食品安全快速检测技术的发展与应用研究

一、文献综述

（一）引言

食品安全问题是关乎民众生活质量及人身安全的重大问题。近年来，环境、微生物、农药与兽药残留等污染因素带来的食品安全问题受到人们的普遍关注。与此同时，食品安全检测技术在食品安全保障工作中发挥着越来越大的作用，如通常会采用大型仪器的质谱、色谱分析检测技术等，虽然精度较高，但是往往存在着前处理步骤复杂、耗时较长等缺点，不能实现现场快速检测。因此，快速检测技术于近年在食品安全领域得到了广泛的应用研究。食品安全快速检测是指在短时间内完成样品的制备以及检测结果出示的过程，常用的快速检测方法有免疫法、化学法、生物传感器法、仪器分析法、酶抑制法等。

（二）快速检测方法研究现状

1免疫法

免疫法快速检测指的是基于抗原与抗体结合生成沉淀所建立的分析法，包括酶联免疫法、CharmII放射免疫法和胶体金免疫层析法等。秦燕等通过酶联免疫和CharmII放射免疫这两种免疫方法对鸡肝中残留的链霉素进行了快速检测。结果表明，这两种免疫快速检测法的检测限、精密度等检测指标都符合相关标准的要求。蒋侃等通过酶联免疫法对乳制品中残留的β-内酰胺类抗生素进行了快速分析，并对检测条件进行了优化。结果表明，该方法的灵敏度较高，当以生鲜牛乳为基质时，氨苄青霉素和青霉素-G的检测限分别为1.1µg/L和2.4µg/L，不仅符合标准要求，同时操作简便，样品无需进行前处理，极大地缩短了检测时间，提高了检测效率。林杰等通过CharmII放射免疫法在90分钟内完成了对虾中残留的磺胺类药物的快速检测。结果表明，该检测结果在合理范围内，且灵敏度较高，但有出现假阳性检测结果的可能，故需进一步的研究和探讨。Al-Mazeedi等通过CharmII放射免疫法对当地的鸡蛋、肉类、鱼类、冰淇淋、家禽、牛奶和奶酪中残留的四环素进行了快速检测。检测结果表明，测试的鸡蛋、肉类、鱼类、冰淇淋和奶酪在标准允许范围内，部分家禽和牛奶样本的检测结果超标，家禽的含量范围是100~380mg/kg，牛奶的含量范围是100~350mg/kg。虽然Charm-II放射免疫法可以用于四环素残留的有效筛选，但是仍不能精确定量。李淑群等利用胶体金免疫层析法对牛奶、饲料以及奶粉中的三聚氰胺进行了检测，同时制备了三聚氰胺试纸条。结果显示，该方法的检出限为10µg/L，远低于国家制定的三聚氰胺限量值。由此可见，该方法简单快速，灵敏度、特异性均较强，可用于食品和饲料中三聚氰胺的快速检测。

2化学法

化学法快速检测是指针对待测样品具有的化学特点通过分解反应、聚合反应、合成反应、氧化还原反应等一系列化学反应后，根据其显色或发光性能变化而进行快速检测的方法。近年来，流动注射化学发光法在快速检测领域中的应用被广泛研究。顾树芳等利用定量的二氧化硫（SO2）与酸性高锰酸钾反应，进而减弱高锰酸钾-间苯二酚的化学发光的原理，通过流动注射化学发光法对食品中的SO2含量进行了快速检测。由于其减弱值与被检物浓度有关，是以当样品中含有Vc等少量强还原性物质时便会对检测结果产生较强的干扰性。因此，该方法可以作为食品中SO2检测的辅助手段。王守敏等利用乐果对过氧化氢氧化鲁米诺产生化学发光现象的增敏作用，建立了流动注射化学发光测定乐果含量的快速检测方法。结果表明，该方法的最低检出限为0.009mg/L，样品的添加回收率为86.7%~109.5%。此外，流动注射化学发光法还被应用于检测蔬菜中的亚硝酸盐、中药黄芪中的痕量铬、鸡蛋中残留的四环素等多个领域。研究发现，化学法快速检测具有分析速度快、线性范围宽、操作简单方便、仪器设备价格低廉及可连续分析等优点，但该方法有时只能检测具有特定结构的农药残留，且需要特定的试剂或反应条件，故具有一定的局限性。

3生物传感器法

生物传感器法快速检测是针对生物本身的化学信号转换成光信号或电信号等数据信息来进行高灵敏测试的方法。冯东等研制了乙醇生物传感器经过20s检测时间快速测定酒中的乙醇含量——与气相色谱法比较差异不大，检出限为1mg/100mL。使用该方法测定酒中的乙醇含量快速而准确，灵敏度较高，且操作简单、成本低廉。张金玲等通过生物传感器法对奶粉中的黄曲霉素B1的含量进行了快速检测，并与高效液相色谱法的测定结果进行比较。结果表明，该方法具有稳定性好、专一性强、准确度高、分析速度快、样品处理简单等特点。邓绍立等通过表面等离子体共振生物传感器技术对牛乳中的三聚氰胺进行了检测，样品的前处理及后续检测可在30分钟内完成，检测限为3.24mg/mL，适合生乳生产现场的快速定量检测。此外，生物传感器法还被用于检测玉米中的赖氨酸，蔬菜中的有机磷农药残留，食物、饮料中的弯曲杆菌和志贺氏菌，以及鱼肉新鲜度等多个方面。研究发现，生物传感器法的优点包括功能多样性、低成本、高识别、高灵敏、智能化、微型等等，故成为食品安全快速检测研究领域的重点研究对象。

4仪器分析法

随着检测仪器设备的应用和研究开发，越来越多的设备被应用到食品安全检测领域。目前，液相色谱、气相色谱和各种各样的质谱仪联用是被应用到食品安全检测中的常用手段。这些检测仪器的精密度较高，可实现定量定性分析，但是仪器设备通常比较昂贵、大型且复杂，往往只适合进行实验室检测，无法进行户外工作。因此，小型质谱仪的开发就得到了国内外的广泛关注和研究，敞开式离子化质谱便是近年来新兴的质谱分析技术——一种能在敞开的常压环境下直接对样品或样品表面物质进行分析的新型质谱技术，其在进行检测时无需或只需很少的样品前处理步骤。栗则等对敞开式离子化质谱新技术及其应用进行了研究，即使用该技术对中药保健品中非法添加的西药成分进行快速筛查，同时对鲜榨果汁中的6种植物激素完成分析检测，以及进行了其他更加深入的研究。相对于大型设备而言，这种新型的小型质谱仪器便于移动、成本低，有望在食品安全快速检测方面发挥更大的作用。

5酶抑制法

酶抑制法快速检测主要是针对残留在食品中的待测物质对酶有抑制作用而采取的检测方法，包括试纸法、pH计法和分光光度法等。试纸法是指将酶与待测物分别固定在两片试纸上，通过试纸接触时待测物对酶的抑制作用发生显色差异来判断待测物的含量。谢莉等利用四甲基联苯胺与辣根过氧化物酶作为显色剂，经过一系列处理制成过氧化氢快速检测试纸——能够在8s内对食物中的过氧化氢残留进行半定量检测。除此之外，试纸法还常被用于检测水中的铝含量、生乳中的尿素含量、鲜活海产品中的铅含量、食品中的镉含量等多个方面。试纸快速检测方法操作简单、成本低、易推广，更适用于农贸市场、超市等对食品安全的初筛检测。由于反应体系中产生的酸量与酶的抑制程度相关，是以当酶活性受抑制时，被催化底物产生的酸类物质会随之减少，从而可以利用酸碱程度的变化检测待测物质，pH计法便是利用了这种原理来判定样品中待测物的含量。丁宇清等利用有机磷农药可抑制乙酰胆碱酯酶活性的原理，将氯化乙酰胆碱作为底物从而影响醋酸的产生。然后，通过pH计法快速测定了新鲜蔬菜中有机磷农药的残留量，检测过程简单、易操作，方便推广应用。分光光度法利用待测物与固定酶的特异性结合原理从而抑制酶的活性，并选择适当的显色剂与酶的催化底物进行反应，之后用分光光度计测定吸光值随时间的变化，以此判断待测物的残留情况，进而达到定性和半定量检测的目的。李顺等利用有机磷农药可以抑制胆碱酯酶活性的特性，以碘化硫代丁酰胆碱作为底物来快速检测蔬菜中有机磷农药残留。何颖等利用乙酰胆碱酯酶对硫磷、辛硫磷及氧乐果等有机磷农药进行分光光度法的快速检测，分别得到97%、101%、99%的回收率。尽管分光光度法相较于试纸法的稳定性更好，但是易出现假阳性或假阴性的现象。当前，酶抑制法还被应用到测试香蕉、桃子、草莓和西红柿中21种氨基甲酸酯类农药的含量，以及测试蔬菜样品中残留的甲胺磷、敌敌畏、辛硫磷、乐果和马拉硫磷等有机磷农药等多个方面。由于该方法操作简单、灵敏及适合现场检测，故具有良好的应用前景。虽然很多检测方法在食品安全检测中都快速有效，但有些只能进行定性分析，不能做到准确的定量分析。除此之外，很多快速检测方法尚无检测标准，故需制定完善的检测标准。由此可见，使快速检测技术朝着操作简单、快速、低成本、精确、检测范围广等方向发展是行业未来努力的方向。

（三）评述

近年来，食品安全快速检测技术发展迅速，但由于样品前处理技术的局限性或仪器方法自身的缺陷等，导致很多检测技术仅处于定性或半定量的水平，在结果精确性上较传统检测仍有一定差距，还需进一步完善。例如，不断改进检测设备，提高检测设备的灵敏度和准确度并优化前处理方法等，使检测结果达到精准的水平；积极研究和探讨各种先进的检测方法与技术，发展能够同时实现高效样品前处理及灵敏的后续检测于一体的快速分析技术，以满足当今食品安全分析的迫切需求具有重要而现实的特殊意义。同时，要严格控制农产品种植、食品生产、加工等环节，相关企业和部门需严格把控，进而保障消费者的饮食安全。

二、选题背景及其意义

食品安全一直是备受关注的重要议题，因为它直接涉及到公众的健康和生活品质。近年来，食品安全问题屡屡引发社会广泛关注，频繁发生的食品安全事件给社会带来了巨大的健康风险和不良的社会影响。这些事件不仅令人担忧，更对公众的信任和安全感造成了重大挑战。

在解决食品安全问题的过程中，快速、高效的检测技术成为应对挑战的关键之一。然而，传统的食品检测方法在实际应用中存在着一系列问题。其中包括检测周期长，常规的检测方法可能需要较长时间才能得出准确结果；操作复杂，传统检测技术通常需要经过繁琐的操作流程和专业技能的支持。这些问题导致了食品安全监测的滞后和不足，给食品生产和供应链的可信度带来了挑战。

因此，迫切需要开发新型的食品安全快速检测技术，以应对食品安全问题。这些新技术有望缩短检测周期，提高检测的准确性和精确度，并且更易于操作和推广应用。新型技术的研发与应用对于确保食品安全、提升消费者信心、维护食品产业的良好发展具有重要的现实意义和深远影响。通过这些创新技术的引入，有望为食品安全领域注入新的活力，为人们的生活提供更为可靠和安全的食品保障。

三、研究内容

一、引言

（一）研究背景和意义

（二）问题陈述

（三）目标和研究内容介绍

二、食品安全现状与挑战

（一）当前食品安全形势概述

（二）食品安全问题对公众健康和社会的影响

（三）传统食品检测方法存在的问题与局限性

三、技术概述

（一）不同食品安全检测技术的发展历程

（二）传统与现代食品检测技术的比较与评估

（三）新型食品安全快速检测技术的分类和原理介绍

四、新型技术在食品安全中的应用与案例分析

（一）纳米材料在食品安全检测中的应用

（二）光谱技术在食品安全检测中的应用

（三）基因编辑等新兴技术在食品安全检测中的潜在应用

五、实践与应用案例研究

（一）工业界食品安全快速检测技术的实际应用案例

（二）不同行业对快速检测技术的需求与反馈

（三）食品安全快速检测技术在市场中的推广和应用情况分析

六、产业应用状况与趋势分析

（一）行业中现有技术的应用状况与效果分析

（二）新技术在市场上的竞争优势与前景预测

（三）技术发展对食品安全产业的影响和改变

七、讨论与结论

（一）对应用案例的讨论和分析

（二）新型技术在食品安全领域的发展趋势和挑战

（三）结论总结与对研究成果的贡献讨论

八、结论与展望

（一）研究成果回顾

（二）研究所取得的贡献与创新

（三）后续研究建议和未来发展展望

参考文献

四、研究方法或和实施方案

（一）研究方法

研究类型：阐述研究是基于实验、案例分析、文献回顾还是其他方法展开的。

案例分析：如果进行案例分析，说明选择的案例对象、分析框架和方法。

文献回顾：如果有文献回顾，介绍文献收集策略、分析方法和筛选标准。

（二）实施方案

1．原始数据方面：通过一定的途径获得企业的内部资料，对于论文中引用的原始数据必须真实、可靠、完整，并具有一定的代表性。

2．技术要求方面：通过文献检索等方法在网络中检索到需要的文献和相关资料，能在图书馆查阅到相关的报刊杂志和书籍，并能在论文研究过程中及时关注食品安全快速检测技术分析研究的最新发展和动态。

3．工作要求方面：认真踏实地对待论文写作，要主动和指导老师进行交流，及时向老师请教在研究过程中遇到的问题，并能按进度完成毕业论文各个阶段的要求。

五、预期成果或目标完成

（一）技术方面的预期成果

1.新技术开发：期望开发出针对食品安全快速检测的新型技术或方法。

2.检测准确性提升：目标是提高检测的准确性和灵敏度，以确保对食品安全问题的有效监测。

3.检测速度提升：实现检测速度的显著提升，缩短检测周期，从而更快地响应食品安全事件。

（二）研究成果与应用价值

1.论文研究成果：产出完整论文，详细描述新技术的研究和应用情况。

2.科研贡献：对学术界在食品安全领域的技术发展提供新的见解和思路。

3.社会实际应用：提出具体可行的实践建议，促进食品安全快速检测技术在实际生产中的应用。

（三）成果推广与应用前景

1.成果推广渠道：探讨成果的推广渠道，包括学术会议、期刊发表等途径。

2.应用前景评估：对新技术应用于实际生产中的前景进行初步评估，探讨可能的市场应用场景和推广挑战。

六、工作量及时间安排

2023年10月，确定指导老师、联系指导老师,查找资料,初定选题。

2023年10月，报教研室审核，确定选题。

2023年10月，指导教师根据学生选题，下达任务书。

2023年10月—2022年11月，学生撰写开题报告、文献综述、外文翻译。

2023年11月底，开展了二轮的开题报告的匿名答辩。

2023年12月10前，根据开题答辩意见反馈，学生再次修改开题报告等资料，尤其是论文的主要框架，为学生下一步写作论文打下基础。

2024年2月底前，要求学生上交论文初稿，指导教师认真修改并及时反馈。

2024年4月6日前，展开对学生毕业论文、任务书、文献综述、外文翻译、开题报告、教师指导记录等过程性资料进行检查，特别是学生毕业论文质量。

2024年4月20日前，指导教师至少对学生毕业论文指导5次以上，并定稿、上交论文检测报告、答辩申请等相关材料，并上传电子稿。

2024年5月10日前，指导教师集中评阅毕业论文，安排毕业论文答辩工作。

2024年5月20前，对首批申请论文答辩的学生进行答辩。

2024年5月30日前，对第二批学生进行答辩。

2024年6月5日前，学生根据答辩意见对毕业论文进行修改完善，提交终稿。

2024年6月8日前，完成毕业论文文档资料的整理工作。

相关知识

健康照明应用研究发展与展望
基于视频的生理参数测量技术及研究进展
培育发展新质生产力 打造食品安全与健康新高地——2024年国际食品安全与健康大会在京举办
发展新质生产力 创赢新时代食品安全与健康的科技根基
健康数据分析技术的发展及应用
生物技术：将科技用于医疗保健和食品安全
虚拟现实技术在儿童肥胖防治研究中的应用进展.pptx
可穿戴式健康监测系统研究与展望
山东省疾控中心：参与国家食品安全与营养健康综合试验区的技术方案制定、检测能力提升等多方面工作
国家加强对生物技术研究开发与应用活动的安全管理 禁止从事

网址: 食品安全快速检测技术的发展与应用研究 https://www.trfsz.com/newsview185254.html