食品安全快速檢測技術的應用和進展

馬志梅，高春平

（石家莊大為生物技術有限公司，河北石家莊 050035）

食品是人們生活中最基本的必需品。隨著社會的發展，人們生活水平和健康意識的不斷提高，食品消費也從注重數量向注重質量和安全轉變。為了提高人們生活的幸福感，相關政府部門也在食品安全保障方面投入了大量的人力、物力和財力，大大降低了食品安全事件的發生概率。但是，商品經濟的迅猛發展催生了種類繁多的各種商品、商品流通形式和巨大的流通量，隨之而來的是巨量的抽樣檢測樣品。而傳統食品安全檢測手段普遍存在檢測程序復雜、檢測周期長、成本高、檢驗人員專業素質要求高以及對檢測場地、環境要求高等特點，難以適應現場監督和大批量通關檢驗的需要。加上生鮮食品如蔬菜、水果等時效性強，為了同時保護供應商和消費者雙方的利益，就需要在最短的時間內分辨出產品是否合格，因此快速檢測手段應運而生。

快速檢測技術由于操作簡單、攜帶方便，不需要特殊操作環境，一經問世便迅速發展。從最初的檢測試劑盒、檢測卡、檢測箱，到今天的多功能食品檢測儀、多合一多功能機等各種新儀器、新技術不斷涌現并投入應用，食品安全快速檢測技術在基層的食品經營管理單位和監管部門獲得廣泛應用，這與政府部門的重視是分不開的。從2017年起，市場監督管理部門開始對部分食品快速檢測技術組織了方法學上的認證，解決了快速檢測技術長期以來存在的權威性問題，這將有利于規范市場上的快速檢測產品，并促進整個行業的規范發展。國家市場監督管理總局從2017年3月29日首次發布6個檢測項目的快速檢測方法的征求意見稿開始，至今總共發布了30項快速檢測方法的認證[1]。扣除3項保健食品，其余27項都是關于食品的項目。對照國家標準檢測方法，對檢出限、靈敏度、特異性、假陰性率和假陽性率進行了驗證，證明了快速檢測方法的可靠性。

本文主要討論用于檢測食品中有毒有害物質的快速檢測技術手段，側重于分析技術成熟度高、檢測結果準確可靠，不需要專門儀器或者所需儀器小巧便攜、操作簡單以及在實際檢測中應用廣泛的食品安全快速檢測技術。

1 化學方法

理化技術是最早應用于食品安全的快速檢測技術。主要是比色卡和比色管法，將檢測需要的試劑預先固定到試紙卡或一次性檢測管中，在使用現場只需將樣品液滴加到試紙卡或檢測管中搖勻，通過觀察顏色變化并與相應的色階卡進行比較，進而得出樣品中待檢物質的含量值。該方法具有使用簡單、準確度較高、成本低等特點。

通過市場監督管理局方法學驗證的檢測項目有亞硝酸鹽、甲醛、甲醇、硼酸、食用油過氧化值和酸價、水產品中的組胺和面制品中的鋁等。其中，鹽酸萘乙二胺法對肉及肉制品中亞硝酸鹽的檢測中，方法檢出限為1 mg/kg，遠低于食品中的允許添加量，能夠滿足日常檢測要求[2]。采用色酸法和乙酰丙酮法檢測白酒中甲醇，檢出限分別為0.4 g/L和 0.6 g/L。硼酸用姜黃素比色法，檢出限達到2.5 mg/kg。水發產品中的甲醛使用AHMT比色法，檢出限可以達到固體樣品的5 mg/kg和液體樣品的5 mg/L。面制品中的鋁檢出限達到25 mg/kg，食用油的過氧化值和酸價也有用比色卡法檢測的產品。

2 蔬菜中農藥殘留的快速檢測

由于農藥殘留速測試劑中使用了生物酶催化顏色變化，嚴格說不能歸入化學方法。農藥殘留快速檢測的原理是有機磷和氨基甲酸酯類農藥對膽堿酯酶（AChE）的活性有抑制作用，其抑制率的大小與農藥的含量呈正相關性，與酶的活性呈負相關性。正常情況下，膽堿酯酶催化神經遞質乙酰膽堿水解，水解產物與顯色劑反應生成黃色物質，用分光光度計測定412 nm處吸光度便可以計算膽堿酯酶的活性，并可以進一步計算出有機磷和氨基甲酸酯類農藥的含量[3]。

農藥殘留快速檢測設備主要有兩種，分別是多通道農藥殘留快速檢測儀和農藥殘留速測卡。

（1）農藥殘留快速檢測儀。農藥殘留快速檢測儀一般都有多個檢測通道，可以同時測定多個樣品。通過分別測定樣品液和對照液412 nm處3 min時的吸光度差值，來計算對膽堿酯酶的抑制率。當測出的抑制率≥50%時，表示蔬菜中存在有機磷和氨基甲酸酯類農藥的殘留，結果判定為陽性。反之，則判為陰性。

（2）農藥殘留速測卡。將蔬菜用緩沖液提取并將提取液滴加到檢測卡上，其中殘留的有機磷和氨基甲酸酯類農藥會抑制預先固定于卡上的膽堿酯酶對靛酚乙酸酯（紅色藥片）水解為乙酸與靛酚（藍色）的催化作用，從而導致速測卡對合時出現顏色深淺的不同變化。通過空白對照，對樣品中有機磷和氨基甲酸酯類農藥是否超標進行定性判定。農藥殘留速測卡使用方便，可以直接用手指捏合卡片使酶和底物接觸反應并提供反應時所需的溫度條件。

農藥殘留速測技術主要用于檢測蔬菜中的農藥殘留，有5種農藥得到了驗證，分別為敵百蟲，檢出限0.1 mg/kg；丙溴磷，檢出限0.5 mg/kg；滅多 威，檢出限0.2 mg/kg；克百威，檢出限0.02 mg/kg；敵敵畏，檢出限0.2 mg/kg。

本法使用時需要注意蔥、蒜、蘿卜、韭菜、芹菜、香菜、茭白、蘑菇及番茄的汁液中含有對膽堿酯酶有影響的物質，容易產生假陽性。處理這類樣品時，需要采取整株浸提的方法。另外，對一些葉綠素含量較高的蔬菜，為減少色素干擾，也可采取整株蔬菜浸提的方法。

3 膠體金免疫層析技術

食品安全快速檢測中的膠體金免疫層析技術利用競爭抑制法免疫層析的原理，當待檢樣品液滴加到試紙條一端的樣本墊后，通過毛細作用側向移動，樣品中的待測物在向前移動的過程中與膠體金標記的特異性單克隆抗體結合，抑制了抗體和NC膜檢測線上BSA偶聯物的結合。通過肉眼觀察樣品線和控制線的顏色來判斷樣品中是否含有被檢項目。由于該方法方便快捷、準確度高，目前已在食品檢測中獲得廣泛應用。

膠體金免疫層析技術檢測結束后，目測判定結果需要注意以下幾點。①要看質控線（C線)以確定試紙條是否有效。當C線不顯色時，無論檢測線（T線）是否顯色，均表示實驗結果無效。②比較C線和T線的顏色以確定檢測結果是陰性或陽性。如果T線不出現或者雖然出現但顏色淺于C線，表示樣品中待測物含量高于方法檢出限，結果判定為陽性。如果T線顏色深于或等于C線，則表示樣品中不含待測物或其含量低于方法檢出限，判定為陰性。

膠體金產品經過方法學驗證的項目有20項，是所有類別中最多的，包括水產品中的氯霉素、孔雀石綠、硝基呋喃類和地西泮；動物源性食品中的喹諾酮類、克倫特羅、萊克多巴胺和沙丁胺醇[4]；液體乳中的三聚氰胺和黃曲霉素M1；糧食及加工品中的嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮和伏馬毒素；谷物和咖啡類食品中的赭曲霉素A；食用油中的苯并（a)芘和黃曲霉素B1；調味品中的蘇丹紅I、羅丹明B、嗎啡和可待因等[5-7]。其中3種瘦肉精克倫特羅、萊克多巴胺和沙丁胺醇的檢出限均可達到0.5 μg/kg，而氯霉素的檢測限甚至達到0.1 μg/kg，同時靈敏度≥98%、特異性≥90%，假陰性率≤1%，假陽性率≤10%。

4 熒光免疫層析法

熒光免疫層析技術是免疫熒光技術和傳統免疫層析技術相結合發展出來的一種新型檢測技術。該技術在保留膠體金免疫層析技術操作簡便、檢測快速、便攜性強及便于現場使用的優點外，還通過熒光微球增強技術實現了檢測結果的精確定量。雖然具有靈敏度高、定量檢測范圍寬、操作簡便和價格低廉的優勢，但熒光免疫層析技術不同于膠體金免疫層析技術，不能用肉眼判定檢測結果，必須使用熒光速測儀及配套附件。

熒光定量免疫層析技術早前已在臨床醫學、環境監測和農業系統獲得廣泛應用。近年來開始進入食品快速檢測領域，2021年市場監督管理局發布的驗證方法中《食用植物油中天然辣椒素的快速檢測》就使用了熒光定量免疫層析技術，其檢出限達到了 0.4 μg/kg，同時靈敏度≥99%，特異性≥90%，假陰性率≤1%，假陽性率≤10%。熒光免疫層析法檢測食用油中辣椒素的應用，使得高靈敏度的辣椒素快速檢測方法成為了可能[8]。

5 分光光度法和拉曼光譜法

對于能發生顏色變化，但又無法做成速測卡或速測管的檢測項目，則可以使用分光光度法進行快速檢測。分光光度法快速檢測水發產品中的甲醛，已經過了方法學驗證。

拉曼光譜法雖然成功應用于液體乳中三聚氰胺的快速檢測，總體來說使用范圍有限。

6 未來有望獲得較大發展的新技術

食品安全快速檢測技術的未來發展，無非是更高的檢測精確度和更簡單便捷的使用操作兩大方向。未來有望獲得較大發展的主要有如下兩種技術。

（1）熒光定量免疫層析技術。熒光定量免疫層析技術在傳統免疫層析技術的基礎上引入熒光微球增強技術，使得該技術不僅具有快速檢測技術的便捷快速、成本低廉，同時還實現了檢測結果的精確定量。在定量檢測方面已接近化學發光法，成本大幅降低，同時兼具快速檢測技術和定量檢測技術的優勢，已經有個別項目通過了方法學的驗證，未來勢必會得到更廣泛的應用。

（2）環介導等溫擴增技術（Loop-Mediated Isothermal Amplification，LAMP）。環介導等溫擴增技術是一種新型的核酸擴增技術，與常規的PCR核酸擴增技術相比，該技術不需要PCR儀復雜的程序化溫度循環控制，不需要電泳和紫外來觀測結果，只要保持60～65 ℃恒溫、15～60 min即可實現109～1010倍的擴增。在核酸擴增過程中快速地產生大量的白色焦磷酸鎂沉淀，憑肉眼就能判別是否擴增。但針對靶基因的6個區域，LAMP需要設計4種特異性引物，而常規PCR只需要2條引物。環介導等溫擴增技術成本低、耗時短、操作簡單，因此有著廣泛的應用優勢。

環介導等溫擴增技術已經在出入境系統用于轉基因農產品的檢測，隨著試劑的廣泛國產化、氣溶膠問題得以妥善解決，未來有望普及到食品安全快速檢測及其他領域[9-10]。