食品安全检测的新需求

1  食品安全快速检测技术等成为瓶颈

“国以民为本，民以食为先，食以安为先。”保障食品安全成为保障人类生命健康的基础，成为提高经济运行和人类质量的基础。有着“史上最严农药残留国家标准”之称的《食品中农药最大残留限量》（GB2763-2014）新版标准只是食品安全法实施以来，国家卫计委公布的400余项食品安全国家标准（涉及数千项安全指标）中的标准之一。

与严格的标准执行所需的匹配就是，食品安全的快速检测技术，以及对于物种鉴定等的新型检测技术的需求——在传统的食品安全检测流程中，一般需要现场取样、待测物预处理、仪器检测、数据处理等诸多的步骤（后续几个步骤往往在实验室内进行），因而检测过程繁琐、分析时间长，往往无法满足现场快速执法的需要。也就是说，大部分的检测由食品安全监督人员采集样品、由专业技术人员在实验室内利用精密仪器根据食品的相关安全指标进行检验来进行（尽管目前也有快速检测车的开发，但价格昂贵，无法在食品监管部门大面积推广——对于超市、农贸市场、餐饮企业等，更是如此）。

以食品甲胺磷农药残留为例，目前的检测方法有气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、分光亮度计、化学发光法、酶抑制法、毛细管电泳技术（CE）等，但是这些方法都存在仪器设备复杂、样本前处理和测定操作繁琐的局限。而且，这些检测设备成本高、检测费用高，对检测人员的要求也高，不适合大量样本筛检，因而无法在基层的食品检测部门中大规模应用，更不用说是在超市、农贸市场、餐饮企业，抑或是消费者中应用。

2  便携性、多样性和稳定性间的“矛盾”

究其原因，现有的食品安全检测仪器往往结构复杂，携带不方便。从基本原理上看，食品检测一般通过待检食品样本与生物识别元件反应后产生的信号，转换转化为电、光等信号，再经仪表放大、输出和分析。以百度筷搜为代表的智能设备原理大体类似——不过，其与移动设备等的结合，使其在数据集成和分析（如食品光谱数据库）方面体现了大数据和云计算等特征。

但是在具体的食品安全标准执行的过程中，保证所检测设备的科学性和严谨性，则是食品安全执法的前提——而就目前的技术而言，食品安全快速检测设备尚未实现理想的模块化和微型化，以同时达到稳定性高、便于携带等要求。

事实上，不仅食品检测领域如此，生物医学分析、疾病诊断、环境监测、药品安全等许多领域都面临着类似的挑战——发展微型化、集成化和便携化的检验检疫分析手段和设备，建立一套简单、快速、灵敏度高、能够普遍推广应用的方法，都已经成为了共同的需求。

3  生物技术与多种技术的融合

在这其中，包括电化学型传感器、光学型传感器、电导型传感器、压电型传感器等在内的各类食品安全检测生物传感器是关键。例如，筛选出不易受杂菌污染影响并对甲胺磷农药敏感的短双歧杆菌（Bifidobacterium breve）等菌株，据此将信号转化为电学、光学信号等并将其放大、分析，可提高检测效率。

4  非实验室的、大范围的快速检测技术开发

此外，发展微型化、集成化和便携化的检验检疫仪器设备，就必须有模块化的传感器作为支撑和基础——尽管目前的自动生化分析仪可将取样、加试剂、混合、保温、比色、结果计算与报告等这些步骤的部分或全部通过自动化来完成，但是仍然具有体积庞大、价格昂贵、操作复杂、需经专业人员的培训等局限。

此外，食品检测主要包括农药残留、兽药残留、非法添加剂检测、微生物检测、物种检测（动植物源性成分）、转基因检测等多个方面，能实现多指标同时测定的生物传感器开发，亦是任重道远。例如，化学农药的大量使用以及食品和水质受污染途径的增多，拟检测的对象也越来越多，所需要的集成化程度也就越来越高。

由此可见，微型化、集成化和便携化的食品检测设备开发仍然存在较大的难度，但是面对市场上食品安全问题的大面积、快速爆发，能满足国家技术标准和食品安全检测基准要求，实现食品生产、存储、销售现场对食品进行非实验室的、大范围的快速检测技术开发又势在必行。

在这一现实面前，在加强快速检测试剂、食品安全检测生物传感器开发的同时，食品安全检测仪在数据上传和接收的通讯接口与各类外接设备的兼容和匹配等标准化问题亦是十分重要。同时，在将生物化学信息转化为电、光等信号，再经仪表放大、输出和分析的部分，如何实时快速的对信号、噪声进行最优化从而降低噪声，针对各类待检测物实现不同有害物质的检测集成（目前，不同有害物质的检测过程中，所使用的光源的波长有所区别）就十分重要。