等加工食品，有的掺杂使假，生产假酒、劣质奶粉，用地沟油加工食用油等[1]。
因此要从根本上解决食品安全问题。
食品安全信用体系建设以培养食品生产经营企业遵纪守法为核心，通过相应的制度规范、运行系统和运行机制的建设，实现褒奖守信、惩戒失信，从而全面提高食品安全水平。
可见食品安全信用体系建设的意义重大。
1.2.2中华人民共和国食品安全法的意义
食品作为一种特殊产品，直接关系到公众的身体健康和生命安全，从某种意义上讲，食品企业是最需要讲道德良心的，最需要法律规范和社会监督的。
在《中华人民共和国食品安全法》第三条规定：
食品生产经营者应当依照法律、法规和食品安全标准从事生产经营活动，对社会和公众负责，保证食品安全，接受社会监督，承担社会责任[3]。
对一个国家来说，食品安全意识缺乏或监管不力，将不利国之发展。
由于不安全食品带来的危害具有波及范围广、隐蔽性强、潜伏期长等特点，恶性食品安全事故还将影响社会稳定，威胁经济的持续健康发展。
由此可见，食品安全法是国家的发展的一个基石。
食品安全问题事关国计民生，制定食品安全法体现了以人为本的思想，具有十分重要的意义。
通过依法建立严格的食品安全管理制度，可以有效地保证食品安全，保障人民群众生命安全和生命健康。
第2章我国食品安全现状
2.1我国食品安全现状形成的原因
2.1.1从消费者角度分析
人们对食品营养卫生知识极其贫乏[4]，我国人民日常的饮食安排，存在着一些缺陷。
人们的某些饮食习惯以现在科学的眼光来看，是不科学不合理的。
例如现在好多国民爱吃大量经过腌、炸、烤、熏等的食品。
现代食品营养卫生知识告诉我们，上述食品中的亚硝酸盐、苯并芘严重超标，如果长期摄入此类食品的话，就很有可能易引起癌症的发生。
2.1.2从生产者角度分析
一些不法分子为了得到更大的利益，滥用食品添加剂、化学成分，使用劣质原料。
2010年3月12日到29日，“火锅店问题油”，2010年1月宁波家乐福江东店的“面包门”事件，2008年10月香港从内地进口的鸡蛋中测出三聚氰胺等等。
这些并不是因为科技落后，而是因为部分生产者素质较低，卫生意识淡薄，经不住利益的诱惑，在生产食品的过程中不能严格按照生产规章制度来执行等，都极易造成食品污染和中毒事件的发生。
2.2我国食品安全监管体系的对策措施
2.2.1加强食品营养卫生知识的宣传和教育
在我国因病致贫，因病返贫的情况大量存在，但有些疾病，如肥胖、高血、中风、糖尿病、癌症等，大部分是国民长期不注意自己的饮食造成的[5]。
所以提高食品安全和食品营养卫生的认识，是关系到提高人民的健康水平和生活质量，营造节约、安全、和谐型社会的重要保证，并且食品营养卫生知识是国民的知识结构中的最适用、最普通的科学知识。
对它的掌握、重视的程度直接影响到我国国民整体的健康程度和生活质量以及平均寿命，所以要加强全民的食品安全知识的宣传教育。
利用一切媒体宣传食品安全科普知识、科学种植养殖知识等；强化人们的环保意识，使国民珍爱我们的环境；加强社会主义道德、诚信、公德的宣传教育，加强社会信用、企业信用和个人信用的建设，形成诚实、诚信的社会氛围；在九年制义务阶段安排食品营养卫生知识的课程，对公众要进行食品安全的科普教育，通过各种方式开展食品营养卫生、职业道德、食品安全的教育和法制宣传；要在大专院校开设食品生产和管理的技术的专业，培养专业人才从事食品行业等[6]。
为我国食品安全打下坚实的基础，只有经过多年的艰苦努力，我国食品安全问题才能从根本上得到解决，我国食品安全水平才有可能赶超发达国家。
2.2.2加强完善食品安全法律体系
食品安全的法制化，究其根本是要构建一个合理、有效率的食品安全法律体系，以确保食品安全。
我国虽有新的食品安全法可不够严厉且起步晚，而在国外早把加强立法、严格执法放在非常重要的位置。
如美国既有《联邦食品、药物和化妆品法》、《食品质量保护法》等综合性法规，也有《联邦肉类检查法》、《禽产品检查法》等非常具体的专门性法律，这些法律法规几乎覆盖了所有食品[2]。
并且国外的严格执法也很严厉，在英国、美国、加拿大等国，食品安全的违法者不仅要承担对受害者的民事赔偿，而且还要受到刑事制裁。
因此我国要加强食品安全法律建设和法制管理，建立我国食品安全法律、法规等多层式法律体系。
加速建立符合国际食品法典原则的食品安全标准体系。
加大推行食品安全管理的食品安全有效控制体系的力度。
建立有效的食品安全政策支持体系、宏观调控体系和管理体制。
加强现有法律法规的惩罚力度，实施对食品安全的有效保护[1]。
2.2.3提高分析测试技术
提高食品检测技术水平，可以为保障食品安全提供技术支撑，无论是源头管理、市场准入、产品抽检或是进出口把关等都要有相应的检测手段[5]。
当前，我国的食品安全问题也对质检机构的检测水平和能力提出了新的挑战。
为适应新形势下的检测工作，质检机构一方面要加强硬件建设，不断充实新的仪器设备，改善测试方法等。
要有一批高素质的专业检测人员，这些人员不但要精于检测工作，还要了解检测技术的发展趋势和动态，具有较高的理论造诣和丰富的实际工作经验，而且还要了解当前食品的制假动态，善于从产品的外观捕捉到产品的违禁添加物，为产品质量监督和打击假冒伪劣产品寻找到直接的突破口和切人点。
我们要系统研究和全面了解国际标准，找出我国现行标准与国际标准间的差异，为采用国际标准和国外先进标准提供依据。
要注重引进与创新并举，结合我国的国情，借鉴AOAC、CAC、FAO、ISO、WHO等先进标准，开展标准技术创新研究，为保证食品安全和为政府部门制定符合我国利益的进出口监督检验策略和措施提供技术支撑。
要培养一批懂专业、外语好、能在标准化领域进行国际交流的高级人才，积极参与相关国际组织的活动，为建立能与国际水平接轨的质量标准体系打下基础。
第3章食品分析检测技术
3.1微波消解（辅助萃取）技术在食品分析中的应用
随着人们生活水平的提高，食品安全性的问题日益被重视，可怎样准确测定食品样品中的微量或痕量元素呢？
关键是样品的前处理，因样品的前处理直接影响分析结果的精密度和准确度。
一般测定样品的处理方法有：
高温灰化法（将一定量的样品置于石英坩埚内先在电炉上用小火炭化，炭化完全后用马弗炉以适当的温度灰化，灼烧除去有机成份，再用酸溶解，使其微量元素转化成可测定状态）、低温灰化法（利用高频电场作用下产生的激发态氧等离子体消化样品中的有机体）、湿法分解法（利用浓无机酸和强氧化剂来消化处理样品，是实验室较为常用的一种方法）等。
高温灰化法，取样量大、加热时间长、耗电量大。
并且对于汞砷等易挥发元素，高温时已造成损失影响测定结果的准确度等缺点。
低温灰化法，取样量少可以减少挥发性元素的损失，但灰化时间长、设备昂贵、实验条件要求高等，因此一般不采用此法。
湿法分解法，是实验室常用的方法，可操作繁琐、消化时间长、容易引入污染，样品易消化不彻底等。
见于情况，近几年来产生了以样品处理为中心的技术，它就是微波消解法，它结合了高温消解和微波快速加热两面性能。
此方法具有加热速度快且均匀，无滞后效应，消解时间短只需几分钟至几十分钟，溶剂用量少且没有蒸发损失，一般只需5-10ml，避免有害气体排放，样品采用密闭消解有效地减少了易挥发元素的损失等优点。
因此现在用很多检测技术与微波消解技术相结合，如用微波消解-氢化物原子荧光法测定婴幼儿食品中总砷，以硝酸作为消化体系进行微波消解后，原子荧光法测定。
微波消解技术可将样品消解完全，采用磷钼蓝分光光度法测定体系中磷酸盐（以磷酸根计）的含量在0-150μg（25ml比色管）时，磷酸盐的含量与吸光度呈线性关系，相关系数0.9999。
因此采用微波消解-分光光度法来测定肉制品中磷酸（用微波消解技术进行样品前处理，磷钼蓝分光光度法测定肉制品中磷酸盐含量的方法。
采用微波消解仪，在肉制品中加入硝酸密闭消解，消解液用磷钼蓝分光光度法在660nm波长处测定样品中磷的含量[14]。
微波还应用于有机分析中的样品预处理即微波辅助萃取。
如测定动物性食品中氯霉素残留量就可用微波辅助萃取气质联用仪。
该检测方法的回收率为76.2％一94.7％，相对标准偏差为6.1％一8.6％，最低检测浓度为0.1g／kg[15]。
可见微波消解（辅助萃取）技术在食品分析及各个领域的应用广泛，在消解试样时用酸做溶剂要格外小心，在试样添加酸后，不要立即放入微波炉，在反应平和（无起泡、无冒气、无冒烟）后再放入微波炉升温，分次加入酸，尽量避免高氯酸，样品和试剂组成的溶液不高于20ml。
不要将具有突发性反应和含有爆炸组分的样品放入微波炉。
3.2食品分析中常用的检测技术
3.2.1近红外光谱在食品分析中的应用
近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长范围是700-2500nm，一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团（OH，CH，NH，SH，PH）等的倍频和合频吸收[7]。
由于分子的倍频和合频吸收强度较弱，因此样品的近红外信号较弱，这为样品不需要经过稀释等预处理就可以直接原样测定分析提供了理论依据。
近红外光谱常用的测量技术有透射法、漫反射法和反射透射法，视样品对近红外光线的透过情况可选用不同的测量技术，而这3种技术相结合可以测定各种形态的样品，如可以直接测定粉末、块状、浆糊状固体及液体等。
由于近红外谱带受分子内外环境的影响较小，因此近红外技术可适用于多种环境条件下的测试分析。
近红外光线可以穿透许多透明材料，因此，无需打开玻璃瓶盖，可以直接对玻璃瓶内的物品进行测量[8]。
近红外光谱检测比传统的检测方法的好处有如下几点：
一、分析速度快；二、分辩率高，可以同时对样品的多个组分同时进行定量、定性分析；三、应用范围广，可以对液体、固体、半固体和胶状体等不同物态的样品进行光谱测量；四、一般不需要样品的预处理，分析后不会产生化学、生物或电磁污染等；五、分析成本较低；六、重现性好；七、实现样品无损分析；八、近红外分析的光导纤维易得到，实现了在线分析及监测，极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析等等。
同样近红外光谱也有一定的技术限制：
一、不适宜痕量分析及分散性样品分析，被测组分含量一般应大于0.11%；二、由于测定的是倍频和合频吸收，所以灵敏度较低；三、需要建立相关的模型库等等。
近红外光谱检测技术（Nearinfraredspectroscopy，NIR）在食品工业中的应用非常广泛。
利用近红外光谱技术可以进行食品成分的定量分析、水分子中氢结合状态的解析、淀粉的损伤检测和水果内部品质的测定。
所测食品形态可以是固态、液态、粉状和糊状。
因此，被检样品也是多种多样。
粉状物料的测量多用长波近红外反射法，液态样品多用短波近红外透射法，而固体既可以用反射法又可以用透射法测定。
如葡萄酒（乙醇、含糖量、有机酸、含氮值、pH值等），白酒（原料中的水分、支链淀粉、酒醅中的水分、pH值、淀粉和残糖等），啤酒（大麦原料中的水分、麦芽糖、啤酒中的乙醇和麦芽糖等），以及产地鉴别，真伪鉴别等[9]。
目前在油脂行业也广泛来用NIR法测定大豆、油菜籽、葵花籽等饼粕中的蛋白质、脂肪（残油）、水分、灰分等指标。
在检测肉类和奶制品中也得到应用，国外已有人成功利用近红外光纤探针实现了在加热过程中检测猪肉的水分变化，为肉类工业有效合理控制加工过程提供了一条有效的新途径。
NIR也可作为一种非破坏性方法用来测定花生中的油含量，能获得与索氏提取法相近的结果。
在水果、蔬菜检测中NIR实现了非破坏性地测定完整苹果中的总糖、蔗糖、葡萄糖和果糖以及果汁中的糖和酸的含量，成分分析效率较高，为判断苹果的品质提供了新方法。
在苹果汁、葡萄汁、梨汁等加工过程中，用NIR可连续测量可溶性固形物、总固形物和总水分的变化，进而监控加工产品的质量。
NIR不仅能分析与含氢基团直接相关的有机物，而且在无机物的检测上也有很多成功实例，其作用机理有待进一步研究。
随着近红外光谱仪硬件设备成本不断降低，进一步完善软件的数理统计方法，提高从复杂、重叠和变化的近红外光谱中提取有效信息的效率，增加光谱的信噪比，近红外光谱法的应用前景将更加广阔[7]。
3.2.2生物酶法和免疫分析技术在食品分析中的应用
生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大部分为蛋白质，也有极少部分为RNA。
酶的生产和应用，在国内外已具有80多年历史，进入20世纪80年代，生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展。
生物酶是从生物体中产生的，具有特殊的催化功能。
在食品工业中主要用蛋白酶，它能催化蛋白质和多肽键水解，广泛存在于动物内脏、植物茎叶、果实和微生物中。
各种生物体都能合成它，但唯有微生物蛋白酶具有生产价值。
生物酶不仅在食品发酵工业中应用广泛，而且还在食品检测技术中有着一定的作用。
如在国际果汁市场中，苹果汁是仅次于橙汁的第二大果汁产品，苹果汁中添加苹果酸是比较常见的掺假象。
天然苹果汁只含有L——苹果酸，通过测定D——苹果酸含量可检测掺假苹果汁，若样品中存在D——苹果酸，则说明样品为掺杂果汁。
即检测原理D——苹果酸（D一苹果酸盐）在D——苹果酸盐脱氢酶（D—MDH）存在的情况下，通过NAD氧化变成草酰乙酸盐。
草酰乙酸盐立即由同样的酶催化分解成丙酮酸盐和二氧化碳[10]。
免疫分析主要是利用抗体能够与相应抗原及半抗原发生自发的、高选择性的特异性结合这一性质，通过将特定抗体（或抗原）作为选择性试剂来对相应待测抗原（或抗体）进行分析测定的方法[11]。
免疫分析法具有灵敏度高、方法简捷、分析量大、检测成本低、容易普及和推广，尤其适宜现场筛选和大量样品的快速分析，并且可以对化合物、酶或蛋白质等物质进行定性和定量分析。
世界粮农组织（FAO）已向许多国家推荐此项技术。
因此，人们称免疫分析技术是21世纪最具竞争性和挑战性的检测分析技术[12]。
在食品安全检测中酶联免疫分析法（ELISA）较为常用，它利用酶标记物同抗原抗体复合物的免疫反应与酶的催化放大作用相结合，既保持了酶催化反应的敏感性，又保持了抗原抗体反应的特异性，极大的提高了灵敏度，且克服放射免疫分析技术（RIA）操作过程中放射性同位素对人体的伤害。
酶联免疫分析在赭曲霉毒素测定中远不如它对蔬菜中的对硫磷；谷物中的杀螟松、甲基嘧啶硫磷；奶、肉类中的西维凶、呋喃丹等检测。
赭曲霉毒素是真菌曲霉 Ochraceous和几种 Penicillium真菌产生的一种毒素，它包括7种结构类似的化合物，其中赭曲霉毒素A（OTA）的毒性最强[13]。
基于OTA的毒性大的原因，一些国家的限量标准就规定得很低，这就需要采用高灵敏的检测方法，我们采用时间分辨荧光免疫分析法（TRFIA）来检测OTA。
TRFIA检测方法，其灵敏度、可测范围和稳定性大大好于现有的酶联免疫分析。
目前，免疫分析方法的建立主要包括以下几个方面的内容：
待测物的选择、免疫半抗原的合成、全抗原的制备、抗体的制备、测定方法、样本前处理方法和方法评价。
还有检测限度还不能完全达到国际标准，并且抗体制备难度大，不能同时完成多残留检测等，因此近年来在酶联免疫分析法（EIA）的基础上发展建立起来一些新的技术，如斑点免疫分析技术、生物素-亲和素系统（BAS）使得EIA技术的检测方法更加灵敏、快速、简便[12]。
免疫分析的食品安全检测技术主要还是利用生物抗体为识别元件，而生物抗体是决定免疫分析检测灵敏度和稳定性的关键，由于客观原因限制了它的发展，如：
针对小分子农药的半抗原的不易合成等。
3.2.3原子荧光在食品分析领域的应用
我们都知道砷是具有蓄积作用的有害元素，砷普遍存在于自然界环境和动植物体内。
由于含砷农药的使用及环境污染，以及食品在加工过程中使用某些化学添加剂而引起食品中砷的污染。
由于婴幼儿食品的特殊加工，更容易受到有害因素的污染。
因此，砷在婴幼儿食品卫生监督检验中尤为重要。
目前总砷的检测方法有原子荧光法、银盐法、砷斑法、原子吸收光谱法等[13]。
目前对砷盐的检测多般采用银盐分光光度法，亦称二乙基二硫代氨基甲酸银（即DDC-Ag）比色法。
该法在一定条件下能够比较准确的测出样品中砷盐的含量，但存在检测步骤繁琐、耗时长、影响因素多、检测误差大等缺点。
砷斑法也就是马氏试砷法：
Zn、盐酸和试样混在一起，将生成的气体导入热玻璃管，若试样中
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