儀器分析在食品領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

儀器分析在食品領(lǐng)域的應(yīng)用及進(jìn)展儀器分析在食品領(lǐng)域的應(yīng)用及進(jìn)展儀器分析是指借用周密儀器測(cè)量物質(zhì)的某些理化性質(zhì)以確定其化學(xué)子吸取分光光度計(jì)及可進(jìn)展光譜掃描的紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、熒光器分析應(yīng)用更加廣泛，有力推動(dòng)了食品儀器分析的進(jìn)展，使得食品分析處在一個(gè)嶄的進(jìn)展時(shí)代。1電化學(xué)分析法電化學(xué)分析是食品生產(chǎn)掌握、理論爭(zhēng)論的型重要工具。由于電極品種仍限于一些低價(jià)離子(主要是陽(yáng)離子)，因此在實(shí)際應(yīng)用中還受勢(shì)溶出法特別適合于分析痕量金屬和混合金屬，能便利地測(cè)定醬油、形和消退干擾等作用。2光譜分析法可見(jiàn)、紫外、原子吸取等分光光度技術(shù)。紫外-可見(jiàn)分光光度法質(zhì)吸取波長(zhǎng)范圍在200～760nm區(qū)間的電磁輻射能而產(chǎn)生的分子吸取光譜稱為該物質(zhì)的紫外-可見(jiàn)吸取光譜，利用紫外-可見(jiàn)吸取光譜進(jìn)展物質(zhì)的定性、定量分析的方法稱為紫外-可見(jiàn)分光光度法。其2050年月開(kāi)頭，又提的應(yīng)用。原子吸取分光光度法隨著用于準(zhǔn)確測(cè)定生物樣品中痕量礦物質(zhì)的原子吸取方法的發(fā)展，原子吸取光譜儀日漸普及，為食品分析、食品養(yǎng)分、食品生物化2070年月后期開(kāi)頭類型原子化機(jī)理、基體干擾及基體改進(jìn)效應(yīng)和各種聯(lián)用技術(shù)等。熒光分光光度法熒光分析方法操作簡(jiǎn)潔、快速、靈敏度高、周密度和準(zhǔn)確度好，并AFS-2201型雙道原子熒光光譜儀為例，在對(duì)食品中的鉛，進(jìn)展原子熒光法測(cè)定時(shí)，檢出限為0.3g/L，線形1.00～500g/L87%～98%。而對(duì)食品中硒用熒光法進(jìn)展相關(guān)性爭(zhēng)論測(cè)定時(shí)，覺(jué)察變異系數(shù)為0.63%～0.66%，平均回收率95.1%。近紅外光譜分析法近紅外光譜分析方法省去了通常分析中的稱量、定容和提取分別泛，特別是在測(cè)定食品中的鉛、鐵、鉛、銅、鋅等離子的含量中的應(yīng)用。色譜分析氣相色譜法2050～60年月進(jìn)展起來(lái)的一種高效、快速分析特別近年來(lái)對(duì)氣相色譜改進(jìn)性測(cè)定，如承受頂空氣相色譜法測(cè)定時(shí)該方法也可以檢測(cè)保健食品中的抗氧化活性，結(jié)果顯著。液相及高效液相色譜法通常所說(shuō)的主層析、薄層層析或紙層析就是經(jīng)典的液相色譜，而高色譜過(guò)程，其所用固定相顆粒度小〔5～10m〕、傳質(zhì)快、柱效高?！踩?、糖等，分別在檢測(cè)食品中的污染物、養(yǎng)分成分、添加劑、毒素等方面得以充分應(yīng)用。離子色譜法1975年，Small各個(gè)領(lǐng)域，如水、啤酒、奶制品、肉制品等。質(zhì)譜分析法質(zhì)譜儀是用一束電子流轟擊被爭(zhēng)論的物質(zhì)，把形成的正離子碎片的〔蛋白質(zhì)〕、香味成分及有毒有害物質(zhì)等成分。特別液-質(zhì)聯(lián)用的使用，更能有效地測(cè)定被測(cè)流出物中的痕量組分，-質(zhì)聯(lián)用也能較大程度地提高了分析效率。例如：在對(duì)食用油中礦物油的測(cè)定時(shí)，氣-質(zhì)聯(lián)用在用皂化法測(cè)定表現(xiàn)為陽(yáng)性的狀況下，能夠準(zhǔn)確地分析出被測(cè)食用油中不含礦物油。核磁共振分析法在鑒定有機(jī)化合物的構(gòu)造中，核磁共振譜是一個(gè)很有價(jià)值的工具，為延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期供給理論根底。生物芯片檢測(cè)技術(shù)生物芯片檢測(cè)技術(shù)是一種全的微量分析技術(shù)。根本技術(shù)包括方用于檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品的基因芯片。DNADNA微陣列，通常承受原位合成與合成點(diǎn)樣法制作，其能以高信息量、高通量，同時(shí)檢測(cè)、分析大量的DNA/RNA。此項(xiàng)技術(shù)是將大量的探針?lè)肿庸潭ㄔ谥С治锷希c標(biāo)記程碑的地位。其它方法化學(xué)發(fā)光分析化學(xué)發(fā)光分析較熒光分析更加靈敏，如直接測(cè)定氨基酸，靈敏度可達(dá)3×10-11mol/L，而且重現(xiàn)性較好。同時(shí)的化學(xué)發(fā)光試劑和光增分析、食品衛(wèi)生監(jiān)測(cè)等方面顯示的極好的應(yīng)用前景。高效毛細(xì)管電泳相對(duì)于經(jīng)典電泳技術(shù)，高效毛細(xì)管電泳具有高效、快速、簡(jiǎn)便、微量并可實(shí)現(xiàn)儀器化等優(yōu)異特點(diǎn)，它不再局限于生物大分子分別測(cè)術(shù)更顯出特有的分析力量與極大的應(yīng)用前景。生物傳感技術(shù)隨著生物技術(shù)的日臻完善，生物傳感器作為一種多學(xué)科穿插的高〕、圖像傳感〔顏色、外貌〕等方面。如電子鼻在食品、飲料、酒類、煙草等方面的廣泛應(yīng)用?？傊瑸檫m應(yīng)食品工業(yè)進(jìn)展的需要，食品儀器分析將在準(zhǔn)確、靈敏自動(dòng)化、智能化的方向進(jìn)展。國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器在我國(guó)食品安全檢測(cè)分析工作中應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)步，現(xiàn)逐一淺析如下。致病菌微生物檢測(cè)儀器產(chǎn)廠家有ABIBio-RadThermo-Fisher、AgilantBiomerieux、Dupont，Biologe、GEHeailhcare[3]等。而隨著科技進(jìn)展與市場(chǎng)需食品農(nóng)藥殘留、獸藥殘留檢測(cè)儀器食品中農(nóng)藥殘留和獸藥殘留問(wèn)題始終是政府和公眾格外關(guān)注的10種化學(xué)8個(gè)農(nóng)藥多殘留檢測(cè)的國(guó)標(biāo)。-質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)法等[2~8]，所用的儀器為GC、HPLC、GC-MSLC-MS-M后二類儀器多用于確認(rèn)和多殘檢測(cè)國(guó)際上GGC-MS、GC-MS-MS 的高端產(chǎn)品為Agilent、Shimadzu、Thermo-Fisher、PerkinElmer、Varian等統(tǒng)領(lǐng)；LC、LC-MS和PerkinElmer、Dionex、Varian等統(tǒng)領(lǐng)[3]。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品雖然在整體上不能與國(guó)外產(chǎn)品相媲美，但近幾年來(lái)在GC、LC、GC-MS方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，如北京東西電子、上海精并擁有肯定的市場(chǎng)空間。食品有毒有害元素檢測(cè)儀器原子吸取光譜法〔AAS〕和電感耦合等離子放射光譜法〔ICP〕AAS最為普及。ICPMS聯(lián)用〔ICP-MS〕ng級(jí)，得到重視。國(guó)外著名的生產(chǎn)廠家為：Thermo-Fisher、PerkinElemer、Shimazu、Varian、Agilent、JenaAG等；國(guó)內(nèi)AAS生產(chǎn)廠家有且價(jià)格廉價(jià)，具有肯定的競(jìng)爭(zhēng)力。原子熒光光譜儀〔AFS〕用于檢測(cè)砷、鉛、汞、錫、硒、鍺、銻等，其中吉天還生產(chǎn)LC-AFS，即元素價(jià)態(tài)檢測(cè)儀，其靈敏度、檢出[2]，產(chǎn)品不僅滿足國(guó)內(nèi)需求，且已有外商代理、銷往國(guó)外。AAS和AFSAAS的技術(shù)與國(guó)外差距不很大，而AFS已處領(lǐng)先水平的科學(xué)儀器，術(shù)水平，勢(shì)必能與國(guó)外產(chǎn)品抗衡。代替進(jìn)口儀器[2、9]。轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)儀器PCR定性、定量方法和基因芯片技術(shù)[10]；二是蛋白質(zhì)的檢測(cè)，也就是外源基因表達(dá)的蛋中在對(duì)特征性DNADNA樣品的儀器設(shè)備試劑盒、微量移液器、離心機(jī)、水浴鍋、分光光度計(jì)等。等有機(jī)試劑，因此在提取DNA上應(yīng)用很廣泛。目前，生產(chǎn)這種試劑2001年注冊(cè)到現(xiàn)在，僅僅四年的時(shí)間就成為國(guó)內(nèi)一線的核酸純化品牌。海、北京、長(zhǎng)沙、圖門等地都有生產(chǎn)企業(yè)，較典型的是上海天美，但大離心力變頻電機(jī)〔專用電機(jī)，且穩(wěn)速、制冷、恒溫、真空、超高速運(yùn)行部件的材料和加工以及整體安全穩(wěn)定運(yùn)行掌握諸多方面的技術(shù)性能尚不及國(guó)外產(chǎn)品，所以，盡管價(jià)格昂貴，在高校、科研機(jī)構(gòu)或國(guó)家的一些重點(diǎn)試驗(yàn)室還是選用進(jìn)口的產(chǎn)品，高端產(chǎn)品均被國(guó)外壟斷；而對(duì)于水浴鍋、分光光度計(jì)這類中低檔產(chǎn)品，試驗(yàn)室要求不高，用、北分瑞利、上海棱光、上海光譜、上海精科、北京拓普等。用于基因擴(kuò)增、分別、分析、檢定的儀器設(shè)備PCRDNA聚合酶，試劑盒，核PCR儀等。這些儀器設(shè)備國(guó)外著名廠家是Bio-Rad、Thermo-FisherSciencesGEPCR儀已有十年歷史，是國(guó)內(nèi)唯一具有定性、終點(diǎn)定PCRCE認(rèn)證的民族品牌，PCR儀在國(guó)產(chǎn)同類產(chǎn)品中累計(jì)銷量第一；東南大學(xué)自主研SARS30多個(gè)SARS樣本，取得了滿足的結(jié)果。該基因芯片對(duì)于SARS、人、禽流感的預(yù)PCR過(guò)程、雜交過(guò)程、清洗過(guò)程、檢測(cè)過(guò)PCR反響，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)進(jìn)展因多態(tài)性分析和基因組爭(zhēng)論等，此外，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)PCR儀的還有杭州普遍使用。食品安全快速檢測(cè)儀器社會(huì)進(jìn)展的急需。檢儀器在“光-機(jī)-電-算一體化”術(shù)，諸如納米、芯片、免疫學(xué)、傳感器、基因工程等技術(shù)，成為各進(jìn)展比較快，很多產(chǎn)品較成熟，且局部已商品化。在我國(guó)，近年來(lái)也涌現(xiàn)一批廠家，其中具有代表性的生產(chǎn)廠商有：上海雷勃、上海三科、北京拓普、南京華東生產(chǎn)的酶標(biāo)儀和洗圍廣，產(chǎn)品較成熟；中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)爭(zhēng)論所傳感技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)最〔SPR〕SPR有用化程度高，在國(guó)內(nèi)已有多家科研單位和高校使用[11~12]。1000多個(gè)，年實(shí)現(xiàn)生物傳感器的快速分析200萬(wàn)次以上。并形成系列化的產(chǎn)品和配套的固定化酶膜及試劑盒，與國(guó)外同類儀器的競(jìng)爭(zhēng)中表現(xiàn)明顯的優(yōu)勢(shì)。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〔儀器和試劑盒并向微縮芯片試驗(yàn)室進(jìn)展[9]。等進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、完善快速檢測(cè)技術(shù)成為國(guó)內(nèi)企業(yè)又一重點(diǎn)4我國(guó)國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的進(jìn)展存在的問(wèn)題我國(guó)國(guó)產(chǎn)儀器的總體水平還比較落后，根底比較薄弱5-10年，目前，我國(guó)科研用分析測(cè)試儀70%左右仍依靠進(jìn)口，一些急需的專用儀器還屬空白，嚴(yán)峻制約了我國(guó)科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展。對(duì)科學(xué)儀器爭(zhēng)論和進(jìn)展的投入低于興旺國(guó)家?！啊钡默F(xiàn)象仍比較嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十五”期間，863打算、973打算和國(guó)家科技攻關(guān)打算20％左右用于購(gòu)置科學(xué)儀器，985工程、211工863打算、973打算和國(guó)家科技攻3大主體科技打算“十五”330“科學(xué)儀器設(shè)備研制與開(kāi)發(fā)”0.85基金〔NSF〕為例，20032004年投入到大學(xué)的相關(guān)工程中，有關(guān)科學(xué)儀器研制或功能改進(jìn)等占支持科學(xué)儀器進(jìn)展的資金占總金額的25.3%。投入缺乏使我國(guó)具有自主學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)的科學(xué)儀器格外有限。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)巨大，但科學(xué)爭(zhēng)論主要依靠進(jìn)口，不利于我國(guó)科學(xué)儀器創(chuàng)60%是用于進(jìn)口設(shè)備，2001年的9200420億美元以上。在生命科學(xué)儀器方面，我國(guó)我國(guó)科學(xué)儀器創(chuàng)面臨格外不利的局面。提高國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的穩(wěn)定性和牢靠性，留意售后效勞調(diào)查，80%善的售后效勞。目前Agilent、Thermo-FisherSciences、Waters、Dionex、AB、GEHeailhcare、Dupont、Shimadzu等國(guó)外供給商在供給格外全面的售后效勞。務(wù)體系，由于這兩點(diǎn)正是目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的缺陷所在。5展望“九五”“十五”“十一五”科技進(jìn)展九五”期間，選擇農(nóng)業(yè)科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境分析“十五”十一五重點(diǎn)建設(shè)一批國(guó)家大10-15年是二、我國(guó)食品安全檢測(cè)技術(shù)及儀器的現(xiàn)狀備。〔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。8GC-MSLC-MS-MS?！捕硻z測(cè)獸藥、漁藥殘留的儀器15AOAC、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-MSHPLC-MS和HPLC-MS-MS定性和確證；〔4〕國(guó)際上高端產(chǎn)品為Agilent、Thermo、Waters、ABI、PerkinEImer、Dionex、Varian等統(tǒng)領(lǐng)；〔5〕我國(guó)近幾年來(lái)GC、HPLC、GC-MS方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。如東西電子、精科、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)寬闊，期望國(guó)產(chǎn)儀器大有作為?！踩硻z測(cè)有毒有害元素及其價(jià)態(tài)分析的儀器最經(jīng)典的用原子吸取光譜儀〔AAS〕。具有我國(guó)自主學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)〔AFS〕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-MSng/mlHPLC-AASGC-AAS、HPLC-ICP-MSCE-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)，尤其元素價(jià)態(tài)分析和縣、地〔市〕級(jí)食品安全質(zhì)檢站?！菜摹持虏【鷻z驗(yàn)和細(xì)菌鑒定的儀器依據(jù)碳源的代謝利用率進(jìn)展鑒定，如API、ATB、VITEK等；利用抗原和抗體間專一性結(jié)合、免疫反響，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BAX系統(tǒng)，RP系統(tǒng)可用于溯源的；〔4〕依據(jù)特征性的脂肪酸圖Agilent開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)；〔5〕基于外表等離子諧振〔SPR〕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)外著名廠家為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。可喜的是2000年以來(lái)〔生物芯片國(guó)家工程中心SPR系列產(chǎn)品。從世界范圍講，致病菌引市場(chǎng)?！参濉侈D(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)儀器平檢測(cè)，使用儀器按檢測(cè)程序分三部份：〔1〕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DNA聚合酶、PCR擴(kuò)增儀等；〔3〕分別、PCR儀等。國(guó)外著名廠家是BI0-RAD、Thermo-LifeSciences、GE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?！擦硻z測(cè)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和養(yǎng)分成份的儀器主要有：〔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)；〔7〕氨基酸，國(guó)內(nèi)尚無(wú)商品化的產(chǎn)品?！财摺硺悠非疤幚淼膬x器食品質(zhì)量安全檢測(cè)是在極簡(jiǎn)單的基質(zhì)中〔樣品中〕，檢測(cè)、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)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年首次提出，優(yōu)點(diǎn)是不必進(jìn)展勻漿、沉淀、離心、PH值調(diào)整等傳統(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、高效、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，便于和其他器聯(lián)機(jī)。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，利、豐杰華、成都科林等。這些屬需求量大、面廣的產(chǎn)品，期望盡速形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。