陳 娟

中央儲(chǔ)備糧廣州直屬庫有限公司 (廣州 510800)

糧食事關(guān)國(guó)計(jì)民生，糧食安全是國(guó)家安全的重要基礎(chǔ)，我國(guó)糧食總產(chǎn)量已超6.5億t，口糧儲(chǔ)備長(zhǎng)期保持在70%以上，作為糧食生產(chǎn)與儲(chǔ)備大國(guó)，儲(chǔ)糧質(zhì)量管控在糧食安全“壓艙石”中舉足輕重。目前在糧食入庫、儲(chǔ)存、出庫全過程中，糧食常規(guī)檢測(cè)技術(shù)較為成熟，但部分質(zhì)量安全指標(biāo)的檢測(cè)存在耗時(shí)長(zhǎng)、精密檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)成本高、檢測(cè)環(huán)境要求嚴(yán)、檢測(cè)流程繁瑣等問題，大大增加了儲(chǔ)糧環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控工作量與難度。隨著檢測(cè)方式的優(yōu)化和儀器設(shè)備的研發(fā)，快速檢測(cè)技術(shù)在保證總體準(zhǔn)確度與精密度的前提下，能較好地克服常規(guī)檢測(cè)的缺點(diǎn)，具備耗時(shí)短、便捷性高、檢測(cè)成本低、無損檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，逐步被運(yùn)用到糧食現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中，大大提高了糧食質(zhì)量篩查效率。本文對(duì)糧庫在水分、脂肪酸值、真菌毒素、重金屬、農(nóng)藥殘留檢測(cè)中廣泛應(yīng)用的快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析總結(jié)，并探討了糧食快速檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，旨在為糧食質(zhì)量檢驗(yàn)工作提供思路。

1 糧食水分的測(cè)定

1.1 干燥法

糧食水分主要按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》(GB/T 5009.3—2016)中第一法直接干燥法進(jìn)行測(cè)量，雖然精度高，但耗時(shí)長(zhǎng)、步驟多，無法滿足糧食入庫逐車及時(shí)檢驗(yàn)的需要，鹵素水分測(cè)定儀目前被廣泛應(yīng)用于糧食收購入庫檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，其原理是采用鹵素加熱方式，用環(huán)形鹵素加熱燈做為加熱的熱源[1]，樣品吸收來自鹵素輻射體的紅外輻射得到加熱，在烘干過程中儀器會(huì)自動(dòng)實(shí)時(shí)顯示各種測(cè)量結(jié)果，包括樣品重量、樣品的水分含量等各種信息，從樣品干燥前后的質(zhì)量差測(cè)定其水分含量的百分比。

胡方方[2]對(duì)比分析了鹵素水分測(cè)定儀法與直接干燥法的精密度與準(zhǔn)確度，結(jié)果表明：鹵素水分測(cè)定儀法(135 ℃)可作為水分檢測(cè)的輔助方法，在10 min左右即可直接生成測(cè)定結(jié)果。鹵素水分測(cè)定儀法不僅能大大提高檢測(cè)效率，還因其鹵素加熱燈含有高熱量值的惰性氣體，能快速均勻地干燥樣品，高靈敏度的稱重傳感器能使少量樣品便可獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果，但該法一次性只能測(cè)定單一樣品，無法同時(shí)進(jìn)行大批量檢測(cè)。

1.2 電測(cè)法

電測(cè)法主要包括電容式水分測(cè)定儀和電阻式水分測(cè)定儀。電阻法穩(wěn)定性差、對(duì)樣品的要求較高、不適合含水量過高或過低的糧食的測(cè)定，在此主要介紹糧食出入庫作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛的電容式水分測(cè)定儀。電容法是利用水的介電常數(shù)和糧食中干物質(zhì)的介電常數(shù)的差別來進(jìn)行含水量的測(cè)定，糧食含水量的大小直接決定了電容的大小[3]，當(dāng)糧食以一定的速度通過電容傳感器時(shí)，可以通過測(cè)量?jī)x器圓筒內(nèi)外壁之間電容的變化量，間接測(cè)出糧食的含水量[4]。電容式糧食水分測(cè)定儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、便攜度高、可連續(xù)快速測(cè)量，但易受環(huán)境影響，數(shù)據(jù)模型較為復(fù)雜，使用時(shí)需經(jīng)常用直接干燥法進(jìn)行校準(zhǔn)。

2 脂肪酸值的測(cè)定

脂肪酸值作為判斷糧食劣變程度的主要儲(chǔ)存品質(zhì)指標(biāo)，其測(cè)定基本依據(jù)國(guó)標(biāo)方法采用人工滴定、肉眼判斷滴定終點(diǎn)的方式，但不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境、不同人員對(duì)終點(diǎn)顏色的敏感度與判別、不同操作手法等因素會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的差異，且樣品前處理耗時(shí)長(zhǎng)，檢驗(yàn)效率不高，在糧食收購入庫時(shí)會(huì)影響入庫進(jìn)度。目前基于化學(xué)滴定法與電位滴定法原理的脂肪酸值測(cè)定儀正逐步在基層糧庫推廣應(yīng)用。唐文強(qiáng)等[5]采用JDDY型自動(dòng)滴定分析儀測(cè)定稻谷、玉米脂肪酸值，結(jié)果表明實(shí)測(cè)脂肪酸值全部處于理論脂肪酸值的置信區(qū)間內(nèi)，自動(dòng)滴定分析儀具有良好的精密度、準(zhǔn)確度及抗樣品背景色干擾的能力。黃少華等[6-7]驗(yàn)證了連續(xù)自動(dòng)電位滴定法測(cè)定糧食脂肪酸值的準(zhǔn)確性和重復(fù)性與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法無顯著性差異，該法操作簡(jiǎn)便易行，具有分析精度高、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性好、分析速度快和便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析等優(yōu)點(diǎn)。

在實(shí)現(xiàn)滴定過程自動(dòng)化基礎(chǔ)上，基于機(jī)器視覺與化學(xué)滴定法的全自動(dòng)脂肪酸值測(cè)定儀也具有廣闊的應(yīng)用前景[8]。運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)多樣品自動(dòng)進(jìn)樣、振蕩、提取、移液、加液、滴定和清洗的連續(xù)作業(yè)自動(dòng)化，從前處理到滴定分析一鍵執(zhí)行，降低了人為因素的干擾，可達(dá)到脂肪酸值的快速批量檢測(cè)，極大減少檢驗(yàn)人員的工作量與勞動(dòng)強(qiáng)度[9-10]。

3 食品安全指標(biāo)

3.1 真菌毒素

對(duì)糧食危害較大的真菌毒素主要有黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、赭曲霉毒素等，膠體金免疫層析快檢技術(shù)是目前糧食真菌毒素快檢設(shè)備選擇的主流技術(shù)，經(jīng)過十幾年的研究發(fā)展，基本實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便、穩(wěn)定的快速檢測(cè)要求[11]，其原理是利用試樣提取液中的真菌毒素與檢測(cè)條中的膠體金微粒發(fā)生呈色反應(yīng)，顏色深淺與試樣中真菌毒素含量相關(guān)。用讀數(shù)儀測(cè)定檢測(cè)條的顏色深淺，根據(jù)顏色深淺和讀數(shù)儀內(nèi)置曲線自動(dòng)計(jì)算出試樣中真菌毒素的含量。該技術(shù)已形成相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于糧食入庫質(zhì)量快速篩查和普查自查，陳明偉等[12-13]探討評(píng)價(jià)了膠體金快速定量檢測(cè)方法，結(jié)果表明該法操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)項(xiàng)目多、檢測(cè)速度快，適合大批量現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)糧食真菌毒素污染風(fēng)險(xiǎn)快速預(yù)警，但在實(shí)際應(yīng)用中需要定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果處于臨界值范圍時(shí)，需用國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行復(fù)核。

3.2 重金屬

能量色散型X射線熒光光譜法和電化學(xué)檢測(cè)法是目前檢測(cè)糧食污染物中重金屬的常用快篩方式。能量色散型X射線熒光光譜法主要用于鎘的快篩與定量測(cè)定，粉碎后的樣品經(jīng)儀器內(nèi)高能X射線激發(fā)，得到鎘元素的特征X射線熒光，在一定濃度范圍內(nèi)，該X射線熒光信號(hào)強(qiáng)度與鎘含量呈正比，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線定量[14]。羅鳳蓮等[15]采用石墨爐原子吸收光譜法和重金屬快速檢測(cè)法分別測(cè)定大米樣品中的鎘含量，結(jié)果表明，兩種方法測(cè)得大米鎘含量結(jié)果無顯著差異(P>0.05)，但重金屬快速檢測(cè)法精密度優(yōu)于原子吸收光譜法。周維斌[16]采用糧食重金屬快檢儀檢測(cè)糧食谷物制品中鎘含量，其準(zhǔn)確度、檢測(cè)線、快速篩查與定量分析的精度都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且無需消解，方便快捷，節(jié)約成本，可應(yīng)用于糧食入庫的快速檢測(cè)，保證糧食入庫安全。

電化學(xué)檢測(cè)法是建立于物質(zhì)在溶液中的電化學(xué)特性基礎(chǔ)上的一類儀器分析方法，其原理是基于分析物在電極表面產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)來測(cè)定其濃度，通過測(cè)量電信號(hào)的改變，如電阻、電導(dǎo)、電位、電流、電量或電流電壓曲線等，無需經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換即可被檢測(cè)儀器識(shí)別和分析[17]。目前，電化學(xué)重金屬快速檢測(cè)儀已實(shí)現(xiàn)多種元素的同步定量檢測(cè)，且設(shè)備小型便于攜帶、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)時(shí)間快，成本較低。今后的研究重點(diǎn)主要在新型修飾電極的開發(fā)和檢測(cè)方法的創(chuàng)新上，通過選擇不同的修飾物來提高電極的性能，擴(kuò)大線性范圍，增加靈敏度和選擇性，以提高可重復(fù)性和穩(wěn)定性[18-19]。

3.3 農(nóng)藥殘留

糧食農(nóng)藥殘留主要分為有機(jī)磷類、有機(jī)氯類、菊酯類和氨基甲酸酯類，酶抑制法是目前市場(chǎng)上應(yīng)用面較廣的速測(cè)技術(shù)[20]，能快速定性檢測(cè)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留，30 min內(nèi)即可測(cè)定完畢，但因該法生化步驟較多，對(duì)人員操作要求較高，其靈敏度、重復(fù)性、特異性、回收率等還有待進(jìn)一步提高[21]。馬宏等[22]采用經(jīng)過改良的昆蟲酯酶，并且修飾底物增加酶與底物的特異性結(jié)合能力，同時(shí)用高靈敏的熒光底物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顯色底物，建立了生物熒光酶抑制法測(cè)定糧食及其制品中的有機(jī)磷類及氨基甲酸酯類的農(nóng)藥殘留快速定性檢測(cè)方法，樣品處理簡(jiǎn)單，無需純化，可在20 min內(nèi)完成多個(gè)樣品的檢測(cè)，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員技術(shù)水平要求低，大大提高糧食工作者收儲(chǔ)驗(yàn)質(zhì)和質(zhì)量監(jiān)管效率。

4 結(jié)論與展望

糧食快速檢測(cè)技術(shù)在儲(chǔ)糧質(zhì)量管控中發(fā)揮著越來越重要的作用，快檢產(chǎn)品未來發(fā)展方向應(yīng)與食品安全檢測(cè)要求相銜接，并在精密度、準(zhǔn)確度、工作效率等方面進(jìn)一步提升，如建立更精確的模型、優(yōu)化更簡(jiǎn)便的前處理方法、實(shí)現(xiàn)更多的快檢項(xiàng)目、推動(dòng)形成相關(guān)快速檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)更小型便攜的快檢設(shè)備等，持續(xù)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用，使基層質(zhì)檢人員通過簡(jiǎn)單、快速、低毒、高效的操作完善糧食入庫、儲(chǔ)藏、出庫全流程的質(zhì)量監(jiān)管體系，讓糧食質(zhì)量安全能夠得到有效保障。