食品检测设备趋向便携化和智能化,这些快速检测技术不可少
时间:2025/8/15 浏览:93

韩国科学家开发出一种便携式分子传感器,可通过改变颜色快速检测生物胺,有助防止人们食用变质肉类,保证食品质量,并帮助在物流链中构建更有效的食品储存和配送环境。相关研究刊发于最新一期《食品化学》杂志。


当鱼类、肉类和奶酪等食物腐烂时,会释放出各种有机氮化合物生物胺(BA)。虽然人体在激素合成等过程中会少量用到BA,但从变质食物中摄入大量BA会导致严重的健康问题。因此,在食品储存和分发过程中检测BA非常重要。


在最新研究中,釜山大学科学家利用了聚二乙炔(PDA)基水凝胶珠在与BA结合时会变色这一独特属性,将这种水凝胶珠与一种藻酸盐溶液结合,形成了具有较大表面积的三维多孔结构,从而制造出这款新型传感器。


测试结果表明,这款传感器能通过从蓝色到红色的不同颜色变化,很容易地检测出溶液中以及以蒸汽形式存在的BA,如尸胺和丙胺,也可以通过颜色的明显变化,有效跟踪猪肉逐渐变质的情况。

该传感器由轻质珠子制成,无需技术人员或复杂的分析设备,通过珠子从蓝色到红色的变化就能提供快速无缝的视觉检测。


最新研究负责人、釜山大学生物材料科学副教授徐晟伯(音译)指出,这种基于PDA的便携式变色传感器能以简单的方式,快速监测变质食品中释放出的BA,可防止人们食用变质肉类,并帮助人们构建更有效的食品储存和配送环境。


食安检测设备市场规模达千亿


食品安全关系国民生命安全与身体健康,但受国内食品安全监管力度不足以及部分不良企业生产不规范等因素影响,我国食品安全问题频发。为加强食品监管力度,食品安全检测将是落实食品安全的重要环节之一,而食品安全检测仪作为食品安全检测的重要工具,其市场需求不断增加。根据新思界产业研究中心发布的《2023-2028年食品安全检测仪行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,2022年我国食品安全检测仪市场规模接近千亿元,行业发展前景较好。


同时,随着国家对食品安全检测重视程度不断加深,国内食品安全检测仪需求增量空间将不断加大。例如,2022年10月,国家发布《食品相关产品质量安全监督管理暂行办法》提出,食品相关产品生产者应当通过自行检验,或者委托具备相应资质的检验机构对产品进行检验,形成并保存相应记录,检验合格后方可出厂或者销售。


未来在国民健康意识不断加强以及对食品安全关注度不断加深背景下,国内食品安全检测仪市场渗透率将不断提升,预计家庭将成为食品安全检测仪市场需求新场景。在此背景下,食品安全检测仪产品还需朝便携化、小型化、智能化、专用化方向不断升级,进而促使产品适配场景不断增加,行业发展空间广阔。


新思界行业分析人士表示,食品安全检测仪是一类检测食品有无毒害物质的仪器设备,当前在国家对食品安全重视程度不断加深以及食品安全监管力度不断加大背景下,其市场潜力不断凸显。

微生物快速检测技术


微生物导致的食品安全问题十分常见,对人们的健康造成了严重威胁,如由致病微生物导致腹泻等疾病,严重危害人们的身心健康。目前,食品安全问题已得到广泛重视,我国出台了诸多政策法规,并积极落实,严格控制食品中的微生物污染。


对食品检验机构而言,微生物检测技术是一种常用的技术手段,能够有效检出食品中存在的有害微生物,为食品质量提供保障。


那么常见的微生物快速检测技术有哪些呢?分别适用于哪些食物?


1.生物传感器技术


生物传感器技术是一种采用生物传感器进行检测的快速检测技术。生物传感器的主要组成部分包括识别元件和转换元件,其优势在于实现生物反应技术和生物特征的有效融合,能够在生物传感器的识别系统中进行有效识别并分析,之后通过转换被测信号得到食品中的成分类型及有害物质含量。


该项技术具有操作便捷、灵敏度高、精确性强、筛查快速、便于携带、在线监测及成本低等优势。作为一种多学科交叉的新型技术,目前已成为食品检测的主要手段。


生物传感器技术能够对食品中有害微生物、病毒、农药及非法添加物等进行检测。例如,对食品样本中的细菌进行快速检测的过程中,能够通过细菌细胞内ATP和荧光素-酶试剂反应发光,将信号转化为电信号,最终通过光度计对细菌数量进行检测。


但实际应用过程中也存在诸多不足,如稳定性不佳、使用寿命较短等。目前,生物传感器技术多用于食品中病原菌、农药残留的检测,实际应用具有一定的局限性,仍需要不断提高技术水平。


2.电阻电导检测技术


电阻电导技术是通过检测微生物代谢导致的培养基电特性变化情况来检测食品样品中微生物含量的一种快速检测技术。培养微生物时,受到生理代谢作用的影响,能够使培养基中电惰性物质转化为活性物质,脂肪代谢为重磷酸盐,大分子物质代谢为小分子物质。


在微生物不断生长的过程中,培养基中的电惰性分子逐渐被活性分子和离子替代,导致导电性提升,电阻抗下降。微生物的起始数量存在差异,其指数增长期的时间也各不相同,通过建立两者间的关系,便能够采用该项技术测量出微生物的原始菌数。


此外,该项技术也可用于食品保质期的判断。该项技术的使用通常需要借助微生物计数仪、全自动微生物检测仪等设备,结合电阻、电容等参数计算微生物具体数量,生成具备参考价值的数据,为检验人员判断食品是否达标提供依据。


3.质谱技术


质谱技术的应用涵盖诸多理论知识,如生物基因学、代谢组学等,在海鲜食品、发酵食品等食品类型检验中的应用价值较高。具体检测时,采用该项技术能够分离食品中的革兰氏阳性菌,并生成光谱指纹图谱列表,结合菌属特异性峰值、数量等指标进行细菌的检测。


例如,对发酵食品进行检测,能够有效判断动物源双歧杆菌亚种的类型。该技术的使用可弥补分子生物学检测的不足,满足快速检验的要求。在具体检验过程中,工作人员通过运用液相色谱分离技术和质谱技术,能够高效检出食品中的菌种污染情况。

4.气相色谱技术


气相色谱技术是目前常用的一种快速检测技术,主要将惰性气体作为载体,将被检样品导入仪器后进行对比分析,通过气相色谱仪对气体、液体及固体进行全面分析。


该项技术在气体混合物、固体以及易挥发液体中具有明显应用优势,对分离较为复杂的混合物进行检测,分离时间也非常短。


混合物的组分会在气体流动相的带动下,逐渐流动到另一个固体或液体的固定相中,固定相对不同组分表现出的溶解和吸附能力不同,因此混合物组分在其中实际停留时间不同,进而能够分离成多个组分。


分离处理后,相关仪器能够按照相应顺序进行非电量转换,显示与各组分浓度对应的电信号,为工作人员记录、分析提供便利。


5.核酸探针技术


核酸探针技术主要包括核酸分子杂交技术、基因探针技术等,其作用为检测食品中不同的基因链,在此基础上明确食品中的微生物情况。


不同核酸链的来源不同,其中的互补碱基序列在特异性结合的用下能够生成分子杂交链,因此在已知DNA或RNA片段上进行探针标记便可有效检测微生物,即对食品中是否存在相同的序列进行检测。


目前该检测技术在食品微生物检测中应用频率较高,适用于毒素、致病菌的检测。


6.低场核磁共振技术


低场核磁共振技术主要指磁性原子核磁场产生一定的作用,低能态原子核磁矩吸收交变场能量后达到高能态,这一现象便是核磁共振现象,同时生成相应的核磁共振信号。按照磁场的强度进行划分,高场核磁共振主要指恒定磁场强度>1.0T;


中场核磁共振主要指恒定磁场强度为0.5~1.0T;低场核磁共振主要指恒定磁场强度<0.5T。该技术利用物理原理,实现对谱线特征参数的有效检测,进而分析食品物质分子的内部结构。磁场的强度非常低,因此也是一种无损检测方法,能够最大限度维持物质的原有结构。


该技术相较于传统检测技术,能够满足快速检测的要求,且具有绿色、环保的优势。在食品品质的检测中,不同食品的水分含量与保水性差异显著,采用该技术检验食品中的水品质,可准确分析食品品质,且具有无损、可重复性等优势。


例如,对干制虾仁水分和品质检测的过程中,基于对核磁共振参数与结构、水分关系的分析,能够检测出食品中自由水和结合水的含量变化情况及扩散方向,满足高效无损检测的要求。


此外,该技术还能够对食品添加水平和水分含量进行分析,有效检测其理化性质,保证食品质量。


文章来源: 科技日报,新思界网,小玖观天下