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关于农产品质量安全检测技术的研究分析

2023-11-21刘志刚

农民致富之友 2023年10期
关键词:添加剂特异性色谱

刘志刚

现代社会发展催生了多样化的贸易活动,贸易活动的发展则要求保证商品质量,包括农产品在内,这使农产品质量安全检测技术得到了更多关注。我国通过农产品质量安全法等法律法规对相关工作进行指导,较有效的保证了农产品质量安全。然而近年来有关农产品质量的问题依然时有发生,使民众对食品安全问题长期存在担忧心理,不利于社会消费、生产活动,也不利于农产品以及生产领域的管理。在此背景下,对农产品质量安全检测技术进行分析,具有一定的现实意义。

一、农产品以及其质量安全检测

1、农产品

农产品(farm produce)是指农业生产活动中产生的各类物品,如大米、高粱、花生、玉米、小麦以及各个地区土特产等。这些产品的基本特点在于能够服务工业生产或消费活动,大部分为各类有机物。安徽省是我国农业大省,滁州市拥有较多类别农产品,当地2021 年粮食作物播种面积83 万公顷,产量470.4 万吨,油料作物播种面积3.7 万公顷,全年肉蛋奶总产量53 万吨、蔬菜产量105.6 万吨、水果产量26.5 万吨,农产品产量也较大。滁州市主要借助相关农产品质量安全法等法律法规组织农产品的质量管理和安全检测等工作,效果比较理想。

2、农产品质量安全检测

农产品质量安全,是指农产品质量达到农产品质量安全标准,符合保障人的健康、安全的要求。农产品质量安全检测,则是指为了解农产品质量情况、评估其是否满足质量安全要求进行的管理活动,一般借助现代化的管理技术、工作方法,对农产品进行抽样检测,再计算合格率,确定质量检测结果。如安徽省滁州市瓜果上市后,一般采用抽样检测的方式,每100 吨至少取样5%进行检测,零售市场的管理与此不同,一般每20 公斤取样10到20 个进行检测,按照标准方法、流程进行农药残留等指标的分析。通常要求合格率达到98%以上,才能评定为合格品。如果检测结果不满足合格标准,可另取相同数目的瓜果进行二次质量检测,如果二次检测的合格率达到98%以上,且一次、二次两次检测的结果综合后也超过98%,也认定为本批次产品合格,反之仍为不合格。

农产品质量安全检测的作用多样,可保证食品安全,促进市场管理走向规范化。很多农产品上市后用于生活性消费、直接食用,加强质量安全检测,可及时发现其安全问题,避免进入市场危害食用者,保证食品安全。如针对猪肉进行的瘦肉精检测等。农产品质量的安全检测工作,也客观推动了市场管理工作的完善,使各类违法行为、非法使用添加剂等情况得到控制,为避免此类行为在市场内外蔓延,必须提升管理工作的质量和综合性。

二、农产品质量安全问题表现形式

1、农药残留

农产品质量安全问题表现形式较多,较典型的为农药残留。农药残留问题主要与水果、蔬菜等农产品相关。在蔬菜水果等农产品生产的过程中,虫害、病虫可能对生产活动带来破坏,导致农作物产量减少,甚至绝收,为予以应对,包括滁州市在内,各地农民会使用农药进行病虫害控制,如果使用的农药较多、未能及时清除,会导致农药残留的问题。残留农药多不会严重危及食用者健康,但长期积累在体内的农药有一定的致癌可能,会从长期角度破坏人体健康水平,是目前农产品质量安全检测的重点项目之一。

2、添加剂超标

添加剂超标主要是指食品添加剂超标的问题。一般在肉类以及其制成品、其他农产品、肉类、水产品中,较多见添加剂超标的问题。我国允许在一些食品中使用添加剂,包括农产品在内,但应符合国家和行业规定,过量加入添加剂可能改变农产品的外观、营养结构,并带来一定的安全隐患。如过量添加的山梨酸钾等物质,可以减缓、杜绝农产品发霉腐烂的问题,但人体过量摄入后也会影响肠道功能,出现腹泻、肠道菌群异常情况。值得注意的是,添加剂超标的问题带有很大隐蔽性,很多农产品虽然加入了添加剂,但并非所有产品均存在不合格的问题,少数不合格产品可能无法被有效检出,流入市场、进入居民家中后,可能会持续产生破坏。

3、非法使用添加剂

非法使用添加剂,是指在农产品中添加了违反法律规定的违禁品,这些违禁品是国家明令禁止的,但有可能增加农产品产量、改变其质量,因此被加入农产品中,如瘦肉精、兽药等。滁州市2022 年组织的农产品质量安全检测活动中,针对149 个批次种植业产品、畜禽产品和水产品进行质量分析,主要了解其中是否含有禁用药物等情况,检测结果全部合格,表明当地在非法使用添加剂问题的管理方面效果较理想。

4、变质、劣质品问题

变质、劣质农产品是指已经霉变、不能食用、不能使用的农产品,或不符合国家、行业规定的劣质品。这些产品可能带来较严重的安全隐患,如粮食类产品可能出现霉变、产生黄曲霉毒素,不能通过农产品质量安全检测予以察觉、处理,被人体摄入后甚至有一定的致死可能。其他农产品,如水果、蔬菜、肉类等,出现霉变等问题也存在安全隐患。

三、常见农产品质量安全检测技术

1、仪器检测技术

农产品进入市场前组织的常规检测,多借助一些现代化的技术设备直接进行,此类技术均可统称为仪器检测技术。仪器检测技术的优点在于技术方法比较成熟、原理简单,可以在各类农产品检测工作中广泛运用,较常见的包括色谱检测技术、色谱-质谱联用检测技术等。

以色谱检测技术(chromatography)为例,该技术下,需要对农产品进行取样,制作为用于研究分析的样本,之后借助待分离物质分子的运动过程,进行检验结果的评估、判断,按呈现方式可细分为液相色谱、固相色谱等不同形式,按分离机制可细分为吸附色谱、分配色谱等具体技术。色谱检测技术的共同点在于营造待分离物质分子的变化环境,使其在固定相、流动相之间运动,实现分配的平衡,完成平衡配置的过程中,由于不同物质的理化属性各有差异,其流动变化的速度、方式各有差异,流动相的变化使混合物渐渐具有清晰的特点,可用于特异性呈现和信息捕捉,当流动相趋于停滞时,固定相各处的混合物完成分离,即可呈现出比较明显的规律,帮助人员完成对检验对象的分析。

具体工作中,吸附色谱的运用比较广泛,其技术主要强调发挥吸附作用,使固定相一端的吸附特点得到放大,对待检测对象内的不同物质分析进行吸附,在此过程中评估其吸附效应的差异,混合物中的不同物质在吸收趋于稳定时,其理化性质的差异也可得到呈现,本质上强调发挥流动相、固定相吸附能力的差异形成具有一定特异性的分析结果。其不同物质的分配,可以公式表达如下:

K_a =frac{[X_a]}{[X_m]}

K_a 代表吸附色谱的分配系数,[Xa]、[Xm] 分别代表组分分子在固定相、流动相中的具体含量,由于吸附色谱技术只考虑固定相、流动相中不同物质的吸附情况,无需再考虑其他参数的影响,只根据待检测对象特点进行分配系数的计算和比对即可。如瓜果表面残留的农药、肉类中不同添加剂的含量等。分配色谱技术、离子交换色谱技术也属于常见的农产品质量安全检测技术,其原理与吸附色谱法比较相似,但分配色谱强调根据溶解度差异进行判断,离子交换色谱技术重视不同物质分离情况分析。

2、免疫分析检测技术

与仪器分析技术相比,免疫分析检测技术的效率更高,能够在短时间内完成农产品质量安全检测,该技术下使用的设备多为智能化的便携设备,能够以智能技术支持检测工作,因此过程耗时较短,工作效率得到保证。但免疫分析检测技术下的检测精度相对不高,可能需要以量化等级的形式呈现检测结果,如简单给出“合格”“超标”等检测等级,不提供具体检测数值。实验室模式下的免疫分析检测技术则具有较高的灵敏性和精准度,也能提供丰富的原始资料,由人员进行分析,确定质量安全检测结果。

原理上看,免疫分析检测技术下,主要强调将较成熟的、灵敏性较高的发光技术用于检测,使其与免疫反应的过程相融合,在利用抗原、抗体进行检测的过程中,如果目标中含有对应物质(如农药中的有毒物质、酶类物质等),往往可以被抗体和抗原物质侦知,并通过化学发光测试的方式予以展示,使人员发现农产品质量安全问题。由于免疫分析检测技术具有很强的特异性捕捉能力,其应用也比较广泛。

3、表面等离子共振检测技术

表面等离子共振检测技术始于西方,在20 世纪后期得到提出和运用,其优势在于精准度较高,能够十分敏锐地完成多类物质的检测,缺点在于技术比较复杂、应用难度高且成本较高。表面等离子共振检测技术的原理在于发挥光学效应进行特异性分析,如农药残留、添加剂残留和超标等。

在光滑物质表面,光会发生镜面反射,并根据入射角向与之角度相同但方向不同的区域完成反射。此时消逝波可进入介质中,并与目标介质中的等离子波发生共振,共振现象会影响光波的传输,使其在共振过程中大大衰减,此时能量也出现转移,至反射光处转移到待检测物的表面,并被表面等离子波吸收,在共振现象发生后快速下降,共振行为发生的过程中出现能量转移,此时强波信号随着能量转移出现变化,逐步增强,完成转移后达到峰值,并与待检测后表面的等离子波发生共振,达到最大值后不再变化,根据这一动态变化的过程,可完成对待检测物特异性的捕捉。

四、农产品质量安全检测技术的发展趋势

1、综合化

综合化是农产品质量安全检测技术的主要发展趋势之一,是指在对农产品质量安全进行检测时,不再单一关注某一个元素,而是根据多元素在检测过程中表现的特异性,使其能够在同一次检测中同步得到呈现。目前仪器检测技术、表面等离子共振检测技术灵敏性较高,但能够捕捉到的特异性信号均比较特殊,均关注具有独特性的要素,其检验过程消耗时间较多,不能同步获取多个具有价值的特异性信号。免疫分析检测技术与此不完全相同,其借助智能技术进行工作,能够完成多个项目的同时分析。

如安徽省滁州市近年来增加了生猪饲养量,以猪肉中的添加剂检验为例,通常不允许加入猪肉中的添加剂,过量添加的添加剂会威胁到食用者健康,可在进行检测时根据不同添加剂的特殊性,组织一体化检测,酸味橙Ⅱ、五氯酚酸钠在检验过程中,均有一定的特异性表现。

默认酸味橙Ⅱ特异性表现为:[Sj;S9;Svv;S66;S53]

默认五氯酚酸钠特异性表现为:[Wj;W9;Wvv;W66;W53]

在检测过程中,可将上述两个方面的特异性表现作为捕捉重点。利用降维训练法,对便携式工作设备的内置芯片进行管理,使其能够牢固记忆酸味橙Ⅱ、五氯酚酸钠在检测过程中出现的特异性表现。之后以决策分析法提供智能工作方面的支持,对待测猪肉样本检测过程中出现的特异性表现进行分析,只要其符合记忆库中特异性表现,即可同步予以检出,可提升农产品质量安全检测技术工作的综合化水平。

2、灵敏化

灵敏化是指农产品质量安全检测技术能够提升工作精度,敏锐发现待检测农产品中的问题,从而改善工作的综合质量。在便携式设备检测农产品的过程中,检测精度往往不能得到充分保证,这是由于设备工作强调效率性,对应降低了对一些特异性表现的分析精度,此时需要反复进行多次检验或通过实验室检验的方式予以校对,以获取科学、精准的农产品质量安全检测结果。灵活化趋势下,大数据技术、智能化技术得到的运用会更广泛,生物传感技术也可以为检验工作提供服务,使各类高度精准的技术可以同步应用于检测工作,提升便携式工作设备的检验质量。如安徽省滁州市的特色农产品秦栏卤鹅,部分商家宣传产品无防腐剂,可通过对当地秦栏卤鹅商品的数据分析,了解是否达到宣传标准,一旦发现添加防腐剂、违禁品情况,可收集其在商品内的具体表现,生成数据资料后代入计算机中实现记忆,再将对应记忆输入便携式设备中,使用便捷式设备进行秦栏卤鹅添加剂情况检测,只要数据收集完整、丰富,检测工作的质量往往可以得到保证,灵敏性较理想。

3、简便化

简便化,是指农产品质量安全检测技术的使用会更强调便捷性,以改变传统实验室检测消耗时间、成本较高的局面。简便化重点强调集成技术的运用,以集成技术支持多技术在统一时间、空间范围内的集中使用。如生物传感技术、光学技术、信息数字化转化技术、数字化显示技术等,这些技术联用的情况下,可发挥生物传感技术的优势,快速对待检测对象进行分析,了解该对象农产品是否存在质量问题,光学技术则用于提升数据传输的速度,信息数字化转化技术可使传感器信息传递后被转化为可识别的数字化信号,数字化显示技术使转换后的信号可直接被人员识别、查看,检测技术的应用全过程快速、准确。目前其实现难度在于多技术的联用存在逻辑难度,借助集成技术、PLC 逻辑控制技术等,可部分实现上述功能,但只在实验室条件下具有高可行性,实践过程中仍暴露出信息传递、精准性方面的不足,有待继续研究和完善。

综上所述,农产品质量安全检测技术在市场管理活动中作用突出,可服务食品安全管理、检疫管理等工作。目前农产品质量安全问题表现形式包括农药残留、添加剂超标、非法使用添加剂等,用于分析相关问题的技术则包括仪器检测技术、免疫分析检测技术、表面等离子共振检测技术等。不同技术的优势、原理各有差异,需要在具体工作中酌情选用。从发展趋势上看,农产品质量安全检测技术未来会更趋综合化、灵敏化和简便化,在保证检测工作质量的同时,从更多角度发挥作用,方可改善农产品管理、市场管理工作水平。

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