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样品前处理是食品分析检测工作的瓶颈。一个完整的样品分析过程包括样品采集、样品前处理、分析测定、数据处理和报告结果5个部分,其中样品处理所需的时问约占整个分析时问的2/3。而且,前处理效果的好坏直接影响检测结果,因为样品被玷污或因吸附、挥发等造成的损失,往往使分析结果失去准确性,甚至得出错误结论。
近年来,提取净化等检测前处理技术不断发展,许多优秀的样品制备新技术争相出现。这些新技术的共同特点是节省时问、减轻劳动强度、节省溶剂、减少样品用量、提取或净化效率及自动化水平高。目前已报道的新技术有很多,但较有应用前景,且已有定应用的新技术主要有:超临界流体萃取技术、固相微萃取技术、吹扫捕集技术、微波辅助萃取技术、快速溶剂提取技术等。超临界流体萃取技术
物质处于临界温度和临界压力以上状态时,向该状态气体加压,气体不会液化,只是密度增大,具有类似液态性质,同时还保留气体性能,这种状态的流体称为超临界流体(supercritIcaIfluid)。超临界流体既具有液体对溶质有比较大的溶解度的特点,又具有气体易于扩散和运动的特性,传质速率高于液相过程。更重要的是在临界点附近,压力和温度的微小变化都可以引起流体密度的很大变化。因此,可以利用压力、温度的变化来实现提取和分离过程。
自从Zosel首次报道应用超临界流体萃取(SFE,supe rcnhcal fluidextraction)技术提取咖啡因以来,这方法已在食品、香料、农业等领域的分离提取上得到迅速广泛的应用。超临界流体萃取法利用超临界流体在临界压力和临界温度以上具有的特异增加的溶解性能作为溶剂,从液体或固体基体中提取出特定成分,以达到提取分离目的,能快速、高效地从固体样品中分离出待测物。超临界流体对有机化合物的溶解度的增加非常惊人,般能增加几个数量级。
虽然超临界流体的溶剂效应普遍存在,但实际操作中,由于要考虑溶解度、选择性、临界点数据以及化学反应的可能性等系列因素,适合作为超临界提取的溶剂并不多。常用的超临界流体有:CO2、NH3、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和水等。在各超临界流体中以CO2最受关注,它具有密度大、溶解能力强、传质速率高、便宜易得、无毒、易从提取产物中分离等优点,同时CO2的临界压力适中,分离过程可在接近于室温条件下进行(临界温度31℃)。因此,当前绝大部分超临界流体提取都是以CO2为溶剂。采用CO2提取,特别适于处理烃类及非极性酯类化合物,如醚、酯和酮等。但是,如果样品分子中含有极性基团,则需要在体系中添加助溶剂,以增加对极性物质的溶解能力。
固相微萃取技术
固相微萃取是一种在固相萃取基础上发展起来的前处理技术,1989年由加拿大Waterloo大学的Pawl iszyn等人首次提出,与液液萃取或固相萃取相比,具有操作时问短、样品量少、无需萃取溶剂、适于分析挥发性和非挥发性物质、重现性好等优点,常作为气谱(GC)或高效液相色谱(HPLC)检测的前处理方法。
SPME是利用固相提取的方式实现对样品的分离和净化,但所用的固相材料及其分离机制不同。SPME法不是将待测物全部分离出来,而是通过待测物在样品与固相涂层之问的平衡来达到分离目的。将涂有吸着剂的玻璃纤维浸入样品中,样品中的待测物会通过扩散原理被吸附在吸着剂上,当吸着作用达到平衡后将玻璃纤维取出,通过加热或溶剂洗脱使待测物解吸,然后用GC~HPLC进行分析测定。待测物的吸着量与样品中待测物的原始浓度成正比关系,因此可以进行定量分析。
SPME可分为3种,一是直接法,二是顶空法,三是膜法。直接法是将涂渍纤维直接插入样品中,对待测物进行提取,适用于气体、液体样品的分析。顶空法是将表面涂渍纤维置于样品的顶端空问提取,不与样品直接接触,是根据气相中的待测物与涂层平衡分配而开发的
种顶空固相提取技术,适合于各种基体的样品,包括大气、水、土壤、动植物组织中挥发和半挥发性物质的分析。膜法是将石英纤维放在经过微波萃取及膜处理过的样品中,主要用于难挥发性复杂样品萃取。
对SPME过程的优化主要考虑提取用的纤维(吸着剂)类型、提取时问、离子强度、基体有机质及溶剂的含量、以及解吸温度和时问等因素。最早的涂渍纤维是用聚二甲基硅氧烷和聚丙烯酸脂(polyacrylate,PA)做吸着剂,现在又有聚乙二醇二乙烯基苯(ca rbowaxdivinylbenzene,CW DVB)等涂渍纤维面市,但它们存在稳定性问题,使用条件要求较高。涂层厚度可根据需要调节,涂层越厚固相吸附量越大,可提高检测灵敏度,但涂层太厚则挥发性有机物进入固相层达到平衡的时问越长,分析速度越慢。样品中加价或二价无机盐(如NaCl或Na2SO。)有利提高提取效率,但高浓度的盐对纤维涂层的稳定性有影响,
般认为低于20%的浓度最合适。SPME多在室温下操作,但有时为提高提取效率将温度升至60℃左右。
sPME操作简便、速度快,一般只需15min(固相提取需1h,而液液提取需4~18h):所需样品量少,所用纤维价格便宜且能重复使用(可用50次以上):其萃取过程使用支携带方便的萃取器,特别适于野外的现场取样分析,也易于进行自动化操作,可在任何型号的气相色谱仪上直接进样。随着固相新涂层的不断推出,如离子交换涂层(无机物提取)及生物亲和型涂层(生物样品提取),其应用范围将日益扩大。
吹扫捕集样品前处理技术
吹扫捕集技术适用于从液体或固体样品中萃取沸刺氐于200℃、溶解度小于2%的挥发性或半挥发性有机物。吹扫捕集法对样品的前处理无需使用有机溶剂,对环境不造成二次污染,而且具有取样量少、富集效率高、受基体干扰小及容易实现在线检测等优点,美国EPA 601、602、603、624、501.1、524.2等标准方法均采用了吹扫捕集技术。随着商业化吹扫捕集仪器的广泛使用,吹扫捕集法在挥发性和半挥发性有机化合物分析、有机金属化合物的形态分析中起着越来越重要的作用。
微波辅助提取技术
微波能最早于70年代被用于分析化学的样品处理。1986年,匈牙利学者报道了将微波能应用于分析试样制备的新方法――微波辅助提取法(MAE,microwave assisted extraction)。MAE的
原理是利用微波能强化溶剂提取效率,使待测物从固体或半固体的样品基体中被分离出来。微波辅助提取法具有快速、溶剂用量少结果重现性好等优点,适用于易挥发物质的提取,且可同时进行多个样品的提取。
微波辅助提取法是在个不吸收微波的封闭容器内进行的,样品内部的温度(高出周围提取溶剂沸点几倍)和体系压力(般10-20atm)都较高。由于在密闭容器中,被提取样品与溶剂直接接触,只要容器能承受得了压力,就可以通过改变溶剂的混合比而在高压下将温度升得很高,使农药的溶解度增大,从而获得高提取率。该方法是由密闭容器中酸消解样品和固液提取两种技术组合演变而来的,能在短时间内完成多种组分的提取。
微波提取装置目前已自动化,可自动控制提取温度、压力和时问等。但提取完成后,需等待提取溶剂冷却,然后倒出溶剂,进行离心或过滤等手工操作。微波提取目前主要用于固体样品的处理。
快速溶剂提取技术
目前已有的溶剂提取法等都有溶剂用量大、提取时问长和提取效率不够高等特点,且不易实现自动化操作。快速溶剂提取(AsF,accelerated solventextraction)是由Bruce E Richter等提出的种全自动提取技术。该法适用于固体和半固体样品的制备,仅用极少的溶剂,利用升高的温度加快解析动力达到加速提取的目的。在高温和高压下提取的时问从传统的溶剂提取的数小时降低到以分钟计,极大地减少了样品制备的繁琐操作,已被美国EDA确定为环境、食品和其他固体、半固体样品的标准提取方法。
中图分类号:S18 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133217
概述
最近几年以来,人们经常会听到各种食品安全事故,这种不好的现象使得人们越来越注重食品的安全检测,从而推进了食品安全检测技术研究的迅速发展,在这个过程中,生物技术起到了极为关键的功用。同时,这些新型检测方法的运用会使得我国食品安全管理工作受到一定程度的影响。按照检测技术基本原理,可将检测方法分为2大类,即化学检测方法和生物学检测方法[1]。这2种类型的方法均有着自己的独特之处,化学检测方法在检测灵敏度以及准确性方面有着良好的表现,然而其所需要花费的时间比较长、样品处理比较麻烦,并且所需设备价格非常高,故无法在基层检测中被广泛运用。生物学分析方法比较常见的是免疫学和分子生物学方法,其与化学检测方法相比,灵敏度方面有所欠缺,然而其检测所需时间较短,且比较容易操作,往往不需要使用大型设备,故这种技术能够被广泛运用于现场快速检测过程中。
1 生物技术的现状
生物技术这种新型检测技术不仅能够减少检测所需的费用,而且可以在一定程度上加快检测的速度。然而,各种新的食品安全问题经常被公布出来,从而导致单一的检测技术不再适用,比如灵敏度、准确性、高效性以及低成本等。因此,最近几年以来,很多研究者以生物学技术为基础,并综合考虑食品安全检测各项规范和标准,再参考其他技术方法的原理,最终提出了一些新的食品安全检测技术,在检测技术方面取得了长足的进展,且可以被人们所广泛运用,文章将就这些新技术进行简要介绍。
2 生物技术在食品安全检测中的最新运用
2.1 FTA-PCR技术
FTA卡是一种专门研制的棉纤维卡片,在制作过程中往往需将其放置于强力变性剂以及螯合剂中。这种卡片的表层包含有EDTA、SDS、石碳酸、聚丙烯酰胺、抑菌剂这些化学物质,在获得细胞之后,EDTA、SDS、石碳酸这些化学药剂会迅速将细胞分解开来,然后聚丙烯酰胺则会自动将核酸固定起来,从而确保样品的DNA不会遭受破坏,同时也能够很好地避免各种微生物的生长。这种方法能够使得DNA、RNA在室温下保存,对于PCR检测是极为有利的。在食源性致病菌、人畜共患病的检测过程中,FTA-PCR检测方面明显更适用。现如今,很多研究者采用该方法来展开各项检测,通过察看一系列调查材料,可以很好地看出FTA卡能够对食源性致病微生物展开高效的检测。
2.2 生物传感器技术
生物传感器是由固定化并具有化学分子识别功能的生物学科、换能器件以及放大装置构成的分析工具或系统[2]。生物传感器的构成部件分别是换能器、生物敏感元件与信号处理放大装置,生物传感器技术的具体运用情况非常良好,其在食品安全检测方面有着诸多优势,比如响应速度非常快、所需样品用量比较少、操作过程易进行、能够持续进行分析以及自动化测量等。由于该技术具有这些方面的特性,使得其主要被运用于以下2方面:被用来获取鱼、肉以及乳制品新鲜程度情况;被用来测出食品的实际口味和熟度,这样能够帮助人们全程监控各种食品的烹制水平。
2.3 基因探针法
基因探针法又被人们称为分子杂交技术,该技g的主要对象是DNA,由于基因具有变性、重复性和碱基的精准互补配对这些特性,使得人们能够检测出DNA的序列。现如今,DNA探针杂交法可以细分为相杂交以及异相杂交这两个类别,该技术离不开基因探针的运用。近几年,基因探针杂交技术在食品安全检测中的运用非常频繁,其能够很好地探测出食品中所存在的各种微生物,如李斯特氏菌、大肠杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌和志贺氏菌等。与以往相比,DNA探针技术明显具有着更大的优势,其不仅操作简易,而且在特异性方面表现比较强,同时具有着较高的灵敏度,这些均使得该技术的食品安全检测效果极为准确。然而该技术仍然存在着局限性,还需相关研究人员进一步改进和完善。
2.4 生物芯片技术
生物芯片是将大量生物识别分子按预先设置的排列固定于一种载体表面,利用生物分子的特意性亲和反应来分析各种生物分子的存在及其量的一种技术[3]。这种技术比较新颖,且其在高通量方面具有着突出表现,以前的基因检测方法往往需要进行多次实验才能达成,且需要人工进行,故不可避免会使得每次实验之间均存在一定的系统误差。而基因芯片技术的运用正好能够解决这方面的问题,各种操作都能一次性完成,其检测过程能够自动进行,故所获得的数据是精确的。然而,该检测技术依然存在着一些不足之处,其无法精准判定出多细胞组织类型中检测基因的位置。同时该技术无法运用于蛋白质调节功能的检测,故还很有必要去探究蛋白类芯片。
2.5 免疫技术
所有免疫检测技术的工作原理均是抗体和抗原的结合反应。免疫技术一般可分为3类:免疫标记技术、免疫沉淀反应和免疫凝集试验[4]。免疫检测在诸多生物学检测方法中是非常值得推广运用的一种,其除了具有其他几种技术的优势之外,而且分析容量比较大、检测所需费用比较低,在食品检测方面效果良好,主要是研究蛋白质的结构。现如今,免疫学检测技术中运用比较多的技术是酶联免疫吸附试验(ELISA),这种方法已经被人们广泛运用于食品安全检测中。 ELISA的实际操作流程是把抗体和酶结合在一起形成酶标抗体,该酶标抗体不仅含有抗原抗体反应的功效,而且具备酶的底物催化特征,在遇到其它抗原之后,再配上相应的底物,则能依据底物显色的深浅程度对抗原做出定性或定量的评估。故ELISA分析法主要运用于对鲜活组织的探测以及对那些经过基因工程改造生物体的前期检测。
3 结束语
伴随着食品种类的不断增多,人们对于食品检测方法的要求也愈加严格。由于食品安全关系到人们的身体健康,故应该重视食品安全检测技术的开发,并还需不断对这些技术方法进行改进,从而确保食品能够符合各方面的安全要求。
参考文献
[1]刘道峰,邓省亮,赖卫华,夏骏.莱克多巴胺荧光微球免疫层析检测方法的建立[J].食品与机械,2012(1):25-29.
[2]张娟,谭嘉力,梁宇斌,李晓明,吴炜亮.可视芯片技术及其在食品安全检测中的应用[J].食品工业科技,2013(8):41-45.
[3]张旭霞,林博,李小宁.食品安全检测技术存在的问题与对策[J].现代农业科技,2012(15):12-13.
关键词:食品安全,检测技术,现状,原子荧光,免疫分析
前言
近几年来我国食品安全问题不断出现,从而引起了人民对食品安全的极大关注。尽管我国已经出台了新的食品安全法,但是就我国食品安全的现状来看,人民对新的食品安全的认知还是远远不够的,如消费者对食品营养卫生知识的贫乏,生产者为追求利益,不惜违反食品安全法,食品安全监管力度不够和分析检测技术的水平低等导致了一些食品安全事件的发生。
1、食品安全的概论
1.1食品安全的认知
国际食品卫生法典委员会(CAC)对食品安全的定义是:消费者在摄入食品时,食品中不含有害物质,不存在引起急性中毒、不良反应或潜在疾病的危险性。在我国,食品安全一般理解为食品(食物)的生产、加工、包装、储藏、运输、销售和消费等活动中符合强制性标准和要求,不存在可能危害人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者后代的隐患。食品应当无毒、无害,符合人体必需的营养要求,具有相应的色、香、味、形等感官性状。
2、我国食品安全现状
2.1我国食品安全现状形成的原因
人们对食品营养卫生知识不够重视,我国人民日常的饮食安排,存在着一些缺陷。同时一些不法分子为了得到更大的利益,滥用食品添加剂、化学成分,使用劣质原料。这些并不是因为科技落后,而是因为部分生产者素质较低,卫生意识淡薄,经不住利益的诱惑,在生产食品的过程中不能严格按照生产规章制度来执行等,都极易造成食品污染和中毒事件的发生。
3、食品分析检测技术
3.1微波消解(辅助萃取)技术在食品分析中的应用
怎样准确测定食品样品中的微量或痕量元素呢?关键是样品的前处理,因样品的前处理直接影响分析结果的精密度和准确度。
微波消解法,它结合了高温消解和微波快速加热两面性能。此方法具有加热速度快且均匀,无滞后效应,消解时间短只需几分钟至几十分钟,溶剂用量少且没有蒸发损失,一般只需5-10ml,避免有害气体排放,样品采用密闭消解有效地减少了易挥发元素的损失等优点。
3.2食品分析中常用的检测技术
3.2.1近红外光谱在食品分析中的应用
近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波,波长范围是700-2500nm,一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团(OH,CH,NH,SH,PH)等的倍频和合频吸收[7]。近红外光谱常用的测量技术有透射法、漫反射法和反射透射法,近红外光线可以穿透许多透明材料,因此,无需打开玻璃瓶盖,可以直接对玻璃瓶内的物品进行测量,极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析等等。
3.2.2生物酶法和免疫分析技术在食品分析中的应用
生物酶不仅在食品发酵工业中应用广泛,而且还在食品检测技术中有着一定的作用。如在国际果汁市场中,苹果汁是仅次于橙汁的第二大果汁产品,苹果汁中添加苹果酸是比较常见的掺假象。免疫分析主要是利用抗体能够与相应抗原及半抗原发生自发的、高选择性的特异性结合这一性质,通过将特定抗体(或抗原)作为选择性试剂来对相应待测抗原(或抗体)进行分析测定的方法。
4、结论
就我国食品安全的现状来看,食品安全存在着如下问题:消费者对食品营养卫生知识的认识不够;生产者对《中华人民共和食品安全法》不够重视;监管体系的不完善;检测技术水平落后等。
基于这个问题监管部门采用一些新的检测技术是必要的,如近红外光谱、原子荧光、免疫分析技术等在食品分析中的应用。新的检测技术缩短了分析时间、提高了分析的灵敏度、实现了在线分析、定性和定量分析、多种组分同时进行分析等优点。
参考文献:
[1]高阳,杨薇,王佳江等.我国食品安全现状——问题及对策.中国食物与营养,2009(1):15-16
[2]陈亚成,赵德明.中国食品安全现状及其监控体系的建立.《现代农业科技》,2009(9):281-283
[3]中华人民共和国食品安全法.畜牧兽医科技信息,2009(11):14-16
[4]蔡支农,郑丰杰.浅析我国食品安全现状及其对策,科技创业月刊,2006(9):88-89
[5]郑丰杰.我国食品安全现状及其对策.黄冈师范学院学报,2006(l2),26(6):73-75
[6]蒋士强,陈万金.食品安全保障体系建设与分析测试技术.现代科学仪器,2003(1):4-7
[7]王多加,周向阳,金同铭等.近红外光谱检测技术在农业和食品分析上的应用.光谱学与光谱分析Spectroscopy and Spectral Analysis,2004(4),24(4):447-450
[8]王海水,汪冬梅,席时权.近红外光谱在品质分析和定量分析中的应用.分析测试技术与仪器,2002(9),8(3):136-138
前不久,NI公司推出了一款软件定义和模块化I/O相结合的新型仪器——射频矢量信号收发仪(VST),它集矢量信号分析仪(VSA)、矢量信号发生器(VSG)与基于FPGA的实时信号处理和控制于一体,实现了灵活性、高性能和高测试速度的结合。这种基于软件设计仪器的方法可以说重新定义了射频测试技术,为射频测试带来了新的变革。
软件设计仪器简介
多年来,以软件为核心的虚拟仪器技术已经广泛应用在测控系统中,特别是在射频测量领域中,测试工程师一直在运用诸如LabVIEW的软件包来实现自定义射频测量系统,与传统封装仪器相比可以尽可能地减少成本,另外,使用软件设计的方法不仅提供了强大的灵活性,更能使测试工程师利用到最新的PC和总线技术所带来的性能提升。
NI PXIe-5644R就是一款可以通过软件来设计其功能的仪器,该设备融合了矢量信号发生器和矢量信号分析仪的功能,并包含了一个用户可编程FPGA来用于实时信号处理和控制。这种软件设计的方法让VST拥有了软件定义无线电架构的灵活性以及研发级别射频仪器的高性能。
虽然,一些传统射频仪器中也采用了FPGA,但通常这些FPGA密闭且功能固定,只能用于特定的目的。在VST中引入FPGA则为用户带来了硬件级别的完全自定义,它允许用户自定义射频仪器直至每一个管脚。用户可以充分发挥自己创新的能力,将他们的自定义信号处理方法和控制算法加入FPGA中,实现特定的测试需求。
为了帮助用户实现更好的对FPGA的自定义,LabVIEW FPGA让用户可以用图形化的方法对FPGA进行编程,对于没有FPGA相关基础知识的工程师,完全不用去学习HDL语言,大大简化了FPGA的编程难度。另外,LabVIEW 2012提供了更多新模板和范例项目,其中包括可以使VST作为VSA和VSG工作于嵌入式射频流盘等应用的软件。用户可以以这些预创建的范例项目为基础,添加相应修改以实现自定义触发、待测设备控制、信号处理等功能。
软件设计仪器的优势
软件设计仪器不仅能提供优异的性能、灵活性,还能提供快速的测试速度以及更低的成本。以VST为例,它具有高达6.0GHz的频率范围和80MHz的瞬时射频带宽,它的超高性能可以测试最新的无线通信标准,例如802.11ac和LTE,其测量速度可达同类解决方案的10倍以上,而相比传统方案尺寸更小,成本更低。它还可以轻松扩展,能够在单个PXI机箱中支持多输入多输出(MIMO)配置,或进行并行测试。
【关键词】 频谱监测 光电自适应 通信技术
频谱监测系统能够对背景噪声实施动态测试,随时检测电磁环境,保证了通信的可靠性。以光纤作为主要介质,电缆作为备用介质,设计出体积小、重量小,能够实现链路自动切换的系统就显得十分必要。
一、光电自适应通信技术的特性
光电自适应通信系统中同时连接电缆和光纤,通过物理层来调整首选通信介质。通常情况下以光纤作为主选通信介质,电缆为备用。如果光纤链路出现问题,物理层的接口设备能够根据检测到的信号情况识别出故障,进而自动将通信链路转接到电缆上。同样,可以将电缆作为主选通信介质,其自动切换的原理相同。这样,光电自适应拥有两套链路,而且实现自动切换,保证了通信的可靠性。
二、光电自适应通信系统硬件设计
1、光以太网物理接口设计。光以太网接口的功能是由光收发器实现的,完成光信号与电信号的相互转换,这种传输是透明性质的。光收发器在发送信号时,首先将电信号进行转换,变成光信号之后发送出去。光信号传回到光接收端口后,同样会被转变为电信号,此时光收发器会显示信号有效,表明接受到的光信号是有效的。光收发器在接受以及发送信号时采用的是独立的光纤,标准的1X9封装,激光波长根据系统的需要采用了1310nm,数据串行速率设计为1.25Gb/s,采用FC螺纹接口对机械进行连接,能够保证连接的可靠度。光收发器使用的是LVPECL电平的对外接口,与使用CML电平的电接口控制器芯片88E1112相连,要针对两种不同的电平进行信号匹配设计。芯片与光收发器之间的电路如图1所示。在该电路当中,采用的是交流耦合电容,输入信号的电平由上下拉电阻根据LVPECL电平的标准进行调整的。当信号从收发器传递到芯片时,LVPECL的信号负载则由发送端的下拉电阻提供,信号线上的电容采用的是交流耦合形式。
2、电以太网物接口设计和控制器选择。在电以太网接口设计中使用的是10/100/1000M以太网模型,借助通电连接器,实现4对以太网收发信号与网络隔离变压器之间的连接,信号通过网络隔离变压器传输给电接口控制器,进而实现协议以及物理层信号之间的转换。在选择电接口物理层接口控制器时,考虑到频谱检测系统的工作要求,并且实现硬件和软件设计简化的目的,采用了88E1112,它具有比较特殊的光电介质自适应检测功能,其内部电路能够对电接口以及光接口的两种信号能量进行监控。在工作中,如果检测到电接口有信号能量,则会通过电网络进行数据传输,当检测到有光信号能量时,又能够通过光纤进行信号的发送和接收。
三、光电自适应软件设计分析
1、电接口物理层接口控制器初始化分析。该控制器的初始化软件操作过程中,内部有两组独立的寄存器分别对光接口以及电接口实施控制,通过设置进而得出应该使用的寄存器。通过在高温以及低温下的测试和实际的运用情况,调整对PHY传输到MAC的差分电平范围。
2、频谱检测系统工作过程。频谱检测设备对命令信息的控制主要通过以太网接受上位机,进而得到设备的信号频率信息、带宽信息等有关参数,对中频率模拟信号数字化处理,经过变化的中频信号传入到信息处理设备中断后,系统会依据信号带宽进而选择是否进行下变频。当下变频后,频谱分析该数字信号,并且处理数字信号,借助光电自适应以太网得将出的结果传递给上位机,进而实现上位机对信号的分析和处理。借助频谱检测设备,根据得到的信号结果,上位机会对电子环境的实时使用状况进行判断,进而通过引导,帮助无线电定位系统有效识别和定位特点频率信号。
四、结语
在机载环境下,频谱检测系统对通信安全、通信设备的体积以及重要有一定要求,将光电自适应通信技术运用到频谱检测系统当中,不仅大大简化了系统电路设计,而且有效地提高了信息传输的可靠性,设备的重量和体积也减小。
参 考 文 献
信息技术对食品安全管理的重要性
随着食品安全问题新闻的不断播出,人们对食品安全越来越感到恐慌,所以解决食品安全问题的根本就是要找到出现问题的环节。而如何能快速的找到问题出现点,这就必须依靠计算机技术的帮忙。作为一种解决食品安全问题的有效手段,计算机技术虽起着重要作用,但是相关法律对计算机信息技术在食品安全监测中的准确应用还应进行完善。从全球化的角度看,信息技术在各国的应用是有很大差异的,尤其是美国、日本以及欧盟等经济技术发达的国家及地区,对于其信息化的管理模式我国应该借鉴学习,取其精华,弃其糟粕。以美国为例,与中国相比,其食品安全管理体系比较完善, 尤其是管理分配较明确,不会出现交叉管理现象。美国国会颁布了与食品供应保护管理相关的4个条款,对于食品安全所能出现的问题都能进行及时处理。当发生食品安全问题时, 通过与之对应的条款就可以追溯到某一问题环节。另外,日本和欧盟对于计算机信息技术在食品安全中的检测也做出明确规定,包括日本出台的《日本农业标准法》,欧盟出台的《欧盟一般食品法》等。以上这些国家有关食品安全的法律对于我国相关法律的完善都有重要意义。
与发达国家相比, 我国在计算机技术对食品安全的检测技术相对落后,时至今日,我国只颁布了不足十部与食品行业中应用计算机技术在食品应用相关的法律,计算机技术通常应用于产品生产过程的信息进行记录与保存, 并对相关点进行监控,做好结果记录。尽管如此,仍存在问题。第一就是食品监管部门缺乏对技术的支持, 缺乏专业判断力。第二就是检测报告参数较乱,测定标准出现交叉现象,虚假报告时常出现。近几年流行网络订餐,由于订餐送餐量大迅速,使得小商小贩以及小规模的餐馆信息记录工作做的不及时, 导致食品质量安全不能得到保证。所以,信息技术在食品安全中的应用为了能更好发展还应做出完善。
计算机信息技术在食品安全检测中的应用及问题
随着计算机技术水平的不断提高,很多食品企业在管理上都有应用。具体应用到以下方面。第一是原材料储存以及运输。由美国制定的《食品补充剂良好生产规范》,就是为了防止食品安全头上出现问题,对食品企业提出应用计算机技术来进行数据记录,创建出与原材料储存和运输有关的自动分离控制系统,以防止异种原材料间发生误用以及交叉污染等问题。第二用于采集食品样品进行数据检测。对于发达国家来说,计算机在记录食品安全数据上起着十分重要的作用,通过建立食品样品数据采工作组,能够对计算机对食品样品的数据采集工作提供方便。第三是关于质量跟踪控制体系方面的应用。计算机技术能够对食品生产的后期质量情况进行跟踪,美国在此方面是领跑者。
关键词:食品安全;现状; 检测
中图分类号:X792 文献标识码:A
随着人们生活水平的提高,人们对食品安全的问题更加重视,从我国的食品安全现状来看,仍有诸多问题有待完善,尤其是人们的安全意识不够,导致越来越多的食品安全事件。除了人们的意识之外,分析检测技术的水平也会影响食品安全的状况,本文就从食品分析检测技术的角度来分析当前我国食品安全的现状。
1对我国食品安全现状的分析
从当前的发展情况来看,我国的食品安全状况让人堪忧,安全事故频繁发生,毒奶粉、毒豆芽、毒豇豆等频繁出现在消费市场中,威胁着人们的消费安全与身体健康。从其产生的原因来看,主要有以下几点:
1.1 消费者的安全意识不足
消费者的食品消费意识不足,在日常饮食的安排中存在诸多不足,不够科学合理。我国人民对一些经过腌制、烤制、熏酱的食品十分钟爱,但是从科学的角度来看,这类食品存在着诸多威胁健康的因素,尤其是亚硝酸盐超标,长期摄入的话可能会导致癌症的发生。
1.2 生产者追求利益最大化导致的食品安全问题
一些生产者受到利益的驱使,不按生产工艺要求生产,超范围、超量使用食品添加剂,或滥用非食用物质,采用劣质原料等进行食品加工,导致所生产的食品危害人体健康。造成这些问题并不是由于科技落后,主要是由于一些食品生产者的道德水准较低、法律意识淡薄,在利益的诱惑下,不顾法律、法规的要求,违规生产,导致了诸多食品安全问题的出现。
2改善食品安全现状的有效对策
2.1 强化卫生安全宣传意识
目前,肥胖、高血压、糖尿病、癌症的病人数量急剧增加,从其原因来看,主要是由于其不注意饮食造成的,因此,强化消费者的卫生意识具有十分重要的意义,这是关系到人民生活质量的重要部分,是直接影响到国民整体健康与平均寿命的重要因素,因此,必须要加强食品安全与卫生知识的教育。要善于发挥媒体的力量,强化人们的卫生安全意识,从基础教育开始进行安全卫生知识的训练,强化公众的卫生意识,培养更多的优秀人才,提高我国食品安全水平。
2.2 完善食品安全法律的建设
建立健全法律体系是保证食品安全的一个主要对策,从我国的食品安全法律发展情况来看,尽管其起步晚,但是其发展较为迅速,在借鉴国外法律的基础上,不断结合我国当前食品安全的发展情况制定有针对性的对策,大大提升我国食品安全的水平。
3改善食品安全检测技术
良好的检测技术是 保证食品安全的一个重要手段,随着人们对食品安全的重视程度日益提升,人们对食品检测的重视程度也有了很大的提高,为了适应新形势的发展,质监机构要不断地完善自身建设,不断研发高端的检测仪器,不断开发先进的检测方法,不断提高检测水平。
3主要的食品检测技术分析
3.1 微波消解技术的应用
该技术主要用于食品微量元素的分析,其关键是要做好样品的前处理工作。一般对样品主要采用高温灰化法、低温灰化法、湿法分解法等,相比较之下,高温灰化法的取样量大、加热时间较长,耗电多,同时对一些易挥发的元素损失影响测定不够准确;低温灰化法可以弥补这一不足,但是时间过长,设备昂贵,实验的要求较高,一般情况下采用较少;湿法分解法则较为常用,但是其操作繁琐,非常容易污染,样品的消化不够彻底。针对这一情况,近年来以样品为中心的技术迅速发展,以微波消解法为代表,其充分结合传统方法的优势,提高了分析速度,并且可以减少损失,可以将样品完全消解,提升了样品处理效率。
3.2 近红外光谱在食品分析中的运用
所谓的近红外光就是指处于可见光与红外光间的电磁波,一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团(OH,CH, NH,SH,PH)等的倍频和合频吸收。其可以直接测定样品,采用近红外光谱的测定技术主要有透射法、漫反射法和反射透射法,可以根据样品对近红外光的透过情况选择测量技术,除此之外,三种技术的融合可以测定更多的样品。
3.3 生物酶法在食品分析中的应用
生物酶是由活细胞产生的具有一定催化功能的有机物,以蛋白质为主,同时也含有部分的RNA。从酶的历史来看,其已经有80几年的历史,生物酶是由生物体中提取的,是一种催化剂,在食品工业中的酶以蛋白酶为主,其广泛存在于植物茎叶中,各种生物都可以合成,但是只有微生物蛋白酶具有生产价值。其主要应用食品发酵工业中,同时也被应用于食品检测行业中。
3.4 原子荧光在食品分析中的应用
砷是一种有害元素,其普遍存在于自然界环境与动植物体内,由于部分农药含有砷,大量应用会导致人体砷中毒,除此之外,食品中一些添加剂的使用也会导致砷中毒。目前,砷检测主要采用原子荧光法、银盐法、原子吸收光谱法等等。经过分析发现,各种方法都存在着一定的不足,经过不断地努力,我们发现可以利用微波消解的方法对样品进行处理后,采用原子荧光法进行处理效果较好,大大提升了检测的质量。
4食品分析检测技术的发展
随着食品工业的迅速发展,食品的种类不断增多,这也对食品安全分析检测提出了新的要求,要求技术不断地创新与完善,开始采用仪器分析与自动化分析的方法来代替传统的手工操作。氨基酸自动分析仪、原子吸收分光光度计及可进行光谱扫描的荧光分光光度计等仪器在食品分析中得到了越来越多的应用。
随着研究的日益深入,一些采用现代技术的检测方法不断地涌现,大大缩短了传统的检测时间,可以提高检测的效率,同时操作十分简单。比如:梅里埃公司生产的miniVIDAS利用荧光免疫的方法检测葡萄球菌肠毒素,在仪器上仅仅45分钟就可以得到较为准确的结果。
新的检测技术逐渐取代传统技术,在不久的将来,芯片技术必然会成为未来食品检测行业的主体,而且在食品安全领域会有更加广阔的空间。
结语
从上文的分析中我们可以看到,我国的食品安全问题堪忧,随着人们生活水平的提高,人们对食品安全越来越重视,因此只有不断提高食品检测水平,才能为百姓提供更多的安全食品,才能为百姓的健康与生命安全奠定基础。
参考文献
食品出厂检验中应用新技术所需要做的准备工作
专业技术人员的配备。参与食品检验的工作人员其在进行食品检验时所起到的作用是十分重要的,所以应当提高检验人员的个人技能水平和专业素质,并对其进行相关的培训和教育,使其了解不同的食品检验方式,以此来不断提高检验人员的素质。在食品检验过程中应用新技术,新技术并不是所有检验人员都能即刻了解和掌握的,需要通过配备专业的技术人员对检验人员进行指导,使检验人员能够对此项技术有一定的了解,在专业技术人员的帮助下完成设备的操作,从而保障新技术使用的正确性,进而提高食品的安全。
专业仪器和试剂的准备。在进行食品检验时,需要应用到相关设备和试剂,需要检验人员根据实际需求进行合理的使用,尤其是针对一些较为先进的设备和试剂,更需要严格按照操作标准和规范进行操作,否则将会直接影响到最后所得到的检验结果,使检验结果缺乏准确性,甚至会威胁到食品食用者的身体健康。此外,专业仪器的使用还应当对其进行定期的检查、维护和保养工作,以免仪器在使用过程中受到各种因素的影响而降低检测结果的准确性。
检验方法的选择。能够用于食品检验的方法有很多,但是每个检验方法都有优势和缺点,所得到的检测结果也会存在一定的差异,所以需要检验人员了解每种食品的特性,尽量确保食品检验结果的准确性,尤其在检验时应用新技术,更需要选择出与其相适应的检验方法。如果所选择的检验方法不得当,即使使用的技术和仪器再先进,也会使所得出的检验结果产生很大的影响。所以,为了能够确保食品在检验过程中得到最真实的检验结果,需要选择最合适的检验方法。
食品出厂检验中新技术的实际应用
生物传感器技术。该技术的应用主要是依靠其对生物物质较为敏感的特性,如果在食品当中含有某些物质,那么通过使用该技术就可以将其转变成电信号,并呈现在检测仪器上。该技术仪器主要是由信号放大装置、理化转换器、生物活性物质等构成的。
食品中所含有的成分种类有很多,并且都具有生物属性。在检验时,如果想要尽量提高检验结果的准确性,应当对食品中所含有的生物成分进行细致的检验,从而使该项技术能够满足食品检验要求。该检验方法的使用是在传统检验方法的基础之上发展而来的,能够实现传统检验方法所不能够完成的检验任务,为提高检验结果准确性,保障食品安全具有重要作用和意义。
生物芯片技术。该技术是在上个世纪九十年代出现和兴起的,以一种全新的检验技术,其主要是由计算机、分子生物等技术构成的,其在食品检验中拥有较为良好的发展空间和前景。从食品当前的现状来看,食品的种类还在日益增加,加工工艺也变得越来越复杂,在所生产出来的食品当中不仅含添加剂,还掺杂了其他成分,在一定程度上给食品检验增添了很大的难度。而生物芯片技术的应用便能够有效解决这些问题,将食品中所含有的成分准确检验出来,以满足食品检验的需求。
生物芯片技术本身具有较强的综合性,其在检验结果的准确性上也具有很大的优势,所以在日后食品检验时充分使用该项技术。在选择食品检验试剂时,应当将其视为十分重要的环节,如此一来才能够充分发挥出生物芯片技术所具有的作用,进而提高食品检验结果的准确性和食品的安全性。
芯片实验室技术。该技术从其本质上来看主要是一种分析系统,将食品的制备、检测分析等过程中进行处理。该技术主要是利用计算机对微泵、微电路等进行控制,以实现对食品的检验,同时完成其他相关工作。根据现阶段我国食品检验情况,所采用的检验手段和技术有很多,通过将这些检验技术和手段结合在一起才能够有效提高我国食品检验质量。并且,在食品中所包含成分种类有很多,仅仅依靠传统检验计划所得到的结果无法满足当下食品检验的需求。因此,应用芯片实验室技术能够有效解决这些问题,进一提高食品的安全性。
【关键词】食品;微生物;有害;检验
食品安全一直是社会关注的重点,关系到经济的发展和人们的生命健康,这就需要借助高新的技术,对食品中的有害微生物进行检验,为保证食品安全创造有利的条件。随着高新技术的发展和进步,传统的食品有害微生物检验方法已经难以满足现展的需求,检验周期长且检验效果差,因此需要采用高新技术对食品中的有害微生物进行检验。当前常用的检验食品中有害微生物的方法主要有以下几种:1分子生物学方法
在食品检验中,越来越多的高新技术发挥了重要的作用,为保证食品安全做出了突出的贡献,其中最为显著的便是分子生物学技术,在检验食品中有害微生物方面发挥了重要的作用。基于分子生物学技术的食品中有害微生物的常规检验方法主要有以下三种:
1.1聚合酶链反应方法该方法主要是借助体外酶促反应作用,通过变性-延伸-复性这一循环操作,不断扩充DNA模板,然后借助凝胶电泳和紫外核酸检测仪观察扩增结果来识别细菌。在检验食品中的有害微生物过程中,该技术能够直接从食品中检验出大肠杆菌、痢疾杆菌以及各种毒素等常见是有害微生物。聚合酶链反应技术具有在食品检验中具有独特的优势:具有较高的敏感性和特异性,能够快速简便的检验出有害微生物。同时该方法也受到一定的限制,因为在食品的检验过程中,样品中含有多种干扰因子,抑制了聚合酶链的产生,容易引发假阴性的检验结果,这就需要将该方法与其他分子生物进行相结合,提高反应的特异性和检验的准确性。
1.2核酸探针法细胞核酸具有独特性,能够传递信息,因此可以在食品的微生物检测中将核酸作为标靶,即设计一个特异性的核酸序列,借助补体核酸分子作为探针来检验食品中的有害微生物,这样在一定的环境中,探针可以与样品中的DNA形成杂交双链,进而可以对样品中的DNA形成全面的认识,得出鉴定结果。在高新技术的推动下,核酸探针法中多是采用比色计进行标记和检测,该方法应用于食品有害微生物的检验中,不仅大大地提高了检验的灵敏度,还有效的避免了检验过程中产生的辐射。
1.3基因芯片技术在该方法的使用中,是以面积较小的玻片或者是硅片为载体,然后将肽核苷酸、寡核苷酸等固定在预定的位置,这样就形成了一个微点阵列,即基因芯片。该检验方法主要是将靶基因选定为致病菌的共有基因,在通用引物扩增的基础上,可以对细菌进行区分,并借助探针检验细菌上的独特碱基,这样就完成了食品的有害微生物检验工作。2仪器检验法
随着信息技术等各种高新技术的发展和进步,食品检验工作正在向着自动化和智能化的方向发展,微生物的自动检验具有准确率高、方便快捷的特点,是食品中微生物检验的发展趋势,国内外涌现出了一些的自动检测系统,如系统、Biolog系统、Midd系统、sensititre系统、Autosceptor系统、BAX系统等。其中Vitek-AMS系统已经成为世界上统一应用于食品中微生物检测的系统,对提高检验效果,缩短检验时间起到了积极的促进作用。在使用该项技术时,先制备一定浓度的欲鉴定菌株的菌悬液,然后将菌悬液接种到各种细菌的小卡上,将其放入具有读数功能的孵箱内,每隔一定时间,仪器会自动检测培养基的发酵情况,并换算成能被计算机所接受的生物编码。最后由计算机判定,打印出鉴定结果。该套系统检测卡片为14种,每一种鉴定卡片要含有25种以上的生化反应指标,基本同常规检测鉴定,检测所需时间最长不超过20小时,具有最大的准确性。3抗原体免疫检测法
抗原体免疫检测法主要是借助抗原与抗体之间的特异性结合反应进行的检测方法,在抗原与抗体发生反应时,多为凝集反应、沉淀反应、补体参与反应以及中和反应等等。
3.1酶联免疫分析法该方法是保持抗体和抗原的免疫活性不受到损坏,然后将两者放置在固相的载体表面,在对食品进行检测时,将其与受检样品进行结合,反应终止时,固相载体上酶标抗原或抗体被结合量(免疫复合物)与标本中待检抗体或抗原的量成一定比例,经洗涤去除反应液中其他物质,加入酶反应底物后,底物被固相载体上的酶催化变为有色产物,通过定性或定量分析有色产物量即可确定样品中待测物质含量。
3.2免疫电泳技术该技术是在直流电场的环境下进行的,将凝胶进行扩散,在电流的促进作用下,在确保运动方向的基础上,抗原和抗体的扩散加剧,大大的缩短了沉淀反应的时间,提高了检验的灵敏度。抗原体免疫检测法还包括斑点酶联免疫吸附法、单克隆抗体检测法以及免疫磁球法等多种,在食品的有害微生物检验中发挥了重要的作用。4结束语
总之,从食品中检验有害微生物的方法还有很多,如色谱技术、生物传感技术等等,对提高检验的敏感性起到了有效的促进作用。在高新技术的推动下,食品检测有害微生物的方法不断改进,为维护食品安全做出了突出的贡献。特别是各种快速有效方法的应用,大大的提高了食品中有害微生物检出率,在提高了检测效率的同时,缩短了检测的时间,并使大量的人从食品检测中抽离出来,节约了生产力。相信在高新技术的推动下,将有更多灵敏度更高、特异性更强、诊断时间更短的新方法出现。
参考文献
[1]杨向荣,江志毅,杨娜.快速方法在食品微生物检验中的应用[J].中国食品工业,2012(11).