◎ 孔玉明，潘思上，王 飛，張亦舒

（湖北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院荊州分院，湖北 荊州 434000）

糧食質(zhì)量安全是保障人類健康和食品供應(yīng)安全的重要問題。傳統(tǒng)的糧食質(zhì)量檢測方法通常需要耗費大量的時間和資源，且存在一定的局限性，無法滿足快速、準(zhǔn)確檢測的需求。近年，基于光學(xué)技術(shù)的快速檢測方法得到廣泛研究和應(yīng)用，其利用光的特性對糧食質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行快速檢測。此外，基于生物傳感器、分子生物學(xué)技術(shù)和化學(xué)傳感器的快速檢測方法，也取得了顯著進(jìn)展。這些方法利用生物分子的特異性、基因、核酸以及化學(xué)反應(yīng)或物理特性變化，可實現(xiàn)對糧食質(zhì)量指標(biāo)的快速準(zhǔn)確檢測。目前，快速檢測方法仍面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)難題、標(biāo)準(zhǔn)化問題和設(shè)備成本等，需要相關(guān)部門加以進(jìn)一步研究。

1 糧食質(zhì)量安全

1.1 糧食質(zhì)量安全的重要性

糧食質(zhì)量安全對人類的健康和生活質(zhì)量，具有至關(guān)重要的影響。作為人類主要的食物來源，糧食的質(zhì)量安全直接關(guān)乎人們的飲食健康和身體發(fā)育。合格的糧食應(yīng)該具備營養(yǎng)豐富、無污染物質(zhì)、微生物安全等特征。因此，確保糧食質(zhì)量安全不僅是保護(hù)人們的基本權(quán)益，也是保障國家食品安全和社會穩(wěn)定的重要任務(wù)。

1.2 糧食質(zhì)量指標(biāo)與安全性的關(guān)系

糧食質(zhì)量指標(biāo)，包括營養(yǎng)成分、重金屬含量、農(nóng)藥殘留、真菌毒素等，是評價糧食安全性的重要依據(jù)，能夠反映糧食的營養(yǎng)價值和是否受到污染。糧食質(zhì)量指標(biāo)與安全性密切相關(guān)，合格的糧食應(yīng)符合國家和國際的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不會對人體健康產(chǎn)生危害。通過準(zhǔn)確測定和控制糧食質(zhì)量指標(biāo)，可以保障糧食的安全性和品質(zhì)，提供安全可靠的食品供應(yīng)。只有通過科學(xué)準(zhǔn)確的檢測和監(jiān)測方法，才能及時發(fā)現(xiàn)糧食中的潛在風(fēng)險物質(zhì)，從而保障糧食的質(zhì)量安全和人們的健康[1]。

2 傳統(tǒng)的糧食質(zhì)量檢測方法

2.1 傳統(tǒng)的物理和化學(xué)檢測方法

傳統(tǒng)的糧食質(zhì)量檢測方法包括物理和化學(xué)檢測方法，用于評估糧食的基本性質(zhì)、組成成分及有害物質(zhì)。物理檢測方法可用來檢驗容重、不完善粒、雜質(zhì)、粒度、互混等一些物理指標(biāo)；化學(xué)檢測方法涉及對糧食中特定成分的定量分析，如水分、灰分、蛋白質(zhì)、脂肪的含量分析，以及微量營養(yǎng)元素含量分析，用來評估外部特征和化學(xué)成分等質(zhì)量指標(biāo)。此外，化學(xué)檢測方法也用來檢測農(nóng)藥殘留、重金屬含量、真菌毒素等安全指標(biāo)。

2.2 傳統(tǒng)的微生物學(xué)檢測方法

微生物學(xué)檢測方法主要用于檢測糧食中的微生物污染，包括細(xì)菌、霉菌和酵母等。傳統(tǒng)的微生物學(xué)檢測方法通常采用培養(yǎng)方法，通過培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件培養(yǎng)糧食中的微生物，繼而通過形態(tài)、生理和生化特性的觀察來鑒定和計數(shù)微生物。此外，還可以使用PCR等分子生物學(xué)技術(shù)對微生物進(jìn)行檢測和鑒定。

2.3 傳統(tǒng)方法存在的問題和局限性

傳統(tǒng)的糧食質(zhì)量檢測方法存在一些問題和局限性。①傳統(tǒng)方法通常需要較長的檢測周期，從取樣到檢測結(jié)果需要耗費大量時間，無法滿足快速檢測的需求。②一些物理和化學(xué)檢測方法需要使用復(fù)雜的實驗設(shè)備和專業(yè)技術(shù)，限制了其應(yīng)用范圍和普及性。③傳統(tǒng)的微生物學(xué)檢測方法在微生物培養(yǎng)和鑒定過程中存在一定的耗時性和主觀性。

另外，傳統(tǒng)方法對于一些特定的污染物或微生物的檢測存在靈敏度不高的問題。有些污染物或微生物的檢測需要更高的靈敏度和特異性，以便及時發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險物質(zhì)。除此之外，傳統(tǒng)方法也難以同時檢測多種指標(biāo)，無法提供全面的糧食質(zhì)量信息。

3 快速檢測方法的研究進(jìn)展及應(yīng)用

3.1 基于光學(xué)技術(shù)的快速檢測方法及應(yīng)用

當(dāng)前，基于光學(xué)技術(shù)的快速檢測方法在糧食質(zhì)量檢測領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用。其中，近紅外光譜法是一種常用技術(shù)，其通過測量糧食在近紅外波段的吸收和散射特性，可以快速預(yù)測糧食的水分含量、蛋白質(zhì)含量、淀粉含量等關(guān)鍵指標(biāo)。另外，激光誘導(dǎo)擊穿光譜法也被應(yīng)用于糧食質(zhì)量檢測，其通過激光脈沖對糧食樣品進(jìn)行激發(fā)，可測量產(chǎn)生的等離子體發(fā)射光譜，實現(xiàn)對糧食中元素和重金屬的快速分析。

這些基于光學(xué)技術(shù)的快速檢測方法具有非接觸、快速、無損傷等優(yōu)點，能夠在短時間內(nèi)獲取大量樣品的質(zhì)量信息，適用于大規(guī)模生產(chǎn)和實時檢測的需求。當(dāng)前，這些方法已廣泛應(yīng)用于糧食加工、貿(mào)易檢驗、倉儲管理等領(lǐng)域。

3.2 基于生物傳感器的快速檢測方法及應(yīng)用

基于生物傳感器的快速檢測方法，主要利用生物分子與目標(biāo)分析物之間的特異性識別和反應(yīng)，實現(xiàn)對糧食質(zhì)量指標(biāo)的快速檢測。免疫傳感器是其中的一種常見類型，其利用抗體或抗原與糧食中的特定成分發(fā)生免疫反應(yīng)，通過測量免疫反應(yīng)的信號來定量分析目標(biāo)成分的含量。

基于生物傳感器的快速檢測方法具有高靈敏度、高特異性和快速響應(yīng)的特點，能夠在復(fù)雜樣品中準(zhǔn)確檢測目標(biāo)物質(zhì)，對于微量污染物的檢測具有較大的優(yōu)勢。當(dāng)前，這些方法已被廣泛應(yīng)用于檢測糧食中的致病菌、霉菌毒素、轉(zhuǎn)基因成分等，為糧食質(zhì)量安全提供了可靠的手段。

3.3 基于分子生物學(xué)技術(shù)的快速檢測方法及應(yīng)用

基于分子生物學(xué)技術(shù)的快速檢測方法在糧食質(zhì)量檢測中具有重要地位。這些方法利用基因、核酸等生物分子的特性，通過特定的引物和探針與目標(biāo)序列結(jié)合，可進(jìn)行快速檢測和定量分析。

其中，PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是一種常用的分子生物學(xué)技術(shù)，在糧食質(zhì)量檢測中得到廣泛應(yīng)用。PCR可以擴(kuò)增目標(biāo)序列的特定片段，使其數(shù)量成倍增加，從而便于后續(xù)的分析和檢測。實時熒光定量PCR結(jié)合了PCR和熒光探針技術(shù)，能夠?qū)崟r監(jiān)測PCR反應(yīng)的進(jìn)行，并定量測量目標(biāo)序列的含量。

此外，分子生物學(xué)技術(shù)還包括基于DNA芯片和基因測序技術(shù)的快速檢測方法。DNA芯片利用微陣列技術(shù)將大量的探針固定在芯片上，能夠同時檢測多個目標(biāo)序列，實現(xiàn)高通量的快速檢測?；驕y序技術(shù)可以對糧食樣品中的基因組進(jìn)行高通量測序，快速獲取糧食樣品的基因信息，從而進(jìn)行精確的質(zhì)量檢測和鑒定。

3.4 基于化學(xué)傳感器的快速檢測方法及應(yīng)用

基于化學(xué)傳感器的快速檢測方法，利用化學(xué)反應(yīng)或物理特性變化，可實現(xiàn)對糧食質(zhì)量指標(biāo)的快速檢測。這些傳感器包括電化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器、氣體傳感器等，能夠?qū)Z食樣品中的化學(xué)成分、氣體成分等進(jìn)行快速檢測和分析。

電化學(xué)傳感器利用電化學(xué)反應(yīng)過程對目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行定量分析，包括離子選擇電極和傳感膜電極等。光學(xué)傳感器通過測量糧食樣品中的吸收、散射或熒光信號變化，分析其化學(xué)成分和質(zhì)量指標(biāo)。氣體傳感器可以檢測糧食中的揮發(fā)性物質(zhì)、氧氣含量等。

化學(xué)傳感器的快速檢測方法具有快速響應(yīng)、操作簡便、可重復(fù)使用等優(yōu)點。這些方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于糧食質(zhì)量檢測中，如檢測農(nóng)藥殘留、真菌毒素等。

分子生物學(xué)技術(shù)和化學(xué)傳感器的快速檢測方法在糧食質(zhì)量檢測中發(fā)揮著重要作用，為糧食質(zhì)量安全的快速評估提供了可靠手段[2]。未來，隨著這些方法的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，將進(jìn)一步提高糧食質(zhì)量檢測的效率和準(zhǔn)確性，促進(jìn)糧食產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 快速檢測方法的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

4.1 快速檢測方法的優(yōu)勢

4.1.1 快速

快速檢測方法能夠在短時間內(nèi)完成對糧食樣品的檢測，大幅縮短檢測周期，提高檢測效率。

4.1.2 準(zhǔn)確

快速檢測方法通常具有較高的靈敏度和特異性，能夠精確地檢測和分析糧食樣品中的目標(biāo)物質(zhì)，如營養(yǎng)成分、污染物、微生物等，為糧食質(zhì)量評估提供可靠的數(shù)據(jù)。

4.1.3 高效

快速檢測方法具有高通量、高自動化程度的特點，能夠同時處理多個樣品，提高檢測效率和樣品處理能力。

4.2 快速檢測方法所面對的挑戰(zhàn)

4.2.1 技術(shù)難題

快速檢測方法需要依賴先進(jìn)的技術(shù)和方法。例如，光學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)、化學(xué)傳感器等。在技術(shù)的開發(fā)和改進(jìn)過程中，仍存在一些技術(shù)難題需要解決，如提高靈敏度、降低假陽性率、適應(yīng)復(fù)雜樣品矩陣等[3]。

4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化問題

快速檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)化是確保結(jié)果可靠性和可比性的關(guān)鍵。然而，目前快速檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)化仍存在一定的短板。制定和推廣統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)程序和準(zhǔn)則，建立可比性的參考方法，是當(dāng)前相關(guān)部門亟須解決的問題[4]。

4.2.3 設(shè)備成本

某些快速檢測方法需要先進(jìn)的儀器設(shè)備和高昂的設(shè)備成本，對于一些中小型企業(yè)和資源有限的地區(qū)，可能構(gòu)成一定的負(fù)擔(dān)。因此，降低設(shè)備成本、推廣和普及適用于不同規(guī)模和場景的快速檢測方法，是實際應(yīng)用中需要克服的挑戰(zhàn)之一。

要想克服這些挑戰(zhàn)，需要科學(xué)研究機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界和政府部門的共同努力。通過技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)和資源支持，可以進(jìn)一步提高快速檢測方法的性能和可靠性，促進(jìn)其廣泛應(yīng)用于糧食質(zhì)量安全監(jiān)測、生產(chǎn)加工等領(lǐng)域[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，為推動快速檢測方法的廣泛應(yīng)用，相關(guān)部門需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高其靈敏度和適用性，從而提高糧食質(zhì)量檢測效率和準(zhǔn)確性，確保糧食質(zhì)量安全。