食品检测中快速检测技术的应用与发展 .pdf

食品域呻技术的邮与源

食品安全是全球性的关注焦点，在日益增长的消费需求和复杂的供应链环境下，保食品的安全与卫生至关重要。

随着技术的快速发展，传统的食品检测方法由于耗时长、效率低等缺点逐渐不能满足现代社会的需求。在此背景下，快

速检测技术应运而生并迅速发展，成为了提高食品检测效率的重要手段。这些技术能够在较短的时间内准识别和量化

食品中的有害物质，如微生物污染、化学添加剂和环境污染物，极大地提高了食品安全管理的时效性和准性。通过引

入生物传感器、色谱和光谱等先进技术，快速检测不仅优化了检测流程，也增强了对食品安全风险的即时响应能力，为

保障公众健康提供了有力的科技支撑。

1.快速检测技术的基本原理与应用

1.1生物传感器的原理与应用

生物传感器是一种分析装置，能将生物学识别事件转化为易于检测的信号，主要由生物识别元件和信号转换器组

成。生物识别元件(如酶、抗体、微生物细胞等)特异性与目标分析物(即食品中的污染物或添加剂)结合，通过物理、

化学或电化学手段转换成量化的信号。

生物传感器的工作原理基于特异性生物识别反应。例如，在酶促生物传感器中，特定酶的选择性与其底物的结合

能够触发一系列生化反应，产生电流、颜色变化或发光信号，这些信号随后被传感器的转换部分检测并转化为读数。这

种转化过程中的信号通常与目标分析物的浓度成正比，从而实现对食品中有害成分的定量检测。

在食品检测中，生物传感器的应用极为广泛，在检测食品中的致病微生物和化学污染物方面具有显著优势。一个

具体的应用是检测食品中的沙门氏菌。传统方法需要长时间的培养过程，而利用生物传感器则可以快速识别并定量这种

细菌的存在。在这种情况下，研究人员开发了一种基于抗体-抗原特异性识别的生物传感器。该传感器包含与沙门氏菌特

异性结合的抗体，当食品样本中存在沙门氏菌时，抗体与细菌结合，通过生物传感器转化为电信号，迅速提供检测结果。

此外，生物传感器在检测食品中的农药残留方面也显示出高效的检测能力。通过使用特定对农药有高亲和力的抗

体或酶，生物传感器能在几分钟内完成对食品样本中微量农药残留的检测，有效减少了食品安全检测的时间，提高了食

品检测的效率和准性。

1.2色谱技术的原理及应用

色谱技术是一种分离与分析化合物的技术，广泛应用于食品安全检测领域，特别是在食品添加剂的定性和定量分

析上。色谱技术根据化合物在移动相和固定相之间的相对亲和力进行工作。在食品检测中，常见的色谱技术包括气相色

谱(GC)和液相色谱(HPLC),它们都是通过不同化合物在色谱柱中的滞留时间来实现分离。

在气相色谱中，样品先被转化为蒸气，然后在载气的帮助下通过色谱柱。色谱柱内部涂覆有固定相材料，不同的

化合物因其沸点和极性的差异，在柱中的迁移速率不同，从而实现分离。而液相色谱则利用液体作为移动相，通过色谱

柱时，不同组分因其在固定相上的吸附力不同而被分离。这两种技术都可以配合检测器，如质谱仪，进行定量和定性分

析。

以食品添加剂的检测为例，液相色谱尤其适用于检测食品中的合成色素、防腐剂等添加剂。例如，使用高效液相

色谱(HPLC)技术检测碳酸饮料中的人工甜味剂。实验中，通过选择合适的色谱柱和优化移动相的组成，可以对多种

甜味剂如阿斯巴甜和糖精进行有效分离。通过与标准品对照，对这些添加剂进行定量分析。此气相色谱也在食品添加剂

检测中扮演了重要角色。在一项研究中，气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术被用于分析肉制品中的防腐剂如亚硝酸盐。

通过选择特定的固定相和温度程序，科学家能够从复杂的食品矩阵中有效地提取并分离目标化合物。GC-MS不仅提供

了准的化合物鉴定，还能量化分析样品中的防腐剂含量，这对于监控食品安全和执行法规标准至关重要。

1.3光谱技术的原理与应用

光谱技术是现代食品检测中的一项核心技术，它利用物质吸收、发射或散射光的特性来进行分析和检测。根据光

与物质相互作用的不同方式，光谱技术主要可以分为紫外/可见光光谱法(UV-Vis)、红外光谱法(IR)、拉曼光谱(Raman)

以及原子吸收光谱(AAS)等。

1.3.1光谱技术的种类及其检测原理

紫外/可见光光谱法(UV-Vis)技术基于物质吸收特定波长的光的能力。当光通过样品时，某些波长的光被吸收，

其吸收强度与样品中特定化合物的浓度成正比。此