食品安全檢測技術教育部食品營養與安全重點實驗室

天津科技大學食品工程與生物技術學院

張燕

yzhang@

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食品安全的檢測對象：農藥、獸藥、生物毒素、食品添加劑、非食用添加劑、違禁成分、持久性有機污染物、加工產物、致病菌….食品安全檢測技術分類：

儀器分析，化學分析，生化分析（免疫分析）定性、定量、在線監測

儀器方法的檢測流程樣品采集提取凈化索氏提取、液－液、固－液、微波、超聲、柱層析等儀器分析根據目標物的性質選擇不同方法儀器檢測技術痕量無機物定量無機元素形態分析氣相色譜或液相色譜—電感耦合等離子體質譜聯用電感耦合等離子體質譜(ICP-MS）原子發射光譜（AES）原子吸收光譜（AAS）毛細管電泳—質譜（CE-MS）氣相色譜—串聯質譜(GC-MS/MS)色譜—質譜聯用高效液相色譜—串聯質譜（LC-MS/MS）高效液相色譜—質譜（LC-MS）氣相色譜—質譜（GC-MS）色譜液相色譜氣相色譜俄國植物學家Tswett于1901年發現：利用吸附原理分離植物色素。1906年Tswett創立“chromatography”—“色譜法”新名詞；1907年在德國生物會議上第一次向世界公開展示顯現彩色環帶的柱管；1930年R.Kuhn用色譜柱分離出胡蘿卜素。色譜分析法的歷史1935年AdamsandHolmes發明了苯酚-甲醛型離子交換樹脂，進一步發明了離子色譜1938年Izmailov

發明薄層色譜1941年Martin&Synge發明了液-液分配色譜1944年Consden,Gordon&Martin發明紙色譜1952年Martin&Synge發明氣-液色譜1953年Janak發明氣-固色譜1954年Ray發明熱導檢測器1955年世界第一臺商品化氣相色譜儀1957年Martin&Golay

發明毛細管色譜1959年Porath&Flodin

發明凝膠色譜1960年液相色譜技術完善高選擇性分離單組份定性定量高效能高靈敏度檢出限量低至10-1lg的物質，適于微量和痕量分析。色譜法的特點氣相色譜分析系統構成氣路系統，進樣系統，分離系統，檢測系統工作原理樣品高溫瞬間汽化-色譜柱分離-檢測適用易揮發的小分子有機物難揮發性成分經衍生化檢測氣相色譜-分離系統色譜柱填充柱，毛細管柱色譜柱選擇：按樣品極性

弱極性樣品，可選OV-1，SE-30，OV-101，SE-52，SE-54

中極性樣品，可選OV-17，OV-1701，XE-60，OV-225，OV-210

極性樣品，可選PEG-20M,FFAP,OV-275,DEGS

氣相色譜-檢測系統氫火焰離子化檢測器（FID）：破壞型含碳的有機物電子捕獲檢測器（ECD）：非破壞型，選擇性

電負性強的化合物火焰光度檢測器（FPD）：破壞型，選擇性含硫磷的化合物熱導池檢測器（TCD）：非破壞型，選擇性

永久性氣體

氣相色譜在食品安全檢測中的應用反式脂肪酸的檢測（衍生，FID)苯，氯苯，氯酚類（直接進樣，FID）有機氯農藥（ECD)有機磷農藥（FPD)氣相色譜分離與質譜定性定量結合1.對食品中殘留物進行分析MS是一個通用型檢測器，對大多數有機化合物都有比較好的響應，根據特征離子強度定量多種成分的同時分析--殘留分析的趨勢之一適合大批量農殘檢測。2.對未知物分析準確測定未知組分的相對分子質量。

氣相色譜與質譜的聯用分析增塑劑鄰苯二甲酸酯類氣相色譜與質譜的聯用食品中42種農藥的氣相色譜-質譜選擇離子測定樣品處理方法液液萃取-固相萃取聯用：樣品中農藥經二氯甲烷提取后，Envi-Carb柱和Sep-Pak-NH2柱雙柱凈化，凈化后直接進樣分析

色譜條件色譜柱:HP-5MS(30m×0.125mm×0.125μm);載氣:高純氦氣,流量1ml/min;柱溫:70℃,保持2min,以25℃/min升至150℃,再以3℃/min升至200℃,再以8℃/min升至260℃,保持10min;進樣口溫度:250℃;進樣方式:不分流進樣,1.15min后打開分流閥和隔墊吹掃。

質譜條件

離子源(EI)溫度:230℃,電子轟擊能量70ev,GC-MS接口溫度:280℃。氣相色譜與質譜的聯用-分析實例1分析特征量

42中農藥的線性范圍:0.001～1.0μg/mL樣品的加標回收率：89%-94%,RSD<10%方法的最低檢出限：0.001～0.005mg/kg(S/N=3)

檢測農藥種類

有機磷、擬除蟲菊酯、有機氯、氨基甲酸酯和除草劑

檢測的樣品種類

肉類，蛋類，乳品，蔬菜和水果氣相色譜與質譜的聯用-分析實例1加速溶劑萃取-氣相色譜質譜聯用法測定食品中指示性多氯聯苯樣品前處理

加速溶劑萃取-固相萃取聯用：加速溶劑萃取條件壓力:10Mpa(1500psi);溫度:125℃;加熱時間:6min;穩定時間:5min;清洗體積:占萃取池體積的60%;吹掃時間:120s;靜態循環次數:2次。固相萃取柱：酸性硅膠柱和堿性硅膠柱聯用氣相色譜與質譜的聯用-分析實例2色譜條件

HP-5MS毛細管色譜柱(30m×0.125mm×0.125μm);進樣口溫度:300℃;升溫程序:初始溫度100℃保持2min,以15℃/min升溫至180℃,以3℃/min升溫至240℃,再以10℃/min升溫至285℃,保持10min;載氣:氦氣,流速1ml/min;進樣:不分流進樣,1μL質譜條件

電子轟擊(EI)離子源:70eV;接口溫度:280℃;離子源溫度:250℃;四級桿溫度:100℃;定量方式:選擇離子監測(SIM)

氣相色譜與質譜的聯用-分析實例2分析特征量

最低檢測限：水產品0.1051～0.1286，肉松0.1003～0.1146μg/kg添加回收率：86.4%～125.1%,RSD在1.1%～19.6%之間

檢測的目標有害物質

20種多氯聯苯

檢測的樣品種類

水產品，肉松氣相色譜與質譜的聯用-分析實例2高效液相色譜法高效液相色譜儀的應用

分離熱不穩定和非揮發性的、離解的和非離解的以及各種分子量范圍的物質。蘇丹紅三聚氰胺合成色素生物毒素敵敵畏雙酚A

GB/T5009.99-2003食品容器及包裝材料用聚碳酸酯樹脂衛生標準的分析方法我國的衛生標準規定碳酸酯樹脂和成型品中酚（蒸餾水，回流6h）的溶出量不大于0.05mg/kg，是采用滴定的方法對溶液中游離的酚進行定量計算。歐盟歐盟2002/72/EC法則規定雙酚A在塑料食品接觸材料中的遷移限量為3mg/kg。歐盟采用液相色譜對雙酚A的遷移量進行檢測（檢出限為0.2～0.7mg/kg）。美國美國食品與藥品管理局（FDA）規定雙酚A可作為食品接觸材料的原料使用。EPA(1993)規定最大可接受劑量或者參考劑量是0.05mg/kg.bw。日本《食品衛生法》規定聚碳酸酯食品容器中的雙酚A溶出限量為2.5mg/kg。液質聯用HLPC-MS以液相色譜作為分離系統，質譜為檢測系統。樣品在液相色譜部分分離，經質譜離子化，質量分析器將離子碎片按質量數分開，經檢測器得到質譜圖。色譜和質譜優勢結合，應用廣泛。

適用于高沸點、大分子、強極性和熱穩定性差的化合物的分析。適于復雜基質樣品,特別是食品，生物樣品中的農獸藥殘留的定性定量分析。利于多組分分析。

高效液相色譜與質譜聯用分析樣品前處理液液萃取-固相萃取：樣品經過乙腈和二氯甲烷提取后，過C18固相萃取柱凈化色譜條件色譜柱:AgilentSB-C18,211mm×10mm,1.18μm;柱溫:50℃;進樣量:20μL;流動相A:0.1%甲酸-10mmol/L乙酸銨;流動相B:乙腈;流速:0.13mL/min;梯度洗脫條件:0～4min,A由99%變化至50%,4～15min,A由50%變化至40%,15～20min,A由40%變化至20%,20～25min,A由20%變化至1%,25～30min,A保持1%,30～35min,A由1%變化至99%后運行8min高效液相色譜與質譜聯用-分析實例1液相色譜-質譜聯用對復雜食品基質中407種多農藥殘留量的測定質譜條件

電離源模式:電噴霧離子化電離源極性:正模式霧化氣:氮氣霧化氣壓力:2.18×105

離子噴霧電壓:4000V干燥氣溫度:350℃

分析特征量

407種農藥的線性范圍為0.5～500μg/L，RSD<10%檢測目標有害物

多效唑，乙草胺等407種農藥檢測的樣品

蘋果、蜂蜜、谷物和肉類高效液相色譜與質譜聯用-分析實例1多環芳烴

FDA提出有威脅的多環芳烴主要有16種。

歐盟指令2005/69/EC對輪胎橡膠中的8種PAHs的含量提出了法規上的要求；8種物質之和不超過10mg/kg，其中，BaP(苯并芘)不得超過1

mg/kg。電泳技術和現代微柱分離相結合的分析技術高分辨率，高速度，樣品用量少，成本低非常適合水溶性或醇溶性成分的多組分分離分析

應用領域化學，生命科學，臨床醫學和藥學，特別是藥物分析和分離方面得到廣泛的應用。目前在食品中功能成分的分析和添加劑的檢測等方面有廣泛的應用高效毛細管電泳色譜色譜條件

毛細管柱：有效長度為:45cm內徑：50um緩沖液：硼砂20mmolL-1,SDS5mmolL-1pH7.8檢測波長：214nm分離電壓：15KV分析特征量

樣品添加回收率：97-102%，RSD<5%線性范圍：0.125mgmL-1至1mgmL-1最低檢出限：0.05mgmL-1高效毛細管電色譜-分析實例1高效毛細管電泳法短時內同時測定咖啡因、山梨酸、苯甲酸、糖精的含量樣品前處理C18固相萃柱富集凈化色譜方法

毛細管柱：熔融石英毛細管有效長度75cm，內徑75um緩沖液：50mMNaAc/HAc+10%ACN，pH5.0分離電壓：20KV檢測波長：254nm

高效毛細管電色譜-分析實例2固相萃取和毛細管區帶電泳法測定磺酰脲除草劑分析特征量

線性范圍：0.2-50mgL-1，最低檢測限：0.05-0.10mgL-1樣品添加回收率：65-103％，RSD<5%檢測的目標物

醚磺隆、醚苯磺隆、苯磺隆、噻磺隆、甲磺隆和綠磺隆檢測的樣品

飲用水

高效毛細管電色譜-分析實例2CE與MS相結合可為復雜的生化、環境等樣品的定性、定量分析提供強有力的工具M.Hugener

等采用CEC-ESI-MS對食品中的色素和芳香葡萄糖苷酸進行分析Gucek

等采用毛細管電色譜-電噴霧質譜(CEC-ESI-MS)對肽的混合物進行分析,檢測靈敏度可達到阿摩爾(attomole)級。

毛細管電色譜質譜聯用技術

電感耦合等離子體質譜

上世紀80年代初建立的一種將等離子體與四級質譜儀相連接的分析儀器。

電感磁場與氦氣作用產生高達7000K的高溫等離子體,基本上能使所有元素電離成單電荷的離子,然后進入質譜儀,定性和定量檢測各種一定質荷比的離子靈敏度高，一般檢出限可達ppb級線性范圍寬,一般濃度范圍跨越五個數量級選擇性高,元素之間測定相互干擾少操作快速,并能進行多元素分析有同位素信息在一定質量數范圍內,儀器能提供穩定均勻的響應。電感耦合等離子體質譜主要特點應用

ICP-MS已廣泛應用于生物樣品、環境樣品、藥物樣品、食品樣品和稀土元素等方面的分析研究利用ICP-MS測定飼料中的銅、鋅、鐵、錳、鉻、鎘、鉛、砷和硒等微量元素，回收率在86%～115%，檢出限達到10-9級。其他類串聯質譜檢測新技術全二維氣相色譜/飛行時間質譜

全二維氣相色譜飛行時間質譜儀把分離機理不同而又互相獨立的兩根色譜柱通過一個調制器,以串聯方式結合成二維氣相色譜。優點提供更高的峰容量組分的分離和檢測靈敏度提高。采用適當的色譜操作條件，可以得到包含結構信息的二維結構譜圖，輔助定性全二維氣相色譜/飛行時間質譜的應用精油組成成分的分析Adahchour等采用頂空固相微萃取和GC×GC對大蒜揮發性香味成分進行了分析，發現了大蒜中更為詳盡的具有芳香活性的組分。環境、生物和食品樣品中的應用Liu等用GC×GC方法在4min內完成了15種農藥的分離，并將GC×GC用于人血清中農殘的研究。季克良等采用GC×GC方法，醬香型白酒分出963個峰,濃香型白酒分出674個峰,清香型白酒分出484個峰。其他類串聯質譜檢測新技術超高效液相色譜/飛行時間質譜

UPLC采用了1.7

μm

的小粒徑色譜柱填料,與傳統的HPLC相比有更好的分離效率、峰容量以及靈敏度

(pg～fg級)。

其他類串聯質譜檢測新技術高分辨飛行時間質譜能夠測定化合物的精確質量，并具有MS/MS功能，兩者聯用成為復雜體系分離分析以及化合物結構鑒定的良好平臺?？焖贆z測技術快速檢測技術與儀器分析技術共同構成食品安全檢測技術體系。1、以免疫檢測為主的快速檢測技術成為食品安全監管中的主要應用技術2、便攜式、高集成度的快速檢測裝備是食品安全快速檢測技術研發重點3、以芯片技術為代表的新型高通量快速檢測技術發展迅速免疫分析技術原理基于抗原、抗體的特異性識別和結合反應的分析方法，通過對抗原或抗體進行標記(酶、熒光物質、放射性同位素標記等)，利用標記物的信號放大作用,與現代測試技術相結合，對樣品中特定的目標物進行定性定量檢測。方法建立：半抗原合成人工抗原合成抗體制備方法建立樣本前處理方法方法評價

特點特異性強、靈敏度高方便快捷、分析容量大、檢測成本低可提供系列化的產品以及技術，產品可以商業化。免疫分析檢測技術酶聯免疫分析熒光免疫分析免疫傳感器膜載體免疫分析仿生免疫分析流動注射免疫分析免疫-PCR技術蛋白質芯片技術放射免疫分析免疫新技術傳統免疫分析技術免疫分析檢測技術

酶聯免疫分析技術（ELISA）抗原抗體特異識別反應與酶的催化放大作用相結合，酶的相應底物呈顏色反應，顏色深淺與待測標本含量成比例，標準曲線定量。1.雙抗體夾心法

特點：非競爭結合反應常用于抗原的檢測適用于分子中具有至少兩個抗原決定簇的多價抗原，而不能用于小分子半抗原的檢測所用兩種抗體分別針對同一個抗原分子的不同抗原決定簇2．間接法

3.競爭法

免疫分析檢測技術膜載體免疫分析-試紙條定性檢測技術，其特點是以微孔膜作為固相載體。標記物可用酶或各種有色微粒子，定性地判別出樣品是否含有某種有害物，含量是否超過規定標準。

試紙條技術酶標記免疫檢測：以酶作為示蹤標記物膠體金標記免疫檢測：以膠體金作為示蹤標記物免疫分析檢測技術免疫傳感器將高靈敏的傳感器技術與特異性免疫反應相結合的一種新型生物傳感器。利用生物活性物質（如酶、抗原、抗體、細胞、組織等）或分子印跡聚合物作為傳感器的識別元件識別元件與樣品中的待測物質發生特異性反應,通過適當的換能器將這些反應(形成復合物、發色、發光等)轉換成可以輸出檢測的信號(電壓、頻率等)特點：選擇性及抗干擾能力強、響應快實時監測到表面的抗原、抗體反應免疫分析檢測技術應用：農藥：有機磷、擬除蟲菊酯類、有機氯類、氨基甲酸酯類獸藥類生物毒素致病菌。。。將捕獲配基密集點陣于某一介質載體上即形成所謂的探針,利用配基與待檢測樣品中目標分子的特異性結合,再通過各種檢測設備對實驗結果進行定性或定量分析。主要應用：食品中真菌毒素的檢測食品中抗生素殘留的檢測食品中農藥殘留的檢測食品中病原微生物的檢測蛋白質芯片技術免疫分析檢測技術定性方法

熒光增白劑-紫外線照射甲醛，二氧化硫-常規化學方法……液液萃取固相萃取技術(SPE)固相微萃取技術(SPME)液相微萃取技術（LPME）快速溶劑萃取技術(ASE)基質固相分散萃取技術(MSPDE)超臨界流體萃取技術(SFE)亞臨界水萃取技術（SWE）樣品前處理技術食品安全控制食品安全法實施條例第二十七條食品生產企業應當就下列事項制定并實施控制要求，保證出廠的食品符合食品安全標準：

（一）原料采購、原料驗收、投料等原料控制；

（二）生產工序、設備、貯存、包裝等生產關鍵環節控制；

（三）原料檢驗、半成品檢驗、成品出廠檢驗等檢驗控制；

（四）運輸、交付控制?！皬霓r田到餐桌”的全程控制從種植、養殖到餐桌這一整個食品鏈條中，每一個環節都是食品安全的關鍵。原料生產、食品加工、包裝、貯運、銷售、餐桌。(一）原料的安全性控制（二）食品加工過程的質量控制（三）包裝、貯運過程的安全控制食品安全全程控制體系-基礎知識GMP、TQC、SSOP、SCPHACCPISO9000和ISO14000系列行之有效的食品衛生與安全質量控制的保證制度和保證體系。GMP

的概念GMP(GoodManufacturingPractice)注重制造過程中產品質量和安全衛生的自主性管理制度。以現代科學知識和技術為基礎，應用先進的技術和管理的方法解決食品生產質量問題和安全衛生問題。不僅針對食品企業，應貫穿于食品原料生產、運輸、加工、儲存、銷售、使用的全過程。因此GMP是實現食品工業現代化、科學化的必備條件，是食品優良品質和安全衛生的保證體系。GMP的發展《食品衛生通則》（CAC/RCP1969）發布以來，一直作為國際上整個食品鏈（從農場到餐桌）的必要衛生原則，也是各國政府建立食品行業相關法律法規的依據。因此，為了保證食品安全，各國政府根據食品法典《食品衛生通則》，相繼制訂了相關的法律法規，以達到對食品衛生有效控制的目的。中國GMP的發展

1994年，我國衛生部按照《食品衛生法》的規定，參照聯合國糧農組織/世界衛生組織（FAO/WHO）食品法典委員會《食品衛生通則》（CAC/RCPRev.2,1985）,結合我國國情制訂了《食品企業通用規范》（GB14881-1994），作為我國食品企業必須執行的國家標準發布,包括19個食品加工企業衛生規范：例如：乳品廠衛生規范GB12693-1990保健食品良好操作規范GB17405-1998中國食品良好操作規范――《食品企業通用衛生規范》（GB14881-1994）規定了我國食品企業在原料采購、加工、運輸、貯藏、工廠設計與設施的基本衛生要求及管理準則。其包括以下7個要素：中國食品良好操作規范（1）原材料采購、運輸的衛生要求；（2）工廠設計與設施的衛生要求；（3）工廠的衛生管理；（4）生產過程中的衛生要求；（5）衛生和質量檢驗的管理；（6）產品貯藏、運輸的衛生要求；（7）個人衛生與健康的要求GMP的內涵

GMP的中心思想是任何食品質量的形成是設計和生產出來的，而不是檢驗出來的。因此食品質量體現在從原料到餐桌的全過程中的操作GMP的本質上是以防為主（預防性的）質量管理，必須強調預防為主的原則，在生產過程中建立保證體系，實施全面質量保證，確保食品質量。TQC的概念為了保證食品質量，則必須實施全面質量管理（TotalQualityControl,TQC）TQC是以質量為中心，由領導層負責，全員參與的生產經營全過程的管理。全面質量管理中的“全面”是指產品質量形成的全過程，而不是只注重加工過程。從過去的事后檢驗“把關”為主轉變到以改進為主從管“結果”轉變為管“因素”，找出影響質量的各種因素，抓住主要因素，發動全員、各部門參與，運用科學管理程序和方法，使生產經營所有活動均處于受控狀態TQC的概念SSOP和SCPSCP：SanitationControlProcedure（控制）SSOP:SanitationStandardOperatingProcedure（操作）采取有效的衛生控制程序(SCP)，能充分保證達到GMP的要求。通過衛生標準操作程序(SSOP）的實施，以消除與衛生有關的危害（制度通過操作實施）SSOP文本是由食品生產企業自己編寫，但編寫SSOP時應以GMP為基礎（以保證可操作性），以法律為依據，通過企業的SSOP實施達到GMP的要求.HACCP的概念

HACCP：指危害分析和關鍵控制點是“HazardAnalysisandCriticalControlPoint”的縮寫；是一套完整的預防性食品安全質量控制體系。HACCP的作用

HACCP通過對原材料（包括加工用水及空氣）及整個加工工藝甚至消費者的消費過程進行危險性分析，確定需要控制的關鍵環節；然后在生產中按照GMP進行重點控制。HACCP法將重點放在對所有的原料和所有的加工步驟都得到嚴格的質量控制上，以確保最終制成品的安全性。HACCP的基本步驟

1、危害分析和預防措施2、確定關鍵控制點（CCP）3、確定關鍵限值4、關鍵控制點監控5、糾偏行動6、記錄―保持程序7、驗證程序HACCP的特點強調企業自身的作用，而不是依靠對最終產品的檢測或政府部門取樣分析來確定產品的質量HACCP是一種防預體系，不是零風險；嚴格按規定加工貯藏，產品將有符合規定的保質期；在問題出現之前就可以采取糾正措施，是積極主動型控制；HACCP在中國

20世紀80年代HACCP傳入中國，上世紀90年代初原國家進出口商品檢驗局科技委的食品專業委，針對出口食品出現的安全問題，開展了“出口食品安全工程的研究”，在出口的凍雞肉、凍豬肉、凍對蝦等8種商品中采用HACCP原理進行控制安全的研究，并制訂了GMP。這是HACCP在中國首次應用。

ISO9000

為適應國際間貿易發展的需要，國際標準化組織（InternationalStandardizationOrganization,ISO）于1987年頒布ISO9000質量管理和質量保證標準系列ISO9000是企業產品進入世界市場的通行證1988年我國等效采用ISO9000標準系列，1992年10月13日又修訂為GB/T19000標準系列，其中GB為國家標準，T為推薦標準。

ISO14000

1993年6月-環境管理技術委員會ISO14000系列標準通過制定和實施一套環境管理國際標準來減少人類各項活動造成的環境污染，節約資源，促進社會可持續發展。食品企業不僅要通過GMP認證和ISO9000體系認證，且要通過ISO14000體系認證，拿到產品進入世界市場的“綠色通行證”。

小結

HACCP是一個食品衛生安全防預控制系統，但不是事后的檢測體系，是建立在GMP、SSOP、SCP和TQC基礎上實施的一個預防系統。GMP、SSOP、SCP和TQC是操作程序或控制程序，是實施HACCP的基礎。

ISO是條件性的技術標準，是公司之間商務活動的證明書“食品安全全程控制體系”應該包括GMP、TQC、SSOP、SCP、HACCP和ISO等內容。（一）原料的安全性控制

1.食品原料的安全性問題：1）食品原料生產環境對食品安全影響食品原料生產環境對食品安全生產起決定性的作用。工業三廢、農藥大氣、水體、土壤及動植物的污染原料生產不安全。2）食品原料生產中的農業投入對食品安全的影響

各種農業生產資料，如化肥、農藥、獸藥、種子飼料3）食品原料生產的過程中，生產管理的方法及生產者的意識對食品原料安全的影響生產者對食品原料安全意識較差，有意使用違禁藥物對食品原料造成安全