食品检验(研究评定食品质量及变化的学科)

食品安全检测是依据物理、化学、生物的一些基本理论和各种技术，按照国家制定的技术指标去对食品原料、辅助材料、半成品、成品及副产品的质量进行检验，检测检验的内容包括对食品的感官检测，食品中营养成分、添加剂、有害物质的检测等，运用感官检验与物理化学检验等方式，以确保食品质量合格，食品安全检测技术是作为保障食品安全的主要手段。目前，我国食品检验检测覆盖食品产业链的全过程，从农田环境开始，到农业生产，再到食品加工环节涉及到的食品原辅料、生产环境、生产设备、制成品，从市场流通到食品最终上到厨房餐桌，已覆盖了《食品生产许可分类目录》中的32个全部大类。从古至今，民以食为天，食以安为先，早在周代时期就出现的食品安全意识，经历历朝历代的发展食品安全检测已是国家之大计，尤为重要。

发展历史

古代

早在周朝时期，当时的统治管理者就已经有食品安全的意识。在《周礼·天官冢宰》中就提出，“夜里爱叫的牛，毛稀疏长不好的羊等等在屠宰后，肉质不好不能吃的。”

到了春秋时期，孔子在《论语·乡党》中也提出了“十三不食”，即“粮食陈了变味了，鱼和肉腐烂了，不能吃；食物颜色变了，不能吃；气味变了，不能吃，等”。

后来，在汉朝颁布的《二年律令》中也提到，“如果有肉类因腐坏等因素可能导致中毒的，应尽快将变质的食品焚毁，否则将处罚肇事者及相关官员。”，此为目前追溯到我国最早颁布的与食品安全相关的法律法规条令。

此后，在唐朝的《唐律疏议》中，也有与汉朝《二年律令》相类似的条款规定，且更为严格，更强调对违反者的责任追究与处罚。

在宋朝，规定食品相关从业者必须加入行会，由行会对本行的商贩进行登记与监管，如不入行会则不能从事相关行业，该制度也对食品安全起到一定的保障作用。

而在清朝，政府会为茶叶商人颁发“经营执照”和“注册商标”，对茶叶进行抽检，制定茶叶质量标准等，此时的管理办法已与现代非常接近了，是中国古代史上食品安全监管最发达和科学的时期。

近代

在辛亥革命胜利后，作为政治领袖的孙中山，注意到当时中国的卫生环境问题，十分重视公共卫生安全，为近代后续食品安全发展提供平了良好的政治环境。南京民国政府时期，设立了食品卫生机构卫生局，实行了《上海特别市卫生局办事细则》，进一步规定了食品安全监管的职位设置和职责范围。并且在饮水卫生管理、肉类卫生监管、乳品卫生管理、副食卫生监管和经营场所监管五个方面做出了详细的规定。

现代

自新中国成立以来，中国在全面高速发展的几十年内，各行各业都发生了巨大变化，包括食品行业。近十几年内，食品安全问题层出不穷，如2005年苏丹红事件、2008年三鹿奶粉事件、2010年地沟油事件等食品安全事件等。国家政府为了能更加精准与准确的监管食品行业，保障人民食品安全。2010年2月食品安全委员会办公室成立；2015年出台了史上最严的《食品安全法》；2018年中国食品安全年会上提出对食品安全领域实施“智慧”监管；2019 年，“四个最严”方针的提出。目前，我国食品安全还在全方位不断完善与发展中。

技术原理及其特点

转基因食品检测技术

转基因食品是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变的食品。转基因食品因价格利润空间大，受到商家的青睐，2017年，全球转基因农作物种植面积已达到1.90亿公顷。但同时，转基因带来的食品安全问题和社会生态问题一直是大众关注的焦点问题。转基因食品的检测技术，一般有在蛋白质水平、核酸水平的检测技术以及基因芯片检测技术。

分子印迹技术

分子印迹技术是1975年由Southern提出的，原理就是将各种生物大分子从凝胶转移到一种固定基质上的过程，己广泛用于脱氧核糖核酸、核糖核酸、蛋白质的检测。分子印迹技术包括共价键法（预组装方式）和非共价键法（自组装方式）两类，具有良好的记忆性、识别性和选择性。分子印迹技术可以克服样品复杂、繁多、处理工序繁杂等情况，可以准确选定目标，进行样品的采集和富集，涉及化学、有机高分子化合物、生物、材料等多学科，主要用于化学仿生传感器、模拟抗体、模拟酶催化、膜分离技术、对映体和位置异构体的分离、固相提取、临床药物分析等领域。

基因芯片检测技术

基因芯片检测技术灵敏度高、效率高、特异性好，对于其他多位点突变的药物代谢酶基因，完全可以实现高通量检测。基因芯片检测系统主要由光纤光谱仪、控温器和x-y扫描平台组成，可以完成FITC标记的靶基因、非标记的靶基因，可以快速检测食品中的有害微生物和转基因成分，是一种先进新型的检测转基因食品的方法。

生物芯片技术

化学、物理、信息与免疫学等学科的有效结合是生物芯片技术的主要特性，其主要是将食品样品放入检测芯片中的固定位置中，通过亲和反应检测食物样品所需检测的部分，其主要原理是抗体与抗原之间的反应情况，以固化生物分子，并对其进行分析，因此，将其技术应用到食品检验中，可进一步保证检测的准确性。生物芯片技术与传统检测技术相比而言，改变原有利用动物进行试验的方式，不仅降低了检测成本，提高了检测效果的准确性，还能保护动物生命。将生物芯片技术应用在食品检测中，能够降低动物消耗量。

PCR技术

PCR广泛应用在食品检测中，其以模板脱氧核糖核酸与脱氧核糖核苷酸为主，在聚合酶的作用下实现催化与合成，模板以单链DNA为主，通过聚合酶的催化实现DNA的扩增，实现对转基因以及基因克隆成分有效检测。规定步骤进行是PCR技术的基础，在提取DNA时采用化学手段，鉴定筛选产物。在转基因食物中广泛应用PCR技术能够实现对不同转基因食品中特定基因的检测，通过其特异性序列，判断食物中是否存在外源基因。

免疫学检测技术

检测农产品药物残留、激素等有害物质时，以免疫学检测技术为主要方式，通过抗原与抗体相结合的生物反应进行分析，由于结合反应能够体现抗原抗体的特异性，因此，绝大部分免疫学检测技术的结果准确性与敏锐度极高。在不断的研究与实践中，免疫学检测技术也随之得到优化与完善。并且因免疫学检测技术的反应直接且效率高等特点，我国鲜活食品检测多以免疫学检测技术为主。

生物传感器技术

食品新鲜程度作为食品检测中常见的工作，现代生物技术已经能够对其进行全面检测，而生物传感器技术通过自身所带有的生物识别功能放大食品材料中的物质，以新鲜度为主要评判标准。生物传感器技术的优势在于仅需要采集少量样本即可完成检测，其以自动化操作与实时检测结果为主，但因其使用成本较高，多以循环使用试剂的方式进行检测，从而降低生物传感器技术中的检测成本。

胶体金免疫层析技术

作为一项全新的生物检测技术，胶体金免疫层析技术以氯金酸水溶液为主，通过条状纤维层材料实现免疫层析中的固相设置，以毛细作用对样品溶液的移动现象为主，通过免疫反应聚集免疫配位化合物，通过观察与分析聚合物，得出实验结果。胶体金免疫层析技术现阶段广泛应用在食品安全检测中。研究人员发现，黄金色葡萄球菌一旦出现在食品中即是其中存在沙门菌或大肠杆菌，而这些菌群一旦超标会对人们的身体健康造成较大危害。应用胶体金免疫层析技术能够检测食物中有害物质的基本情，其作为检测灵敏度较高的生物检测技术对食品安全有着十分重要的作用。

主要方法

分析化学的发展为食品安全检验提供了准确可靠的分析方法。随着科学技术的迅速发展，食品检验技术已能达到百万分之一甚至十亿分之一的准确度。

食品检验的指标主要包括食品的一般成分分析、微量元素分析、农药残留分析、兽药残留分析、霉菌毒素分析、食品添加剂分析和其他有害物质的分析等。根据被检验项目的特性，每一项指标的检验对应相应的检验方法。同时，根据不同的检验方法也国家卫生健康委员会、国家市场监督管理总局等相关国家机构也颁布了相关的检测标准。

目前，食品检测分析除了常规的化学分析方法，仪器分析方法已成为新的潮流，主要包括分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。按检验项目，主要分为无机化合物成分分析与有机成分分析。

无机成分的分析检验项目，主要包括食品中的微量元素如铜、铅、锌等，以及一直以来被社会各界重点关注的重金属元素如汞、等。分析方法主要包括原子光谱法、分光光度法、电化学法、离子色谱法等。

有机成分的分析检验项目，主要包括食品添加剂、农药残留等，如食品中添加的甜蜜素、阿斯巴甜等，蔬果谷物中的有机氯、、、有机磷等。分析方法主要包括原子光谱法、分光光度法、电化学法、离子色谱法等。

色谱分析法

色谱分析法又称色谱法、色谱分析、层析法，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着广泛的应用，常见的色谱法有：气相色谱法、液相及高效液相色谱法、离子色谱法等。在食品安全检测中，色谱法普遍使用，已成为食品检测中的常用方法。其中，气相色谱法可以用于农药及其药物残留检测分析，可以检测食品中、面粉中添加剂的含量。用薄层色谱法对不同来源的动物性和植物性蛋白水解后产生不同的氨基酸进行定性和定量分析，有助于解决蛋白质的结构和食品营养问题。高效液相色谱法（HPLC）具有高压、高效、高灵敏度、分析速度快、载流速度快等特点。高沸点、有机高分子化合物量的稳定或不稳定化合物，这类物质占有机化合物总数的80%，因此高效液相色谱法应用更加广泛。

光谱分析法

光谱分析法是利用物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用而建立起来的一种方法，通过辐射能与物质组成和结构之间的内在联系及表现形式，以光谱测量为基础形成的方法。光谱分析是一种无损的快速检测技术，分析成本低。其中，拉曼光谱、红外光谱、近红外光谱以及荧光光谱等在食品安全检测中应用较为广泛。

酶联免疫法

酶联免疫法是进行蛋白质水平的检测，是在免疫酶技术的基础上发展起来的一种新型免疫测定技术，包括双抗体夹心法、双位点一步法、间接法测抗体、竞争法、捕获法测IgM抗体、应用亲和素及生物素的ELISA等测定方法和类型。酶联免疫法对仪器设备要求不高，具有测定成本低，方法快速、简便，试剂保存时间较长，自动化程度高，无放射性同位素污染的优势，但也有一定的局限性，如在检测的重演性问题、特异性问题、结合物制备的标准化以及疗效的考核方面都有明显的不足。

主要流程

食品检验主要流程包括：样品的采集、制备及保存；样品的预处理；成分分析；复测（必要时）；分析数据处理；撰写分析报告。

主要分类

感官检验

食品质量感官鉴别就是凭借人体自身的感觉器官，具体地讲就是凭借眼、耳、鼻、口(包括唇和舌头)和手，对食品的质量状况作出客观的评价。食品质量的优劣最直接地表现在它的感官性状上，通过感官指标来鉴别食品的优劣和真伪，不仅简便易行，而且灵敏度高，直观而实用。从广大消费者维护自身权益角度讲，掌握这种方法也是十分必要的。只有当人体的感觉器官正常，又熟悉有关食品质量的基本常识时，才能比较准确地鉴别出食品质量的优劣。因此，通晓各类食品质量感官鉴别方法，为人们在日常生活中选购食品或食品原料、依法保护自己的正常权益不受侵犯提供了必要的客观依据。

《中华人民共和国食品卫生法》第四条规定：“食品应当无毒、无害，符合应当有的营养要求，具有相应的色、香、味等感官性状。”第七条规定了禁止生产经营的食品，其中第一项有：“腐败变质、油脂酸败、霉变、生虫、污秽不洁，混有异物或者其他感官性状异常，可能对人体健康有害的食品，”这里所说的“感官性状异常”指食品失去了正常的感官性状，而出现的物理化学性质异常或者微生物污染等在感官方面的体现，或者说是食品这里发生不良改变或污染的外在警示。同样，“感官性状异常”不单单是判定食品感官性状的专用术语，而且是作为法律规定的内容和要求而严肃。

食品感官检测由于食品感官性状变化程度难以衡量、鉴别者主观态度有所差异等，在有争议的时候很难下具体的结论。为了克服这些问题，常要邀请对食品的性状熟悉、感觉器官正常，无不良嗜好、有鉴别经验的人员同时进行，这样可以减少个人的主观性和片面性。若需要衡量食品感官性状的具体变化程度，也需借助物理化学与微生物的检验方法进行确认。

理化检验

食品理化检验是指应用物理的化学的检测法来检测食品的组成成分及含量。目的是对食品的某些物理常数（密度、折射率、旋光度等）、食品的一般成分分析（水分、灰分、酸度、脂类、糖类、蛋白质、维生素）、食品添加剂、食品中矿物质、食品中功能性成分及食品中有毒有害物质的进行检测。

一般要求

1 称取：系指用天平进行的称量操作，其精度要求用数值的有效数位表示，如“称取20.0g……”系指称量的精密度为±0.1g；“称取20.00g……”系指称量的精密度为±0.01g。

2 准确称取：系指用精密天平进行的称量操作，其精度为士0.0001g。

3 恒量：系指在规定的条件下，连续两次干燥或灼烧后称定的质量差异不超过规定的范围。

4 量取：系指用量筒或量杯取液体物质的操作，其精度要求用数值的有效数位表示。

5 吸取：系指用移液管、刻度吸量管取液体物质的操作。其精度要求用数值的有效数位表示。

6 空白试验：空白试验系指除不加样品外，采用完全相同的分析步骤、试剂和用量(滴定法中标准滴定液的用量除外)，进行平行操作所得的结果。用于扣除样品中试剂本底和计算检验方法的检出限。

方法选择

1 标准方法如有两个以上检验方法时，可根据所具备的条件选择使用，以第一法为仲裁方法。

2 标准方法中根据适用范围设几个并列方法时，要依据适用范围选择适宜的方法。

试剂要求

1 检验方法中所使用的水，未注明其他要求时，系指蒸馏水或去离子水。未指明溶液用何种溶剂配制时，均指水溶液。

2 检验方法中未指明具体浓度的硫酸、硝酸、盐酸、氨水时，均指市售试剂规格的浓度。

3 液体的滴：系指蒸馏水自标准滴管流下的一滴的量，在20℃时20滴相当于1.0mL。

设备要求

玻璃量器

检验方法中所使用的滴定管、移液管、容量瓶、刻度吸管、比色管等玻璃量器均须按国家有关规定及规程进行校正。

玻璃量器和玻璃器皿须经彻底洗净后才能使用。

控温设备

检验方法所使用的马弗炉、恒温干燥箱、恒温水浴锅等均须按国家有关规程进行测试和校正。

测量仪器

天平、酸度计、温度计、分光光度计、色谱仪等均应按国家有关规程进行测试和校正。

其他要求

检验方法中所列仪器为该方法所需要的主要仪器，一般实验室常用仪器不再列入。

样品采集

抽样要按照随机原则

在抽取样品进行了检测时，必须遵循两个原则：第一，采集的样品要均匀，有代表性，能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况；第二，采集过程中要设法保持原有样品的物理化学指标，防止成分逸散或带入杂质。总之，必须掌握科学的采样技术，在防止成分逸散和被污染的情况下，均稀地、随机地采集有代表性的样品，否则，即使以后的样品处理、检测等一系列环节非常精密和准确，其检测结果亦毫无价值，甚至导出错误的结论。

样品制备是要保证样品均匀

1 固体样品应切细、粉碎、捣碎、研磨等方法将样品制成均匀可检状态，如检大米、挂面的水分。

2 液体、浆体及悬浮液体。一般可用玻璃棒、电动搅拌器充分搅拌，将样品混匀。

检验要求

选择适当的实验方法

食品检验人员应该根据食品标准规定的检测方法检测，有时方法标准中会有多种方面，需要检验性质、实验室条件及样品中待测成分的含量来选用检验方法。实验室条件满足用仪器分析法的可先用仪器分析。用仪器分析时，特别要注意，很多的仪器都能自校，还应该定期对仪器进行维护和保养，及时发现仪器存在的问题。

试剂的影响

化学试剂在检验过程中直接参与化学反应，对检验结果起着至关重要的影响。首先要保证所有试剂在保质期内。如金属元素标准溶液可存放一年；标准滴定溶液要求两个月标定一次；淀粉溶液、碘化钾溶液溶液则要求现用现配等。还有的溶液在存放过程中易发生氧化还原反应，应定期检查重新配制。

对检验员的要求

检验人员掌握操作规程的熟练程度，直接影响到检验结果。由于人为因素千万的误差，有可能是偶然误差，也有可能会造成为过失误差。如，在测定植物油中的酸价、过氧化值时，不同的操作人员，滴定速度不同也可造成检验结果的差异，这种误差可尽量设法减免。有些检验员对检验方法标准理解能力有限而造成的误差将会严重影响结果的准确度。

实验室环境的要求

在物理化学检验分析中，环境温度对检验结果也有一定的影响。如在测定啤酒中的酒精度、原麦芽汁浓度时，又如在测定饮料中可溶性固体形物时，温度较正的范围是10℃ ～30℃，只有温度控制在此范围内，才能得出准确的检验结果。

主要流程

食品检验主要流程包括：样品的采集、制备及保存；样品的预处理；成分分析；复测（必要时）；分析数据处理；撰写分析报告。

发展方向

新兴的大型仪器设备的使用

随着现代科学仪器的发展，大型分析仪器越来越得到广泛的使用，如有机质谱仪、无机化合物质谱仪和x射线荧光光谱仪等的使用。其中由于x射线荧光光谱法是一种非破坏性分析法而得到迅速发展。

分析方法的联用技术

如气相色谱＆原子吸收联用、气相色谱-质谱联用等。这些联用技术的采用，完成了以前单一分析手段根本不能达到的检验效果。

仪器便携，检测现场化

这一方向主要由紫外可见分光光度法中派生出来的。食品安全已经成为当前分析测试领域的热点之一，我国食品原料来源分散、多样，从原料控制到生产、流通，都有可能因某个疏漏产生食品安全问题，比如蔬菜中农药残留量检测方法的研究，就是食品卫生检验中得到相当重视的一个方面。这方面的检验通常要用气相色谱或高效液相色谱法测定，一次检验从抽抽样品到出具数据，一般甚至要数天。且检验成本昂贵。根据农药对胆碱酯酶的抑制原理，测定蔬菜中有机磷类及氨基甲酸脂类农药的残留量。可以在蔬菜生产、流通、市场等环节用于蔬菜中农药残留量的现场监测。该类检验以分光光度法为基础，仪器便携，甚至可以做到如手机大小，连同所有附属设备总重量只有几公斤，外出携带十分方便。该类仪器由电池供电，可以在室内外随时随地现场操作。从取样开始，约在半小时左右即可取得测定结果。这类方法在保证了高准确度的同时，还具有检验方法固定、操作对人员要求不高的优点。