
在众多的公共安全问题中,食品安全可以说最令世人关注,而中国近年来的食品安全问题更成为公众关注的焦点。为此,中国政府也已经将构建食品安全保障体系的工作提上了日程,包括制订一系列与食品相关的法律、法规和标准,如2 0 0 6年11月颁布实施了《农产品质量安全法》,2 0 0 9年6月1日,实施的《中华人民共和国食品安全法》等。
众所周知,完善的食品安全保障体系应体现为:法律、法规和标准的健全;体系和机构的完备;检测仪器装备和技术的先进;生产者对食品安全自律意识的强烈;及时有力的监控和监督。先进的技术是确保食品安全的有力支撑,而先进的检验、检测、监控仪器设备贯穿于食品安全风险监测和评估、安全标准的实施、各环节中的检测、事故的分析和处理以及日常的监管与监督。不同的检测、检验和监测任务对科学仪器设备有着不同的需求。本文将通过连载,列举与食品安全紧密关联的检测有害、有毒物和可疑物,如农药兽药残留、有毒有害元素、致病菌、转基因产品等对仪器设备的需求。本期将重点介绍实验室必备设备、品质和营养成分、有毒有害元素及致病菌等检测仪器。
实验室必备的中小型仪器设备
以往我国在建设实验室时,往往仅关注大型仪器设备,而忽视必备的常用中小型配套仪器设备,以致造成只有一个发达的头脑,而没有灵巧的四肢,使大型仪器难于充分发挥作用的局面,对此应给予充分的关注。目前常用的中小型仪器设备有可见光/紫外光谱仪、酸度计、样品粉碎磨、电子天平,加液器、移液器、振荡器、旋转蒸发仪、恒温水浴、生化培养箱、干燥箱、加热板、离心机、搅拌器、消毒锅、均质器、超静台、纯水器、冰箱、冰柜、样品柜以及与任务适配的显微镜等等。在选择这些中小型仪器设备时,应依照不同检测实验室所确定的任务和功能要求,有针对性的进行选配。目前针对多数的中小型仪器设备,均有相应的国内生产企业,并且性能也已能满足实际的要求,因此在选用时可以侧重选用国产品牌。对于个别要求高的中小型仪器设备,国内也有不少国外产品的代理商。
农产品品质和营养成分的检测仪器、设备
对于各种农、牧、渔业产品和加工后的食品的检测,除了要有各自特需的品质检测仪器外,大量使用的是通用的品质和营养检测仪器,主要包括十类:
1. 凯氏定氮仪(氮/蛋白质测定仪)、杜马斯定氮仪(氮/蛋白质测定仪)及蛋白质测定仪。
2. 脂肪测定仪、脂肪酸测定仪(气相色谱仪)。
3. 纤维素测定仪。
4. 牛奶、果汁检测仪。
5. 糖分(糖度)检测仪。
6. 近红外农产品品质分析仪。
7. 农产品和食品快速检测仪(测定硝酸盐、甲醛、吊白块、二氧化硫、过氧化值、组胺、双氧水、劣质奶、重金属铅、无机砷等)。
8. 氨基酸分析仪。
9. 维生素测定仪(液相色谱仪)。
10. 微量营养元素测定仪(原子吸收光谱仪)。
这些仪器的国外生产厂家主要有FOSS、Buchi、BRUKER、Aglient、Waters、ThermoFisher、Shimadzu、PerkinElmer、Varian、DI ONEX等;主要的国内生产厂家有纤维仪器厂、托普、上海精科、聚光一英贤、吉大小天鹅、东西电子、瑞利、伍丰、依利特、上海光谱、普析通用、天美等。但是目前国内尚无商品化的氨基酸分析仪,国外的主要生产厂家有日立、德国的SYKAM和AMINO等。
有毒有害元素及其价态的分析仪器、设备
最经典的是采用原子吸收光谱仪(AAS),配上火焰和石墨炉,可检测痕量元素。我国具有自主知识产权的原子荧光光谱仪(AFS),可用于砷、铅、汞、锡、硒、锗、锑等元素的检测,灵敏度高、检出限低、成本低,并且可同时检测多种元素。近几年来,电感耦合等离子发射光谱—质谱联用仪(I CP-MS),因具有极高的灵敏度,检出限可达ng/ml级水平而受到重视。
鉴于同一种元素,价态(形态)不同,毒性存在很大差异,所以近年来非常重视对元素价态的检测。目前国外多采用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLC-ICPMS以及CE-ICP-MS仪,这些联用技术与仪器较完美,但价格非常昂贵。近几年我国已经成功研发并已批量生产了LC-AFS联用仪,其灵敏度、检出限均能满足农产品、食品安全检测的要求,且价格低廉、操作简便,适合县、市级质检
中心使用。元素及价态检测仪器的主要生产厂家如下:
1. AAS:主要的国外生产厂家有
ThermoFisher、PerkinElmer、Shimazu、Varian、jena AG等;国内主要有北京普析通用、东西电子、瑞利,上海精科、光谱、天美等。
2. I C P、I C P-M S:主要的国外生产厂家有ThermoFisher、Perkin Elmer、Shimazu、Agilent、Varian等;国内尚无批量生产的厂家。
3. AFS:目前只有我国生产,知名厂家为北京吉天、海光、瑞利等,其中吉天等还生产LC-AFS元素价态检测仪。
致病菌检测和细菌鉴定仪器、设备
据统计,食源性疾病暴发事件中,31%以上由致病菌引起,所以在对农产品、食品安全的检测中,应该对致病菌的检测给予充分关注。到目前为止,细菌鉴定、致病菌检验的方法有传统方法、传统法基础上的数值化方法、化学及分子生物学方法,每一类又派生出几种方法及检验仪器。我国以往多用传统的方法,即将带菌样品培养后根据镜检细菌形态特征,分析和检测细菌。近年来,大量引进了国外广泛应用的新方法和仪器,主要有以下几种。
1. 根据不同细菌对不同碳源的代谢利用率进行自动鉴定和检验,此种方法属于数值化方法,采用的仪器有API、ATB、VITEK等系统。
2. 利用抗原和抗体间专一性结合的反应,进行免疫反应分析,从而检验致病菌,其中以酶联荧光免疫分析(ELFI A)为代表,如VI DAS系统。
3. 运用基因检测技术检测病原菌、鉴定细菌,如杜邦的B A X系统和用于进行菌种鉴定、分型和溯源的R P(Ridopvinter)系统。
4. 基于表面等离子谐振(SPR)生物传感器开发出来的致病菌检定系统,如Biacore系统。
5. 基于生物芯片技术平台,采用致病菌检测试剂盒检测致病菌,如我国博奥生物开发出的可检测12种食源性致病菌的生物芯片检测系统。
6. 根据不同细菌具有特征性的脂肪酸图谱进行细菌鉴定,如安捷伦开发的微生物鉴定系统。致病菌检验和细菌自动鉴定系统的供应厂商有Biomerieux、Dupont,Biologe、Agilent、GE Healthcare等;国内以往只能生产抑菌圈测定仪和菌落计数器,近几年也出现了可以提供致病菌检测系统的公司,如博奥生物等公司。
动植物毒素的检测仪器、设备
微生物霉菌类毒素的检测仪器,目前普遍采用薄层色谱仪、酶标仪、黄曲霉素测定仪等;内源毒素类的检测仪器可用分光光度计、HPLC;贝类等海洋生物毒素的检测,以前多采用生物和生化方法,近年来采用HPLC、HPLC-MS-MSY、CE以及CE-MS等联用仪可作出更准确的检测。
转基因农产品的检测仪器、设备
尽管世界上对转基因农产品的安全问题至今尚无定论(有害论、疑虑论并存),但是我国法规要求对转基因农产品应该有相应的标识,便于消费者的选用。转基因农产品的检测,即检测农产品中是否含有外源基因,实质就是检测启动子、终止子、标记基因片断、目的基因片断、外源基因转录产物的丰度及其他指标。就方法而言,分为基因水平的检测(各种PCR定性、定量方法和基因芯片技术)和基因转录水平检测(蛋白芯片技术以及Southen杂交、Westen印迹法等),使用的主要仪器按照检测程序分为三部分。
1. 用于DNA样品制备的仪器设备:试剂盒、离心机、振荡器等。
2. 用于基因扩增的仪器设备:PCR仪、混合液,保真DNA聚合酶等。
3. 分离、分析、鉴定的仪器设备:电泳系统、成像分析系统、核酸(蛋白)测定仪、酶标仪、洗板机、定量PCR仪等。生产、供应此类仪器设备的主要国外厂家有BI 0-RAD、GEHealthcare等;国内尚无能完整生产上述仪器的厂家,但是部分仪器厂商可以生产、提供上述的部分仪器,如上海的天能、天美、三科、新芝,杭州的郎基、博日,北京的六一等。
此外,农产品、食品中农药、兽药、鱼药和有害化合物的残留也是造成食品安全问题的重要源头,因此,相关的检测仪器和设备也成为构建食品安全保障体系不可或缺的武器。下期文章将对农药、兽药、鱼药残留检测仪器及开展检测工作必不可少的样品前处理设备作详细的介绍。