食品質量安全檢測技術

1、目錄食品生物性污染的檢測技術食品生物性污染的檢測技術食品化學性污染的檢測技術食品化學性污染的檢測技術超聲檢測技術超聲檢測技術紅外光譜檢測技術紅外光譜檢測技術納米檢測技術納米檢測技術Page 3一食品生物性污染的檢測技術一食品生物性污染的檢測技術11電阻抗法電阻抗法原理是細菌在培養(yǎng)基內生長繁殖的過電阻抗法原理是細菌在培養(yǎng)基內生長繁殖的過程中，會使培養(yǎng)基中的大分子電惰性物質程中，會使培養(yǎng)基中的大分子電惰性物質( (如碳如碳水化合物、蛋白質和脂類等水化合物、蛋白質和脂類等) )代謝為具有電活性代謝為具有電活性的小分子物質的小分子物質( (如乳酸鹽，醋酸鹽等如乳酸鹽，醋酸鹽等) )，這些離子，這些離子

2、態(tài)物質能增加培養(yǎng)基的導電性，使培養(yǎng)基的阻態(tài)物質能增加培養(yǎng)基的導電性，使培養(yǎng)基的阻抗發(fā)生變化，通過檢測培養(yǎng)基的電阻抗變化情抗發(fā)生變化，通過檢測培養(yǎng)基的電阻抗變化情況可繪制出不同細菌特征性的阻抗曲線，將曲況可繪制出不同細菌特征性的阻抗曲線，將曲線與用標準菌株制成的曲線對比，即可檢測出線與用標準菌株制成的曲線對比，即可檢測出相應的細菌數(shù)量和種類。相應的細菌數(shù)量和種類。Page 41 12 2紙片熒光法紙片熒光法紙片熒光法是利用細菌產生某些代謝酶或代謝產物的特點紙片熒光法是利用細菌產生某些代謝酶或代謝產物的特點而建立的一種酶而建立的一種酶一底物反應法，其優(yōu)點是測試紙片生產一底物反應法，其優(yōu)點是測試紙片

3、生產工藝簡單，簡化了實驗準備、操作和判斷，準確度也較高。工藝簡單，簡化了實驗準備、操作和判斷，準確度也較高?？梢灾谱魃唐坊瘻y試紙將待測細菌所需的營養(yǎng)成分、酶促可以制作商品化測試紙將待測細菌所需的營養(yǎng)成分、酶促底物以及抑制雜菌的成分均固相化在紙片上通過檢測有底物以及抑制雜菌的成分均固相化在紙片上通過檢測有關酶的活性來檢測食品中的大腸菌群和大腸桿菌，檢測時關酶的活性來檢測食品中的大腸菌群和大腸桿菌，檢測時將熒光產物在將熒光產物在365nm365nm紫外光下觀察即可，只需紫外光下觀察即可，只需2424小時即町獲小時即町獲得檢測結果。得檢測結果。Page 51 13 3分子生物學檢測方法分子生物學檢測

4、方法聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應(PCR)(PCR)是近年來在分子事物學領域中得到迅是近年來在分子事物學領域中得到迅速發(fā)展和廣泛應用的一種技術。速發(fā)展和廣泛應用的一種技術。PCRPCR技術檢測細菌的基本技術檢測細菌的基本原理是應用細菌遺傳物質中各菌屬菌種高度保守的核酸序原理是應用細菌遺傳物質中各菌屬菌種高度保守的核酸序列設計出相關引物，對提取到的細菌核酸片段進行擴增，列設計出相關引物，對提取到的細菌核酸片段進行擴增，進而用凝膠電泳和紫外核酸檢測儀觀察擴增結果。利用進而用凝膠電泳和紫外核酸檢測儀觀察擴增結果。利用PCRPCR技術對食品中的致病性蠟樣芽孢桿技術對食品中的致病性蠟樣芽孢桿(Bacil

5、luscereus)(Bacilluscereus)進行進行了檢測，檢出限可達了檢測，檢出限可達9cfu9cfumlml，與常規(guī)的生化檢測方法相比，與常規(guī)的生化檢測方法相比具有省時省力的特點且靈敏性較高。具有省時省力的特點且靈敏性較高。NiissonANiissonA等提出了一等提出了一種用種用PCRPCR技術測定食品中鼠疫桿菌的方法，可在細菌數(shù)為技術測定食品中鼠疫桿菌的方法，可在細菌數(shù)為105105106106的豬肉中檢測出的豬肉中檢測出102102個目標菌株。個目標菌株。Page 61 14 4免疫學方法免疫學方法 免疫學方法通過抗原和抗體的特異性結合反應，再輔以免疫放大技術免疫學方法通過

6、抗原和抗體的特異性結合反應，再輔以免疫放大技術來鑒別細菌，其優(yōu)點是樣品在進行選擇性增菌后無需分離即可采用來鑒別細菌，其優(yōu)點是樣品在進行選擇性增菌后無需分離即可采用免疫技術進行篩選。免疫法靈敏度較高，樣品經增菌后可在較短的時免疫技術進行篩選。免疫法靈敏度較高，樣品經增菌后可在較短的時間內達到檢出度，抗原和抗體的結合反應可在很短時間內完成。目前間內達到檢出度，抗原和抗體的結合反應可在很短時間內完成。目前主要的應用有：主要的應用有： 應用免疫磁珠捕集法檢測食品中單增李氏菌，檢測結果與實際相符應用免疫磁珠捕集法檢測食品中單增李氏菌，檢測結果與實際相符而且基本不受干擾菌影響。而且基本不受干擾菌影響。 應

7、用膠體金免疫層析法快速檢測食品中沙門氏菌，結果令人滿意。應用膠體金免疫層析法快速檢測食品中沙門氏菌，結果令人滿意。 利用利用ATPATP生物發(fā)光分析技術和體細胞清除技術，測量肉制品中細菌生物發(fā)光分析技術和體細胞清除技術，測量肉制品中細菌ATPATP和體細胞和體細胞ATPATP，對于鮮肉類食品，須先清除體細胞，對于鮮肉類食品，須先清除體細胞ATPATP，分析測量，分析測量時間需時間需1515分鐘，對于熟肉制品，無需清除體細胞，分析測量時閬只需分鐘，對于熟肉制品，無需清除體細胞，分析測量時閬只需4 4分鐘，測量細菌的下限為分鐘，測量細菌的下限為103cfu103cfug g。 應用微型自動熒光酶標

8、分析法檢測食品中沙門菌，檢測時間與常規(guī)應用微型自動熒光酶標分析法檢測食品中沙門菌，檢測時間與常規(guī)法相比提前法相比提前2-32-3天天Page 71 15 5細胞計數(shù)法細胞計數(shù)法細胞計數(shù)法卡要包括流式細胞計數(shù)法細胞計數(shù)法卡要包括流式細胞計數(shù)法(flowcytometry(flowcytometry，F(xiàn)CM)FCM)和固相細胞計數(shù)法和固相細胞計數(shù)法(solidphasecytometry(solidphasecytometry，SICSIC。這兩種方法通。這兩種方法通常都用激光作為激發(fā)光源，被熒光物質標記常都用激光作為激發(fā)光源，被熒光物質標記( (染色染色) )過的微生過的微生物或細胞在激光束的照

9、射下產生激發(fā)熒光，儀器通過對熒物或細胞在激光束的照射下產生激發(fā)熒光，儀器通過對熒光信號的檢測來估計微生物或細胞的大小，形狀和數(shù)量。光信號的檢測來估計微生物或細胞的大小，形狀和數(shù)量。Page 81 16 6基因芯片技術基因芯片技術基因芯片技術是一種反向固相雜交技術，具有微型化、高基因芯片技術是一種反向固相雜交技術，具有微型化、高通量、平行處理、易于自動化等優(yōu)越性。采用基因芯片技通量、平行處理、易于自動化等優(yōu)越性。采用基因芯片技術對檢測環(huán)境中常見致病菌的初步研究，檢測準確率達術對檢測環(huán)境中常見致病菌的初步研究，檢測準確率達96962 2。芯片制備的成本高，使用率低和浪費嚴重等缺點。芯片制備的成本高

10、，使用率低和浪費嚴重等缺點在一定程度上限制了基因芯片技術的應用，但是隨著芯片在一定程度上限制了基因芯片技術的應用，但是隨著芯片技術的不斷發(fā)展和完善，基因芯片技術在食品衛(wèi)生微生物技術的不斷發(fā)展和完善，基因芯片技術在食品衛(wèi)生微生物檢測領域中的應用前景會越來越光明。檢測領域中的應用前景會越來越光明。Page 9二食品化學性污染的檢測技術二食品化學性污染的檢測技術2 21 1色譜、質譜及其聯(lián)用技術色譜、質譜及其聯(lián)用技術 高效液相色譜高效液相色譜(HPLC)(HPLC)氣相色譜一質譜氣相色譜一質譜(GC-MS)(GC-MS)和液相色譜一質譜和液相色譜一質譜(LC(LCMS)MS)技術己成為檢測食品中農藥

11、和獸藥殘留的主要手段，以歐盟技術己成為檢測食品中農藥和獸藥殘留的主要手段，以歐盟96962323ECEC指令指令(2000(2000年版本年版本) )為例，為檢測各種畜、禽及其產品，水產為例，為檢測各種畜、禽及其產品，水產品，飼養(yǎng)的特種動物品，飼養(yǎng)的特種動物( (野味野味) )，蜂蜜，在不同場所取樣、檢測不同種類、，蜂蜜，在不同場所取樣、檢測不同種類、不同組分的獸藥殘留和污染物，按指令確定的檢測方法和儀器統(tǒng)計，不同組分的獸藥殘留和污染物，按指令確定的檢測方法和儀器統(tǒng)計，各種方法和儀器被確定的累計次數(shù)如表各種方法和儀器被確定的累計次數(shù)如表l l所示。美國加州食品農業(yè)部所所示。美國加州食品農業(yè)部所

12、屬的分析化學中心于屬的分析化學中心于9090年代開發(fā)成功的基于氣相色譜和液相色譜的農年代開發(fā)成功的基于氣相色譜和液相色譜的農藥多殘留快速掃描方法藥多殘留快速掃描方法(MRSM)(MRSM)。該方法適用于新鮮蔬菜、水果樣品中。該方法適用于新鮮蔬菜、水果樣品中有機磷、有機氯，擬除蟲菊酯、氨基甲酸酯四大類有機磷、有機氯，擬除蟲菊酯、氨基甲酸酯四大類200200多種農藥殘留的多種農藥殘留的檢測。將此方法在實驗室中進行了重現(xiàn)，取得了令人滿意的實驗結果。檢測。將此方法在實驗室中進行了重現(xiàn)，取得了令人滿意的實驗結果。sARABOGIALLIsARABOGIALLI等提出了一種用于定性檢測牛、豬、禽類肌肉組織

13、中等提出了一種用于定性檢測牛、豬、禽類肌肉組織中四環(huán)素類抗生素的方法，該法采用四環(huán)素類抗生素的方法，該法采用7070熱水提取樣品，通過液相色譜熱水提取樣品，通過液相色譜一串連質譜一串連質譜(LC-MS(LC-MSMS)MS)法測定進行檢測，對肌肉組織中人為添加的二法測定進行檢測，對肌肉組織中人為添加的二甲胺四環(huán)素的檢測結果表明，該方法的回收率在甲胺四環(huán)素的檢測結果表明，該方法的回收率在8888109109之間，相對之間，相對標準偏差在標準偏差在3 3l l l l之間。之間。Page 102 22 2 化學快速檢測法化學快速檢測法化學快速檢測技術原理是有機磷農藥化學快速檢測技術原理是有機磷農藥

14、( (磷酸酯二硫代磷酸磷酸酯二硫代磷酸酯，磷酞胺等酯，磷酞胺等) )任金屬催化劑作用下水解為磷酸與醇，水解任金屬催化劑作用下水解為磷酸與醇，水解產物與檢測液反應可使檢測液的紫紅色褪去，根據(jù)檢測液產物與檢測液反應可使檢測液的紫紅色褪去，根據(jù)檢測液色階的變化可以檢測蔬菜中有機磷農藥的殘留水平。根據(jù)色階的變化可以檢測蔬菜中有機磷農藥的殘留水平。根據(jù)此技術研制出了農藥殘留速測靈。其檢測靈敏度為此技術研制出了農藥殘留速測靈。其檢測靈敏度為0 01818l0mgl0mgkgkg，檢測時間為，檢測時間為510510分鐘，檢測成本為分鐘，檢測成本為0 020203 3元人民幣元人民幣/ /每次。每次。Page

15、 113 3酶活性抑制酶活性抑制分光光度法分光光度法 酶抑制技術是研究比較成熟、應用最廣泛的微量和痕量農藥殘留快速酶抑制技術是研究比較成熟、應用最廣泛的微量和痕量農藥殘留快速檢測技術，其原理是有機磷氯基甲酸酯類農藥對乙酞膽堿酯酶檢測技術，其原理是有機磷氯基甲酸酯類農藥對乙酞膽堿酯酶(ACHE)(ACHE)的特異性生化反應。乙酞膽堿酯酶水解后，水解產物可與硅色劑反應的特異性生化反應。乙酞膽堿酯酶水解后，水解產物可與硅色劑反應產生顏色，有機磷及氯基甲酸酯類農藥對乙酞膽堿酯酶的特異性抑制產生顏色，有機磷及氯基甲酸酯類農藥對乙酞膽堿酯酶的特異性抑制作用，使其不能水解，從而無顯色反應。依據(jù)此原理，國內外

16、已研制作用，使其不能水解，從而無顯色反應。依據(jù)此原理，國內外已研制出多種方法如速測卡法速測片法，農藥殘留分光光度法，電化學出多種方法如速測卡法速測片法，農藥殘留分光光度法，電化學生物傳感器法等。農藥殘留分光光度法的計算公式如下：酶抑制率生物傳感器法等。農藥殘留分光光度法的計算公式如下：酶抑制率= =處理液吸光度，空白液吸光度處理液吸光度，空白液吸光度x100=klg(x100=klg(待測物濃度待測物濃度)+b)+b式中式中k k，b b為常數(shù)。為常數(shù)。目前市場上應用最多的是農藥速測卡法，此方法操作簡便、不需要配目前市場上應用最多的是農藥速測卡法，此方法操作簡便、不需要配制試劑、不需要儀器，檢

17、測卡片攜帶方便，特別適用干對農貿市場上制試劑、不需要儀器，檢測卡片攜帶方便，特別適用干對農貿市場上的蔬菜進行初篩，該方法的檢出限大多在的蔬菜進行初篩，該方法的檢出限大多在mgmgkgkg水平，有的可達水平，有的可達u g/kgu g/kg水平。應用酶活性抑制一分光光度法對蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類水平。應用酶活性抑制一分光光度法對蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留進行了快速測定，并與氣相色譜法進行了對比，發(fā)現(xiàn)在檢出農藥殘留進行了快速測定，并與氣相色譜法進行了對比，發(fā)現(xiàn)在檢出的的3232份抑制率大干份抑制率大干5050的陽性結果中，與氣相色譜法的符合率為的陽性結果中，與氣相色譜法的符合率為818

18、12 2，符合國家標準。將膽堿酯酶抑制法用于檢測辛硫磷農藥殘留，結，符合國家標準。將膽堿酯酶抑制法用于檢測辛硫磷農藥殘留，結果表明膽堿酯酶對辛硫磷比較敏感，辛硫磷的抑制中濃度果表明膽堿酯酶對辛硫磷比較敏感，辛硫磷的抑制中濃度( (抑制率為抑制率為5050時濃度時濃度)3 )390u g/l90u g/l。Page 1224酶聯(lián)免疫吸附測定法(enzyme-一tassay,ELISA)酶聯(lián)免疫吸附測定法利用標記物的酶催化底物顯色反應來酶聯(lián)免疫吸附測定法利用標記物的酶催化底物顯色反應來反映抗原抗體的結合過程，將酶催化底物的靈敏性與抗原反映抗原抗體的結合過程，將酶催化底物的靈敏性與抗原抗體的特異性相

19、結合?？贵w的特異性相結合。其基本原理是：抗原或抗體結合到某種固相載體表面，并其基本原理是：抗原或抗體結合到某種固相載體表面，并保持其免疫活性；抗原或抗體與某種酶連接成酶標抗原或保持其免疫活性；抗原或抗體與某種酶連接成酶標抗原或抗體，這種酶標抗原或抗體既保留其免疫活性，又保留酶抗體，這種酶標抗原或抗體既保留其免疫活性，又保留酶的催化活性；引入了固相載體使游離的酶標抗原或抗體的催化活性；引入了固相載體使游離的酶標抗原或抗體與酶標抗原抗體復合物分離。該法的優(yōu)點是：可以通過顏與酶標抗原抗體復合物分離。該法的優(yōu)點是：可以通過顏色來做快速定性分析；特異性強；靈敏度高：酶標板上一色來做快速定性分析；特異性強

20、；靈敏度高：酶標板上一次可做多份樣品檢測。次可做多份樣品檢測。Page 133食品安全檢測樣品前處理技術食品安全檢測樣品前處理技術食品安全檢測樣品的前處理也就是對食品中待測物質的提食品安全檢測樣品的前處理也就是對食品中待測物質的提取和純化過程，在基質十分復雜的樣品中，檢測種類和組取和純化過程，在基質十分復雜的樣品中，檢測種類和組分很多含量很低的有毒，有害殘留物和污染物是農產品、分很多含量很低的有毒，有害殘留物和污染物是農產品、食品安全檢測的特點和復雜性。我國食品安全檢測的特點和復雜性。我國19961996年頒布的國家標年頒布的國家標準中，食品安全檢測樣品前處理絕大多數(shù)采用索氏提取、準中，食品安

21、全檢測樣品前處理絕大多數(shù)采用索氏提取、液液液萃取、固液萃取、固液蘋取、超聲提取和柱層析等傳統(tǒng)液蘋取、超聲提取和柱層析等傳統(tǒng)技術。近年來，微波消解技術被大量地應用在食品安全檢技術。近年來，微波消解技術被大量地應用在食品安全檢測的樣品前處理過程中。測的樣品前處理過程中。在測定食品中有害元素含量過程中采用了微波消解技術來在測定食品中有害元素含量過程中采用了微波消解技術來處理樣品，避免了由于常壓敞開消化造成的元素損失，減處理樣品，避免了由于常壓敞開消化造成的元素損失，減少了試劑用量，提高了靈敏度。少了試劑用量，提高了靈敏度。Page 14三三.超聲檢測技術超聲檢測技術該技術通過檢測低能量超聲波與食品物

22、料之間相互作用的該技術通過檢測低能量超聲波與食品物料之間相互作用的類型和程度來判斷食品的物理化學性質。與其他檢測方法類型和程度來判斷食品的物理化學性質。與其他檢測方法相比，超聲檢測有其獨特的優(yōu)勢：相比，超聲檢測有其獨特的優(yōu)勢：非破壞性、快速、精確、易于實現(xiàn)自動化，同時與其他電非破壞性、快速、精確、易于實現(xiàn)自動化，同時與其他電子檢測技術相比較價格低廉，而且能對高濃度食品和光不子檢測技術相比較價格低廉，而且能對高濃度食品和光不透明性材料進行檢測。利用超聲技術對鱷梨、胡蘿卜、蘋透明性材料進行檢測。利用超聲技術對鱷梨、胡蘿卜、蘋果等產品組織結構特性的檢測已經取得成功，還可利用超果等產品組織結構特性的檢

23、測已經取得成功，還可利用超聲檢測肉制品、烹飪制品和奶酪等的組織結構和粘彈性。聲檢測肉制品、烹飪制品和奶酪等的組織結構和粘彈性。并可監(jiān)控食品的生產過程。目前最引人注意的研究領域是并可監(jiān)控食品的生產過程。目前最引人注意的研究領域是對食品組成成分及其分散特性的研究。對食品組成成分及其分散特性的研究。Page 152.超聲檢測機理超聲檢測機理 超聲就是頻率高于超聲就是頻率高于20kHz20kHz、超、超出人們耳朵辨別能力并且穿透出人們耳朵辨別能力并且穿透性很強的聲波。超聲波在彈性性很強的聲波。超聲波在彈性介質中傳播可以有多種振動模介質中傳播可以有多種振動模式。壓縮波對媒質在平衡位置式。壓縮波對媒質在平

24、衡位置附近產生連續(xù)的伸縮和拉伸。附近產生連續(xù)的伸縮和拉伸。媒質的運動方向和超聲波的傳媒質的運動方向和超聲波的傳播方向相同。壓縮波由于復原播方向相同。壓縮波由于復原力最大，傳播速度最快。實際力最大，傳播速度最快。實際上它也是最簡單的波的形式，上它也是最簡單的波的形式，因為它是作用力各向相同的平因為它是作用力各向相同的平面波面波( (壓力波壓力波) )。因此在媒質特。因此在媒質特性檢測中常用的超聲波形式為性檢測中常用的超聲波形式為壓縮波。從式中可見超聲波在壓縮波。從式中可見超聲波在媒質中的傳播特性媒質中的傳播特性( (頻率、波矢頻率、波矢量量) )與媒質的特性與媒質的特性( (密度、彈密度、彈性模

25、量性模量) )密切相關密切相關Page 16 因此可以利用超聲在媒質中傳播特性的檢測來表征媒質的一些特征。因此可以利用超聲在媒質中傳播特性的檢測來表征媒質的一些特征。如：顆粒火小、分子特性、成分確定和結晶監(jiān)控。超聲檢測技術是利如：顆粒火小、分子特性、成分確定和結晶監(jiān)控。超聲檢測技術是利用超聲波在媒質中傳播時，聲傳播速度、聲衰減和聲阻抗等超聲量和用超聲波在媒質中傳播時，聲傳播速度、聲衰減和聲阻抗等超聲量和媒質特性及狀態(tài)有關的特性進行測定，通過測定這些聲學量，可以了媒質特性及狀態(tài)有關的特性進行測定，通過測定這些聲學量，可以了解被測媒質的特性和成分的變化，判斷材料內部的物理化學性質。解被測媒質的特性

26、和成分的變化，判斷材料內部的物理化學性質。2 21 1聲速聲速 超聲波在材料中的傳播速度取決于材料的物理特性，對于低衰減的材超聲波在材料中的傳播速度取決于材料的物理特性，對于低衰減的材料料(aw/c)(aw/c) 因此材料的聲速簡單地與它最基本的兩個物理特性：彈性模量和密度因此材料的聲速簡單地與它最基本的兩個物理特性：彈性模量和密度直接相關。材料的密度越小，對作用力具有更大的抵抗力，就意味著直接相關。材料的密度越小，對作用力具有更大的抵抗力，就意味著超聲在材料中的轉播速度越快。通常材料彈性模量的差異比密度大，超聲在材料中的轉播速度越快。通常材料彈性模量的差異比密度大，因此聲速受彈性模量影響比密

27、度大。因此聲速受彈性模量影響比密度大。 絕熱壓縮率能反映媒質的結構和彈性。不同媒質因其微觀結構和組成絕熱壓縮率能反映媒質的結構和彈性。不同媒質因其微觀結構和組成的不同具有不同的壓縮系數(shù)，因此通過檢測媒質聲速的區(qū)別或變化可的不同具有不同的壓縮系數(shù)，因此通過檢測媒質聲速的區(qū)別或變化可以定性或定量地監(jiān)測媒質的物理性質甚至是分子水平的結構變化。以定性或定量地監(jiān)測媒質的物理性質甚至是分子水平的結構變化。Page 172 22 2聲衰減聲衰減超聲在媒質中傳播時，其振幅隨傳播距離增加而逐漸減小超聲在媒質中傳播時，其振幅隨傳播距離增加而逐漸減小的現(xiàn)象稱為聲衰減。衰減的主要來源是媒質對超聲的吸收的現(xiàn)象稱為聲衰減

28、。衰減的主要來源是媒質對超聲的吸收和顆粒結構對超聲波的散射。吸收源于媒質的粘性、熱傳和顆粒結構對超聲波的散射。吸收源于媒質的粘性、熱傳導、邊界摩擦和各種遲豫現(xiàn)象等等，使超聲能轉化為其他導、邊界摩擦和各種遲豫現(xiàn)象等等，使超聲能轉化為其他形式的能量。散射的產生則是由于媒質本身的晶粒結構、形式的能量。散射的產生則是由于媒質本身的晶粒結構、媒質中的懸浮粒子、雜質和氣泡等造成的，它使超聲波向媒質中的懸浮粒子、雜質和氣泡等造成的，它使超聲波向不同方向傳播。造成接收方向超聲能量的降低。因此聲不同方向傳播。造成接收方向超聲能量的降低。因此聲衰減的程度反映媒質的物化性質及超聲與媒質在分予水平衰減的程度反映媒質的

29、物化性質及超聲與媒質在分予水平上的相互作用是研究上的相互作用是研究! !非均相系特性的重要參量。媒質的非均相系特性的重要參量。媒質的聲衰減聲衰減定義為：定義為：Page 182.32.3聲阻抗聲阻抗超聲在兩種不同媒質中傳播時，在界面處會發(fā)生反射現(xiàn)象，超聲在兩種不同媒質中傳播時，在界面處會發(fā)生反射現(xiàn)象，反射波的強弱取決于超聲波在兩種媒質中的阻抗差異大小。反射波的強弱取決于超聲波在兩種媒質中的阻抗差異大小。聲阻抗定義為聲壓對體積振速聲阻抗定義為聲壓對體積振速( (聲速聲速c c 面積面積A)A)的比率。即的比率。即Z=pZ=pcAcA對于平面波即只有沿超聲傳播方向有聲壓傳遞對于平面波即只有沿超聲傳

30、播方向有聲壓傳遞的波，聲阻抗為密度和聲速的乘積，即的波，聲阻抗為密度和聲速的乘積，即Z=PcZ=Pc，因此聲阻，因此聲阻抗取決于超聲傳播速度和媒質的密度。聲阻抗在媒質特性抗取決于超聲傳播速度和媒質的密度。聲阻抗在媒質特性檢測中的應用一檢測中的應用一 方面是通過聲速和聲阻抗測定，確定媒質方面是通過聲速和聲阻抗測定，確定媒質的密度。另一方面由于超聲檢測中常采用回波檢測技術，的密度。另一方面由于超聲檢測中常采用回波檢測技術，因此由聲阻抗特性決定的反射信號在超聲撿測中非常關鍵。因此由聲阻抗特性決定的反射信號在超聲撿測中非常關鍵。Page 193.超聲檢測技術在食品安全檢測中的研究超聲檢測技術在食品安全

31、檢測中的研究3 31 1外源異物和污染的檢測外源異物和污染的檢測實際上很多食物不是透明的所以基于光學透射的方法并實際上很多食物不是透明的所以基于光學透射的方法并不適用。相反，聲波可以在很多食物中傳播，因此可以用不適用。相反，聲波可以在很多食物中傳播，因此可以用超聲檢測技術進行外源異物的研究。當一超聲檢測技術進行外源異物的研究。當一 個超聲脈沖傳播個超聲脈沖傳播到一到一 個樣品中時，會在遇到不同物質介面發(fā)生反射個樣品中時，會在遇到不同物質介面發(fā)生反射( (假如一假如一個物體與周圍物體在聲阻抗上有足夠大的差別個物體與周圍物體在聲阻抗上有足夠大的差別) )。如玻璃、。如玻璃、金屬、木頭材料的聲阻抗比

32、大多數(shù)的食品成分的聲阻抗高。金屬、木頭材料的聲阻抗比大多數(shù)的食品成分的聲阻抗高。因此能很容易鑒別這些物質。樣品中一個目標物的存在可因此能很容易鑒別這些物質。樣品中一個目標物的存在可以通過測量從它的容器壁返回來的時間間隔來測定。通過以通過測量從它的容器壁返回來的時間間隔來測定。通過圍繞樣品移動超聲換能器，可以分辨物質的大小和位置。圍繞樣品移動超聲換能器，可以分辨物質的大小和位置。在食晶生產過程中，在線管道的污染狀況越米越受到人們在食晶生產過程中，在線管道的污染狀況越米越受到人們的關注。管道中污染物的存在會造成輸送泵額外的功耗，的關注。管道中污染物的存在會造成輸送泵額外的功耗，降低管道中的能量交換

33、效率，同時也導致所生產的食品質降低管道中的能量交換效率，同時也導致所生產的食品質量和安全性的降低。提前發(fā)現(xiàn)污染和污垢程度的量化可以量和安全性的降低。提前發(fā)現(xiàn)污染和污垢程度的量化可以降低機器的瓣損磨損所造成的成本增加、管道的保養(yǎng)時澗降低機器的瓣損磨損所造成的成本增加、管道的保養(yǎng)時澗和生產的停滯時間。超聲檢測可以提供有效的低成本的在和生產的停滯時間。超聲檢測可以提供有效的低成本的在線管道污染狀況檢測。線管道污染狀況檢測。Page 203 32 2成分檢測成分檢測 超聲技術對物質成分的分析基本上遵循兩種方法，一超聲技術對物質成分的分析基本上遵循兩種方法，一 是對不同體系的是對不同體系的聲參照和理化參

34、量進行測量，尋找聲特性與液體理化性質之間的線性聲參照和理化參量進行測量，尋找聲特性與液體理化性質之間的線性或非線性美泵關系，從試驗數(shù)據(jù)中歸納出相關公式。二是運用數(shù)學和或非線性美泵關系，從試驗數(shù)據(jù)中歸納出相關公式。二是運用數(shù)學和物理方法進行理論推導，然后通過試驗設計來進行驗證。物理方法進行理論推導，然后通過試驗設計來進行驗證。 隨著超聲傳感器生產技術的不斷成熟聲速檢測的精度不斷提高。目隨著超聲傳感器生產技術的不斷成熟聲速檢測的精度不斷提高。目前也已有報道表明通過排除超聲波傳播時的衍射損失和補償環(huán)境溫前也已有報道表明通過排除超聲波傳播時的衍射損失和補償環(huán)境溫度造成的測量誤差，聲速測量系統(tǒng)的精度可以

35、優(yōu)于度造成的測量誤差，聲速測量系統(tǒng)的精度可以優(yōu)于5X 1055X 105，能夠滿足，能夠滿足生產檢測需要。長期的研究數(shù)據(jù)表明，超聲特性與液體濃度、密度、生產檢測需要。長期的研究數(shù)據(jù)表明，超聲特性與液體濃度、密度、分子結構等理化特性存在密切關系，各種超聲濃度檢測儀、密度檢測分子結構等理化特性存在密切關系，各種超聲濃度檢測儀、密度檢測儀等相繼產生，并在化工生產在線檢測中得到廣泛應用。儀等相繼產生，并在化工生產在線檢測中得到廣泛應用。 超聲技術在食品成分檢測中的應用還存在許多困難。首先，大多數(shù)食超聲技術在食品成分檢測中的應用還存在許多困難。首先，大多數(shù)食品的成分都非常復雜，每種成分不同程度的影響這整

36、體的超聲特性，品的成分都非常復雜，每種成分不同程度的影響這整體的超聲特性，對目標成分的檢測數(shù)據(jù)也受到其他成分改變的影響，因此對復雜成分對目標成分的檢測數(shù)據(jù)也受到其他成分改變的影響，因此對復雜成分食品體系的檢測是比較困難的。其次。某些食品的超聲特性對其組成食品體系的檢測是比較困難的。其次。某些食品的超聲特性對其組成成分的結構和成分間的相互作用非常敏感。因此由相同成分組成的食成分的結構和成分間的相互作用非常敏感。因此由相同成分組成的食品在不同狀態(tài)下也會呈現(xiàn)出不同的超聲特性。品在不同狀態(tài)下也會呈現(xiàn)出不同的超聲特性。Page 213 33 3包裝食品品質的無損檢測包裝食品品質的無損檢測食品工業(yè)中食品質

37、量快速檢測評價方法改進的需求壓力在食品工業(yè)中食品質量快速檢測評價方法改進的需求壓力在不斷的增長，特別是包裝食品的質量檢測，主要是要求能不斷的增長，特別是包裝食品的質量檢測，主要是要求能尋找隨時間變化的物理特性、產赫品的穩(wěn)定性以及污染的尋找隨時間變化的物理特性、產赫品的穩(wěn)定性以及污染的檢測快速無損。檢測快速無損。Tat Heart GanTat Heart Gan等研制了一套非接觸超聲系統(tǒng)等研制了一套非接觸超聲系統(tǒng)用于食品檢測。通過靜電換能器和信號處理技術使用來檢用于食品檢測。通過靜電換能器和信號處理技術使用來檢測食品中生理化學變化和密度的變化，測食品中生理化學變化和密度的變化，GanTGanT

38、H H等用空等用空氣耦合超聲技術來檢測容器中液體和淀粉基原料并研究證氣耦合超聲技術來檢測容器中液體和淀粉基原料并研究證實能夠用非接觸方法對包裝產品進行檢測。甚至包括微波實能夠用非接觸方法對包裝產品進行檢測。甚至包括微波包裝容器中的以淀粉為原料的液體的檢測。包裝容器中的以淀粉為原料的液體的檢測。Bosen ZhaoBosen Zhao等等研究證實可以用超聲來檢測飲料中外源異物。研究證實可以用超聲來檢測飲料中外源異物。Page 223.43.4微生物污染檢測微生物污染檢測在食品生產鏈中徽生物檢測是一個非常重要的指標，在食在食品生產鏈中徽生物檢測是一個非常重要的指標，在食品生產、加工、儲存、運輸、銷

39、售等各個環(huán)節(jié)中都有污染品生產、加工、儲存、運輸、銷售等各個環(huán)節(jié)中都有污染微生物的可能。一旦污染，微生物將大量繁殖并引起食品微生物的可能。一旦污染，微生物將大量繁殖并引起食品腐敗變質腐敗變質 ，或導致食源性感染和食物中度。，或導致食源性感染和食物中度。研究表面液體食品種微生物的生長導致的媒質性質的改變研究表面液體食品種微生物的生長導致的媒質性質的改變可以通過超聲技術來進行測定。一種方法是測定一束超聲可以通過超聲技術來進行測定。一種方法是測定一束超聲脈沖的聲速和聲衰減來確定。脈沖的聲速和聲衰減來確定。Page 23四四.紅外光譜紅外光譜1 1紅外光譜分析技術簡介紅外光譜分析技術簡介 紅外光譜技術是

40、利用紅外光和分子作用所產生的分子振動的原理，來紅外光譜技術是利用紅外光和分子作用所產生的分子振動的原理，來記錄分子吸收紅外光之后所呈現(xiàn)的振動模式，記錄吸收光的相對強度記錄分子吸收紅外光之后所呈現(xiàn)的振動模式，記錄吸收光的相對強度對紅外光波長對紅外光波長( (入入) )所得的譜圖，即稱為遠紅外光譜所得的譜圖，即稱為遠紅外光譜. . 運用紅外光譜法對有機物進行檢測，當紅外光譜儀中發(fā)出的紅外光線，運用紅外光譜法對有機物進行檢測，當紅外光譜儀中發(fā)出的紅外光線，照射到待檢測物體表面后，有機物能產生吸收特性，對發(fā)射的紅外光照射到待檢測物體表面后，有機物能產生吸收特性，對發(fā)射的紅外光進行吸收，然后產生出一個紅

41、外光譜圖。而技術人員就根據(jù)光譜圖上進行吸收，然后產生出一個紅外光譜圖。而技術人員就根據(jù)光譜圖上不同的吸收峰，找到電腦內存中相對應的化學基團數(shù)據(jù)庫，從而進行不同的吸收峰，找到電腦內存中相對應的化學基團數(shù)據(jù)庫，從而進行對比判斷。由于每個有機化合物都有其特定的紅外吸收光譜，因此紅對比判斷。由于每個有機化合物都有其特定的紅外吸收光譜，因此紅外光譜是定性分析的有利工具。紅外光譜同樣可用于定量分析，以外光譜是定性分析的有利工具。紅外光譜同樣可用于定量分析，以(LambertBeer)(LambertBeer)定律為理論基礎，紅外光譜有許多可供選擇的特征波長，定律為理論基礎，紅外光譜有許多可供選擇的特征波長

42、，因此，氣體、液體及固體均可利用紅外光譜定量。隨著科學技術的發(fā)因此，氣體、液體及固體均可利用紅外光譜定量。隨著科學技術的發(fā)展，紅外光譜技術的應用從中紅外、到近紅外、再到現(xiàn)在較為熱門的展，紅外光譜技術的應用從中紅外、到近紅外、再到現(xiàn)在較為熱門的傅立葉紅外變換光譜傅立葉紅外變換光譜( (阿阿R)R)，技術得到不斷的改進，應用領域得到不斷，技術得到不斷的改進，應用領域得到不斷的擴充，尤其是阿的擴充，尤其是阿R R，由于其可在復雜的背景分辨出待測物質，故在食，由于其可在復雜的背景分辨出待測物質，故在食品中低含量物質的檢測中具有極其重要的價值品中低含量物質的檢測中具有極其重要的價值Page 242 21

43、 1食品種類和產地鑒別食品種類和產地鑒別對食品安全進行監(jiān)控，首先就要準確判定食品的種類和產對食品安全進行監(jiān)控，首先就要準確判定食品的種類和產地。郭麗艷等地。郭麗艷等 利用利用FTIRFTIR檢測技術對黑木耳、黑牛肝菌及銀檢測技術對黑木耳、黑牛肝菌及銀耳耳3 3種食用菌樣品進行研究。結果種食用菌樣品進行研究。結果3 3種菌的光譜各具特征，種菌的光譜各具特征，黑木耳和銀耳光譜主要譜峰相似，但與黑牛肝菌的光譜區(qū)黑木耳和銀耳光譜主要譜峰相似，但與黑牛肝菌的光譜區(qū)別較大，根據(jù)對吸收強度的對比可以將黑木耳和銀耳區(qū)分別較大，根據(jù)對吸收強度的對比可以將黑木耳和銀耳區(qū)分開。在此項研究中紅外光譜顯示出快速、簡便、

44、不需對樣開。在此項研究中紅外光譜顯示出快速、簡便、不需對樣品進行分離、提取等優(yōu)點。花榮等利用品進行分離、提取等優(yōu)點?；s等利用FTIRFTIR法分析法分析8 8個不同個不同小麥品種根部的紅外光譜圖，對紅外光譜圖的吸收峰進行小麥品種根部的紅外光譜圖，對紅外光譜圖的吸收峰進行歸屬分析，通過對各譜圖的比對發(fā)現(xiàn)，在相同波數(shù)范圍內，歸屬分析，通過對各譜圖的比對發(fā)現(xiàn)，在相同波數(shù)范圍內，不同的小麥品種其紅外譜圖的形狀、波數(shù)及吸收峰的多少不同的小麥品種其紅外譜圖的形狀、波數(shù)及吸收峰的多少有所不同。因此有所不同。因此FTIRFTIR光譜法可用于不同小麥品種的鑒別。光譜法可用于不同小麥品種的鑒別。Page 252

45、 22 2食品中有毒有害成分的檢測食品中有毒有害成分的檢測清福等用紅外光譜法對有毒和無毒豆角進行分析，找到一清福等用紅外光譜法對有毒和無毒豆角進行分析，找到一種操作簡便、經濟實用的定性鑒別有毒豆角的方法。史永種操作簡便、經濟實用的定性鑒別有毒豆角的方法。史永剛等討論水中有機污染物的近紅外光譜，指出不同的有機剛等討論水中有機污染物的近紅外光譜，指出不同的有機污染物在近紅外光譜區(qū)表現(xiàn)出不同的特征，用該特征結合污染物在近紅外光譜區(qū)表現(xiàn)出不同的特征，用該特征結合化學計量學技術可快速對有機污染物做出鑒別?；瘜W計量學技術可快速對有機污染物做出鑒別。RodriguezRodriguezsaonasaona等

46、已經成功地用近紅外定量模型預測食物等已經成功地用近紅外定量模型預測食物中中CMBCMB，( (一種含有有毒的蛋白質霉素的物質一種含有有毒的蛋白質霉素的物質) )的含量。的含量。Page 262 23 3食品中濃藥殘留檢測食品中濃藥殘留檢測向陽等采用向陽等采用FTIRFTIR法對十字花科、旋藥科、菊科、傘形花科法對十字花科、旋藥科、菊科、傘形花科等等2020余種葉菜類中有機磷農藥殘留的鑒別進行系統(tǒng)研究，余種葉菜類中有機磷農藥殘留的鑒別進行系統(tǒng)研究，以農藥甲胺磷為主要研究對象，結合其他以農藥甲胺磷為主要研究對象，結合其他3 3種高、中、低毒種高、中、低毒有機磷類進行分析測試，討論各種蔬菜樣品譜圖的

47、差異，有機磷類進行分析測試，討論各種蔬菜樣品譜圖的差異，利用含磷基團在倍頻區(qū)的特征吸收，采用差譜技術、導數(shù)利用含磷基團在倍頻區(qū)的特征吸收，采用差譜技術、導數(shù)預處理等進行指認，與預處理等進行指認，與GCMSGCMS法比對，取得滿意的鑒別效法比對，取得滿意的鑒別效果，為有機磷農藥殘留的快速分析提供一種簡便、快速、果，為有機磷農藥殘留的快速分析提供一種簡便、快速、可靠的手段。可靠的手段。徐琳等用徐琳等用FTIRFTIR技術對青菜表面殘留的氯氰菊酯進行定性、技術對青菜表面殘留的氯氰菊酯進行定性、定量分析，并研究氯氰菊酯在白菜類蔬菜表面殘留情況。定量分析，并研究氯氰菊酯在白菜類蔬菜表面殘留情況。結果表明

48、，該法測定蔬菜表面農殘的靈敏度高于透射光譜結果表明，該法測定蔬菜表面農殘的靈敏度高于透射光譜法，具有快速、簡便、無需預處理等優(yōu)點。法，具有快速、簡便、無需預處理等優(yōu)點。Page 272.42.4食品摻假的鑒定食品摻假的鑒定 蜂蜜中摻人的物質多種多樣，為其統(tǒng)一檢測帶來一定難度，蜂蜜中摻人的物質多種多樣，為其統(tǒng)一檢測帶來一定難度，常用的方法有：薄層層析、高效液相色譜、毛細管氣相色常用的方法有：薄層層析、高效液相色譜、毛細管氣相色譜、離子交換液相色譜、核磁共振等，然而這些方法既費譜、離子交換液相色譜、核磁共振等，然而這些方法既費時費力，又有一定使用限制，如穩(wěn)態(tài)同位素分析雖然在許時費力，又有一定使用限

49、制，如穩(wěn)態(tài)同位素分析雖然在許多國家應用于檢測蜂蜜中的蔗糖或玉米糖已有多國家應用于檢測蜂蜜中的蔗糖或玉米糖已有1010多年時間，多年時間，但它不能檢測出摻了甜菜轉化糖的蜂蜜，而但它不能檢測出摻了甜菜轉化糖的蜂蜜，而FTIRFTIR能快速、能快速、無損獲取樣品的生物化學指紋，從而方便的用于摻假產品無損獲取樣品的生物化學指紋，從而方便的用于摻假產品的檢測。的檢測。 張耀武等論述利用紅外光譜對涂有和摻有礦物的大米進張耀武等論述利用紅外光譜對涂有和摻有礦物的大米進行定性鑒別的方法和測試步驟；實際分析中具有用量小、行定性鑒別的方法和測試步驟；實際分析中具有用量小、準確度高的特點，該法適用于對大米、餅干、瓜

50、子和食用準確度高的特點，該法適用于對大米、餅干、瓜子和食用油中是否摻加工業(yè)礦物油的鑒定。油中是否摻加工業(yè)礦物油的鑒定。Page 28五五.納米技術納米技術 目前用于我國食品安全檢測的標準方法化學分析法目前用于我國食品安全檢測的標準方法化學分析法(CA)(CA)、酶聯(lián)免疫法、酶聯(lián)免疫法(ELISA)(ELISA)、薄層層析法、薄層層析法(TLC)(TLC)、氣相色譜法、氣相色譜法(GC)(GC)、高效液相色譜法、高效液相色譜法(HPLC)(HPLC)及及GCMSGCMS聯(lián)用法等，這些方法的檢測時間、靈敏度、選擇性、樣品前聯(lián)用法等，這些方法的檢測時間、靈敏度、選擇性、樣品前處理方法、樣品基質干擾等

51、存在的制約因素，使得不能滿足實際的需處理方法、樣品基質干擾等存在的制約因素，使得不能滿足實際的需要：同時我國的食品檢測標準，尤其是獸藥殘留與農藥殘留檢驗標準，要：同時我國的食品檢測標準，尤其是獸藥殘留與農藥殘留檢驗標準，與日本、美國、德國等國家差別很大，很大程度上限制了我國的食品與日本、美國、德國等國家差別很大，很大程度上限制了我國的食品貿易。用于食品安全檢測的納米技術：貿易。用于食品安全檢測的納米技術：3 31 1免疫納米金技術免疫納米金技術 納米金納米金(nanogold)(nanogold)即指金的微小顆粒，其直徑在即指金的微小顆粒，其直徑在l ll00nml00nm，具有高電子，具有高

52、電子密度、介電特性和催化作用，能與多種生物大分子結合，并且不影響密度、介電特性和催化作用，能與多種生物大分子結合，并且不影響生物活性。納米金免疫標記技術，實質是蛋白質等高分子被吸附到納生物活性。納米金免疫標記技術，實質是蛋白質等高分子被吸附到納米金顆粒表面的包被過程，由于金顆粒具有高電子密度的特性，在金米金顆粒表面的包被過程，由于金顆粒具有高電子密度的特性，在金標蛋白結合處，在顯微鏡下可見黑褐色顆粒，當標記物在相應的配體標蛋白結合處，在顯微鏡下可見黑褐色顆粒，當標記物在相應的配體處大量聚集時，肉眼可見紅色或粉紅色斑點，用于定性或半定量的快處大量聚集時，肉眼可見紅色或粉紅色斑點，用于定性或半定量的快速免疫檢測方法中。免疫標記分析技術是速免疫檢測方法中。免疫標記分析技術是“邁向邁向2l 2l世紀的醫(yī)學校驗技術世紀的醫(yī)學校