常用食品质量安全检测新技术及应用分析

引言：随着食品工业快速发展，供应链复杂化使质量安全风险增加，传统检测方法效率低、破坏性强的弊端凸显，食品质量安全检测新技术以非侵入、高灵敏、快响应为核心特征，涵盖物理、化学、生物等多学科原理，研究这些技术的应用可提升检测效率与精准度，为生产、监管、消费等环节提供科学依据，希望为食品行业从业者、监管人员及科研人员提供参考。

1 无损检测技术的应用

1.1 光学快速分析技术的应用

光学快速分析技术凭借物质对不同波长光的吸收系数、反射强度及散射模式存在差异这一特性，无需破坏食品的物理结构就能实现对其质量安全的全面评估，这种非侵入性的检测方式不仅保留了样品的完整性，还能在短时间内完成多指标的同步分析。在水果产业中，近红外光谱技术通过发射特定波段的红外光穿透苹果、柑橘等果实的表皮，利用内部糖分分子对特定波长光的吸收峰强度、酸度物质的反射率变化以及果肉损伤区域的散射规律，构建起成熟度与内部褐变的定量分析模型，例如在柑橘分拣流水线上，该技术能在每秒 3～5 个果实的检测速度下，精准识别出果皮看似完好但内部已受绿霉病菌感染的个体，及时将其剔除以防止霉菌孢子在仓储环境中扩散污染其他果实；在肉类安全检测领域，拉曼光谱技术基于分子振动能级跃迁时产生的特征峰位与强度，可捕捉到牛肉、猪肉组织中瘦肉精分子特有的振动模式，即使这些有害物质的含量仅为微克级，也能通过特征峰的积分面积计算出具体残留量，完全满足食品安全国家标准中对动物性食品中药物残留的严格限量要求[1]。

1.2 磁学法快速检测技术的应用

磁学法快速检测技术基于物质本身的磁性强弱差异或在外加磁场作用下产生的磁矩变化，通过高精度磁传感器捕捉这些微小的磁信号变化来实现对食品质量安全的检测，该技术操作流程简单，无需复杂的样品前处理，而且对不同物理状态的食品样品（如液态、固态、半固态）都具有良好的适应性[2]。在乳制品生产过程中，当牛奶中的微生物（如乳酸菌、大肠杆菌）繁殖到一定数量时，其代谢活动会产生具有顺磁性的代谢产物（如过氧化氢、某些有机酸），这些物质会使牛奶整体的磁化率发生改变，磁学法检测技术正是通过监测这种磁化率的变化幅度，来快速判断牛奶的新鲜度，例如在巴氏杀菌奶的保质期监测中，该技术能在20 分钟内得出检测结果，而传统的微生物培养法则需要24～48 小时，大幅缩短了质量控制的时间成本；在粮食储存管理中，粮食在高温高湿环境下易滋生霉菌（如黄曲霉、镰刀菌），这些霉菌的菌丝体和孢子含有一定量的铁、锰等顺磁性元素，会使粮食整体的磁性发生改变，磁学法技术通过定期监测粮堆不同深度的磁性变化曲线，能在霉菌毒素尚未大量产生的早期就发现霉变迹象，为及时采取通风、翻仓等措施提供科学依据，从而有效减少因霉变造成的粮食损失和毒素污染风险。

1.3 力学法快速检测技术的应用

力学法快速检测技术通过模拟食品在加工、运输、储存过程中可能受到的外力作用（如挤压、剪切、拉伸），测量食品在这些外力作用下表现出的硬度、弹性模量、黏度系数等力学特性参数，并依据这些参数与食品内部质量安全状态的内在关联来实现检测，该技术不仅检测结果直观易懂，还能很容易地与自动化生产线集成，实现在线实时检测。在果蔬采摘后的分级环节，对于苹果、番茄等果实，力学检测设备通过直径为5mm 的球形探头以0.5mm/s 的速度对果实赤道部位施加恒定压力，同时记录果实的变形量随时间的变化曲线以及撤去压力后的恢复速率，当果实存在内部损伤（如碰撞导致的细胞破裂）时，其变形量会显著增大且恢复速率明显减慢，而成熟过度的果实则表现出较低的硬度值，例如在草莓的产后处理中，由于草莓果实娇嫩，轻微的挤压就可能导致细胞壁破裂，利用力学检测技术测量其果肉的弹性模量，能快速筛选出弹性模量低于阈值的受损果实，避免这些果实在运输过程中因细胞壁破裂引发的褐变和腐烂；在肉类品质检测中，肌肉组织的剪切力值是评估肉嫩度的重要指标，而肉嫩度与屠宰后的排酸时间、储存温度、是否存在腐败菌污染等密切相关，力学法通过使用圆柱形剪切探头以恒定速度切割肉样，测量所需的最大剪切力，当肉类因储存不当发生早期腐败时，其肌肉纤维结构会被微生物分泌的蛋白酶破坏，导致剪切力值显著下降，因此通过监测剪切力值的变化可以间接反映肉类的品质安全状况；在糕点类食品的质量控制中，不同种类的糕点（如蛋糕、饼干、月饼）在特定温度（通常为25℃）下具有相对稳定的黏度范围，当生产过程中过量添加增稠剂（如羧甲基纤维素钠、黄原胶）时，糕点的黏度会明显高于标准值，而当糕点因储存时间过长或环境潮湿导致质地劣变时，其黏度则会出现异常降低，力学法技术通过旋转黏度计测量糕点糊状物的黏度变化，能为生产企业提供实时的质量反馈，确保产品符合安全标准。

2 生物传感技术

生物传感技术将具有特异性识别能力的生物识别元件固定在物理化学换能器表面，当目标检测物与生物识别元件发生特异性相互作用时，会引起生物识别元件所在微环境的物理化学性质（如pH 值、电导率、折射率、质量等）发生改变，这些改变被换能器捕获并转换为可量化的电信号、光信号或质量信号，从而实现对食品中有害物质的高特异性、高灵敏度快速检测[3]。在蔬菜、水果的农药残留检测中，基于乙酰胆碱酯酶的生物传感器利用有机磷和氨基甲酸酯类农药能抑制乙酰胆碱酯酶活性的特性，将乙酰胆碱酯酶固定在电极表面，当检测样品中含有这些农药时，酶的活性会受到抑制，导致其催化底物乙酰硫代胆碱水解产生的硫代胆碱量减少，而硫代胆碱是一种电活性物质，会在电极表面发生氧化反应产生电流，通过测量电流的减小幅度就能计算出农药的残留量，该技术的检测时间可缩短至 3～5 分钟，检测限能达到 0.01mg/kg ，完全满足国家标准中对果蔬中农药最大残留限量的要求；在肉类、蛋类等动物性食品的兽药残留检测中，免疫生物传感器则利用抗原与抗体之间的特异性结合反应，将抗青霉素、氯霉素等抗生素的单克隆抗体固定在表面等离子体共振芯片上，当样品中的抗生素与芯片表面的抗体结合时，会引起芯片表面折射率的变化，导致表面等离子体共振角发生偏移，通过测量这种偏移量就能确定抗生素的残留浓度，该技术不仅能避免传统高效液相色谱法中复杂的样品净化步骤，还能实现对多批次样品的连续检测，有效防止兽药残留超标的食品流入市场；在食品微生物污染检测中，核酸生物传感器通过将针对大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌等致病菌的特异性核酸探针固定在石英晶体微天平的电极表面，当样品中存在目标致病菌时，其基因组DNA 会与探针发生杂交反应，导致电极表面的质量增加，引起石英晶体振荡频率的降低，通过监测频率变化的幅度和速率，可在 1～2 小时内实现对致病菌的定性和定量检测，相比传统的平板计数法（需要 24～72 小时），检测效率得到了极大提升。

3 拉曼光谱技术的应用

3.1 食品成分检测

拉曼光谱技术借助物质分子振动时产生的特征散射光谱，能够精准识别食品中各类成分的分子结构并实现含量的定量分析，且无需对样品进行复杂预处理，可直接作用于固态、液态或半固态食品。在乳制品分析领域，该技术通过捕捉牛奶中蛋白质分子酰胺键的振动峰、脂肪分子碳链的伸缩振动峰以及乳糖分子羟基的弯曲振动峰，能够快速测定其中蛋白质、脂肪和乳糖的含量，在牛奶生产线上，单一样品的检测仅需 10 秒就能完成，且检测结果与传统凯氏定氮法、索氏提取法相比偏差小于 2% ，这一高效且精准的特性让其在乳制品生产的质量控制环节发挥着重要作用；对于谷物成分检测，利用淀粉分子葡萄糖环的振动特征峰和纤维素分子糖苷键的振动峰，不仅可以区分小麦、玉米中的淀粉与纤维素含量，还能为评估谷物的营养价值提供准确数据，帮助相关企业和机构更好地了解谷物的品质；在饮料行业，通过分析果汁中果糖、葡萄糖的特征峰强度比，能够有效判断果汁是否掺假，比如在检测浓缩果汁还原过程中是否过量添加蔗糖时，其检测精度可达 0.5% ，有力保障了饮料产品的成分真实性，维护了市场秩序和消费者权益。

3.2 农药残留检测

拉曼光谱技术凭借农药分子特有的化学键振动产生的特征拉曼峰，即便农药在食品表面的残留量仅为纳克级，也能在复杂的食品基质中实现对微量农药残留的定性和定量检测。在蔬菜检测时，针对黄瓜、青菜表面可能残留的有机磷农药如敌敌畏，其磷酸酯键的特征振动峰在特定波数处会呈现明显信号，通过与标准品光谱进行比对，不仅可以准确测定残留量，而且整个检测过程不会对蔬菜表皮造成损伤，既保证了检测结果的准确性，又能让蔬菜保持原有的品质；在水果检测中，对于苹果、葡萄表面的氨基甲酸酯类农药如克百威，该技术能够捕捉到其氨基甲酸酯基团的特征振动峰，即便经过简单清洗，依然能检测到深入果皮微小孔隙中的残留农药，避免了因清洗不彻底而导致的农药残留漏检；应用于茶叶检测时，拉曼光谱技术可识别茶叶表面拟除虫菊酯类农药如氯氰菊酯的芳香环振动峰，避免了传统检测方法中因样品前处理可能导致的农药损失，确保了检测结果的准确性，为茶叶的质量安全严格把关，让消费者能够放心饮用[4]。

4 原位电离质谱技术应用

4.1 原位电离质谱技术

原位电离质谱技术无需对食品样品进行繁琐的分离纯化，而是通过在样品表面直接产生离子，再由质谱仪分析离子的质荷比来确定物质成分，其检测速度快、灵敏度高的特点使其能够实现对食品的实时在线分析。在肉类检测中，将探针直接接触牛肉、猪肉表面，通过电喷雾原位电离方式使肉中的脂肪酸、氨基酸等物质离子化，质谱仪在30 秒内就能获得这些物质的分子量信息，依据这些信息可以快速判断肉类的新鲜度，为肉类产品从生产到销售的各个环节提供及时的质量反馈[5]；用于果蔬检测时，利用大气压化学电离源在苹果、番茄表面产生离子，能够快速识别出果蔬自身的代谢产物与可能存在的污染物，帮助种植者和经销商及时发现果蔬存在的问题；对于液态食品如酱油、醋等调味品的检测，通过直接进样的原位电离方式，可对其中的氨基酸、有机酸等成分进行分析，且检测限低至微克每升，为食品成分的快速分析提供了高效手段，极大地提高了液态食品质量检测的效率。

4.2 利用电离质谱技术检测非法添加物

电离质谱技术通过分析非法添加物分子离子的质荷比及其碎片离子信息，能够在复杂的食品基质中精准识别出各类非法添加物，哪怕添加量极少也能被检出，为打击食品非法添加行为提供了强有力的技术支持[6]。在保健品检测中，该技术能够检测出那些声称“纯天然”的保健品中非法添加的西地那非等化学药物，这些药物的分子离子在特定质荷比处会有显著信号，通过与标准谱库比对可以快速确认，有效遏制了保健品市场的乱象；在肉制品检测中，针对可能添加的瘦肉精如克伦特罗，其分子经电离后产生的特征碎片离子具有独特的质荷比，能够在猪肉、牛肉等基质中被准确识别，且检测限可达纳克级，保障了肉制品的食用安全；应用于饮料检测时，对于果汁、凉茶等饮品中可能非法添加的防腐剂如苯甲酸钠超标或未经允许添加的人工色素，电离质谱技术能通过其特征离子峰快速检测，避免了因传统检测方法耗时过长而导致的不合格产品流入市场，切实维护了消费者的健康权益。

结束语：

文章围绕多种食品质量安全检测新技术阐述了其在不同食品品类检测中的应用价值，展现了技术在提升检测效能上的显著作用，未来相关人员需进一步突破技术在复杂基质干扰、多指标同步检测等方面的瓶颈，加强智能化设备研发与跨领域技术融合，推动检测技术向更高效、便携、低成本方向发展，为食品安全治理提供更坚实的技术支撑。

参考文献：

[1]丁洋,葛洪东,马海燕.常用食品质量安全检测新技术及应用分析[J].现代食品,2023,29(16):20-22.

[2]王文斌.常用食品质量安全检测新技术及应用分析[J].中国食品工业,2023,(08):58-60.

[3] 朱丽婷, 陈志民, 付丽红, 等. 浅谈食品质量安全检测技术现状与创新研发[J]. 食品安全导刊,2023,(02):179-181.

[4]马萨日娜,包小兰,董同力嘎.基于 OBE 理念的“食品质量安全检测新技术”改革探索[J].农产品加工,2021,(06):101-103.

[5]庞磊,胡颖.免疫检测技术在食品检测中的应用[J].粮食科技与经济,2019,44(07):67-69+72.

[6]慕威威.食品安全检验检测质量管理存在的问题及优化对策[J].食品安全导刊,2025,(20):11-13.