未来食品科学技术创新国际研讨会-分会场七∣食品安全检测技术专场

时间: 2024-05-18 17:51:34 |   作者：贝博足球app平台

  未来食品在农产品生产方式、农产品贮运、食品加工和食品贮运、销售环节的控制水平都会有明显的提高，但微生物污染仍是必须面对的首要食品安全问题。微生物控制是系统性问题，必须从整个产业链的角度加以解决。未来食品控制微生物的途径应至少包括以下三方面：（1）农产品生产的全部过程的微生物污染控制；（2）食品加工生产的全部过程对微生物的有效控制；（3）食品贮运销售过程中微生物的再污染及其控制。本研究主要从食品生产角度，论述了加工前、加工中和加工后食品中微生物控制的思路、方法和部分实践，深入探讨了食品杀菌、抑菌技术的发展和应用。

  单核细胞增生李斯特氏菌（Listeria monocytogenes），简称单增李斯特菌，是一种重要的食源性致病菌，可使人患李斯特菌病，严重时可致人死亡。生物被膜是嵌套在自分泌的胞外聚合物质中的微生物群落，可使单增李斯特菌免受或降低环境压力带来的负面影响。单增李斯特菌生物被膜的形成能够在一定程度上帮助其持留于加工设施并污染食品，因此被认为是食品制造业的一大隐患。

  范围和方法：本报告简要介绍了生物被膜形成特性及检测的新方法的最新进展，并重点对单增李斯特菌生物被膜的抗逆机理进行了分析；同时本报告还将现有的单增李斯特菌生物被膜控制的不同技术按物理、化学、生物及它们联合的策略分别进行了总结讨论，以期为食品加工工程选择有效的控制技术提供理论参考依据。

  主要发现和结论：生物被膜的形成是循环往复的动态演变过程。现阶段对于生物被膜的研究主要是通过定性和定量方法对生物被膜进行仔细的检测，并且大部分集中在其物理结构和生物被膜组分形成量等表型上，未来可尽可能多的结合分子生物学技术对形成机制进行探索。此外，报告重点阐述了生物被膜抵抗不利环境的可能机理，包括生物被膜细胞外聚合物的存在、特定的生理异质性、较高的遗传变异性和信号分子的调节等。最后，本报告将单增李斯特菌生物被膜控制的不同策略进行总结，并强调了未来发展栅栏技术作为生物被膜根除策略控制单增李斯特菌的前景。

  拟胆碱类生物碱长期作用于肾素-血管紧张素系统可显著上调血管紧张素Ⅱ水平，对机体心血管系统造成潜在损伤，是腹主动脉瘤的病理学基础。对此，本研究选取拟胆碱类生物碱为研究对象，建立复杂检材中多种拟胆碱类生物碱的液相色谱高分辨质谱高通量检测的新方法，从“肠-血管”轴角度挖掘拟胆碱类生物碱通过上调血管紧张素Ⅱ诱导腹主动脉瘤发生发展的潜在机制，明确金耳甲醇提取物缓解腹主动脉瘤发生发展的功效物质基础和潜在作用机制。

  粮食基新型食品是解决世界粮食安全和食品供给的重要方法。然而，粮食种植、加工和储运过程易受真菌毒素污染，严重威胁人畜健康。然而，目前传统的真菌毒素检测的新方法存在过程繁琐、时效性差或灵敏度低等缺点，难以满足现场快速准确检测的需要，日益成为制约粮食质量安全的瓶颈。现代无损检测技术作为一种新兴的检测技术，可以在不破坏样品的情况下对其进行质量评价，是新型食品品质在线、实时检测的一个重要发展趋势，在粮油基食品真菌毒素污染的快速分析方面具有巨大的应用潜力。本研究探讨了机器视觉、近红外光谱、高光谱图像、电子鼻等典型无损检测技术在粮食真菌毒素污染检测现场高通量/在线筛查中的最新应用，根据结果得出，上述方法在有害霉菌/真菌毒素污染快速识别中具有巨大应用潜力，满足了现场高效质检的需求；进一步研究了低温等离子体对典型真菌毒素的降解效果和内在机理，讨论了各种技术的优点及限制因素，并对其应用前景进行了展望，为粮油基新型食品安全提供了可靠的技术支撑。

  荧光高光谱技术（fluorescence hyperspectral imaging，FHSI）具有较高的灵敏度及分辨率在含有苯环及共轭π键荧光基团的微痕量物质检验测试方面发挥了及其重要的作用。以宁夏滩羊肉为研究对象，对其烤制过程产生多环芳烃类物质及兽药残留进行原位定量检测研究。实验利用352 nm激发波长得到发射波谱进行羊肉总多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）的检测建模，结合迭代保留信息变量（iterative retained information variable，IRIV）算法提取特征波长建立偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）模型决定系数R2

  p＝0.92，均方根误差（root mean squared error，RMSEP）为0.02 μg/kg，FHSI方法较可见近红外高光谱检测R2p（0.87）准确率明显提升；随后利用熵权法结合FHSI对羊肉烤制过程中产生6 种不同多环芳烃类物质进行综合指数（quantify the composite index，PCI）构建及定量分析，采用广义和非均相二维相关光谱分析方法解析了痕量物质的特征荧光峰，并阐释了波段变化序列，通过对模型性能进行多变量比较分析，确定连续投影算法CARS-PLSR为最优模型，R2p＝0.94，RMSEP＝2.07 μg/kg，并对PCI值进行了原位可视化表征，进一步说明了FHSI定量检测多环芳烃类物质的准确性。同时利用FHSI对5 种喹诺酮类药残进行定量分析，在激发波长280 nm条件下，对达氟沙星发射波长建立最小二乘支持向量机模型R2p＝0.96，RMSEP＝0.06；构建区间变量迭代空间收缩法IVISSA-PLSR模型对洛美沙星含量预测R2p＝0.85，RMSEP＝0.36；构建卷积平滑-竞争自适应加权-空间融合卷积网络（Deresolve-CARS-SFCN）模型对氧氟沙星含量预测R2p＝0.83，RMSEP＝0.33，构建矢量归一化Normalize-IVISSA-SFCN模型对诺氟沙星含量预测R2p＝0.80，RMSEP＝0.32，构建卷积平滑-无信息变量消除-空间融合卷积网络模型对培氟沙星含量预测R2p＝0.86，RMSEP＝0.31；5 种喹诺酮类药残预测模型决定系数均大于0.80，充分证明FHSI在喹诺酮类抗生素检验测试方面的有效性；最后通过量子化学密度泛函和含时密度泛函理论，构建最优分子结构模型和分子激发态结构模型，计算最优激发态对应的振子强度，用高斯函数展宽成峰形得到荧光发射计算谱图，与实际光谱相比具有相同的趋势且发射峰位置误差比在5%以内，有效验证了FHSI对微痕量物质检测的科学合理性。

  在食品安全领域，由于食品品种的多样性、供应链的复杂性以及监管的挑战性，确保食品安全的科学技术手段显得很重要。当前，常规的食品安全检测技术面临样品预处理耗时、操作复杂和检测速率低下等局限性。为了应对这些挑战，我们的研究团队专注于开发新型分离材料，包括分子印迹聚合物、共价有机框架以及静电纺丝材料，并将其与固体基底电喷雾离子源进行集成，创新性地开发了一系列集分离功能与电离功能为一体的实时质谱离子源。这一技术能够在对食品样品中的复杂基质进行净化的同时，实现目标化合物的即时电离。通过这种方法，我们建立了针对磺胺类抗生素、氨基甲酸酯类杀虫剂和黄曲霉毒素等关键污染物的实时质谱快速检测技术。该技术将检测时间从数小时缩短至几十秒，同时实现了灵敏度的十倍以上提升。这种高选择性的质谱离子源技术有效克服了食品安全现场快速检测中准确度不足的技术难题，结合便携式质谱仪的使用，在现场快速检验测试领域有广泛的应用前景。

  随着后工业时代的来临，生产和消费的距离逐步扩大，粮食供应链复杂、循环期长、风险因素多导致的安全防控问题进一步突出。报告针对当前粮食供应链面临的安全问题，梳理了基于光谱、波谱、生物传感、电化学、人工智能等跨学科技术的智能感知技术在粮食收储、运输、加工等全链条安全防控中的创新应用情况，并对粮食供应链中智能感知技术的发展的新趋势进行了展望，以期为保障粮食产业高水平质量的发展提供解决思路。

  食物过敏对公众健康和生活产生了严重威胁, 已成为全世界面临的重大公共食品安全问题之一。食品中痕量食物过敏原就能导致过敏反应，而当前对于食物过敏疾病尚缺乏有效的治疗方法。因此，食物过敏原精准和快速检测技术对于保障公共健康和预防消费者食物过敏具有十分重要的意义。酶联免疫吸附测定法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）仍是目前最常用的食物过敏原检测技术。然而在ELISA中所使用的天然酶通常存在成本高、制备过程繁琐、催化条件苛刻等缺点，在某些特定的程度上限制了其灵敏性和稳定能力。为了更好的提高传统ELISA在食物过敏蛋白检测中的灵敏性和稳定能力，开发纳米酶去替代天然酶具有十分重要的意义。本研究围绕开发新型的纳米酶生物传感器并将其应用于食物过敏蛋白的准确、便携、可靠、高灵敏检测。利用设计和制备的高性能纳米酶，建立基于纳米酶的生物传感检测技术用于食品中乳品过敏蛋白的检测，实现了乳品过敏蛋白的快速和高灵敏检测。

  药食两用作物（MECs）的成分复杂，很难用个别指标来描述其整体质量。近红外光谱有着非常丰富的信息，对几乎所有与有机基团结合的有机分子和无机元素都有响应。因此，利用近红外光谱技术对MECs的整体质量进行表征具有独特的优势。本报告将以具体的MEC为例，介绍近红外光谱技术在活性成分含量快速测定、产地和真伪鉴定及整体体质量评价方面的应用，并简要介绍相关的化学计量学算法，为MEC的整体质量评价提供参考。

  食用油为人体提供必需脂肪酸和能量，但是行业存在高价油中掺入低价油等乱象，亟需可靠的检测的新方法。俗话说，“油掺油鬼见愁”，不同油混合后检测鉴别极为困难。本研究引入团队自主开发的梯型熔解温度等温扩增（ladder-type melting temperature isothermal amplification，LMTIA）技术开展食用油掺假检测。建立基于LMTIA技术的食用油鉴别体系，用于检测食用油中物种来源。研究比较了类甜蛋白与ITS用于食用油中玉米成分LMTIA检测中靶序列，发现ITS更适合作为靶序列用于食用油中玉米成分LMTIA检测，灵敏度比用类甜蛋白作为靶序列高100倍（此部分于2024年4月发表于TOP期刊LWT）。建立基于ITS序列的大豆油LMTIA检测的新方法，灵敏度达到1 pg/μL，方法重复性好，可以检测出精炼一级大豆油基因组DNA，以H2O、玉米、菜籽、棉籽、辣椒、鸡肉、猪肉、牛肉、羊肉基因组为阴性对照，均未出现假阳性（此部分于2023年2月发表于期刊Analytical Methods）。本研究为食用油的掺假、掺杂、转基因检测提供新思路。团队目前仍在改进LMTIA技术，检测时间有望缩短至10分钟内，灵敏度达到Taqman PCR方法水平，并逐步实现定量检测。

  2022年，我们课题组利用具有磁性的Zr-Fe类普鲁士蓝过氧化物模拟酶复合物与磷酸根的配位作用，成功实现了对磷酸盐的超灵敏比色检测；在此基础上，2023年我们发展了两类双酶体系用于有机磷农药的检测。第一类是理性设计了双活性位点的金属有机框架纳米酶，并利用沸石咪唑酯骨架共封装该纳米酶与乙酰胆碱酶（生物酶），构建纳米酶-生物酶限域体系。基于该体系设计了一种智能手机辅助的便携式水凝胶贴片传感器，实现了苹果表面有机磷农药（毒死蜱）的超灵敏比色/化学发光双模态可视化定量检测。第二类是构建了具有增强催化效应的双纳米酶级联催化体系，结合核酸适配体传感策略，实现了有机磷农药（毒死蜱）的高灵敏、高特异性检测；2024年，我们提出了一种新型的沸石咪唑框架包封的锌卟啉光响应纳米酶体系，用于草甘农药的比色/荧光双信号可视化检测。最近，我们又发展了一种具有光响应氧化酶活性的电纺纳米纤维膜，能轻松实现牛乳中碱性磷酸酶的比色/荧光双模态可视化比率传感，为准确、快速评估牛乳的巴氏灭菌程度提供了一种高效的检测的新方法。这一系列的工作为食品快检技术的发展开辟新的道路，并为食品安全危害因子的高效、精准检测提供了新方法。

  本场会议到此结束，感谢您的支持！更精彩报告继续中!请扫描左边二维码或点击下方阅读原文查看直播及回放！

  为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管重点实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年 8月 3—4 日，会议地点：中国 湖北 武汉。