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        食品品質快檢和摻假識別技術取得階段性成果

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          提高產業鏈品控水平 保障食品質量安全

          2017年2月,國務院發布的《“十三五”國家食品安全規劃》中明確提出,要加快建設食品安全檢驗檢測體系。對于食品企業來說,需要增加原料檢驗、生產過程動態監測、產品配送流通檢測等檢驗設備,完善企業內部質量控制、監測系統和食品質量可追溯體系。

          檢驗檢測是食品安全監管的核心手段,然而,傳統的抽樣檢測主要采用液相色譜、氣相色譜、原子吸收等大型精密分析儀器在實驗室進行測定。這些方法分析準確,但耗時耗力,難以滿足田間地頭、生產基地、超市、批發市場、餐飲、加工等場所的快速檢測需求。在此背景下,國家大力支持農產品、食品安全快速檢測能力的建設,近年來我國在食品安全快速檢測原理、技術、儀器裝備國產化和應用方法研究方面開展了大量的工作,并取得了一些階段性成果。

          針對典型問題提出方法和策略

          農業部食物與營養發展研究所聯合北京農業質量標準與檢測技術研究中心、食品行業生產力促進中心、中國農業大學等科研單位,經過數年的研究積累,以典型食品的營養品質參數和安全指標為測量對象,在食品品質檢測和摻假識別關鍵技術研究、快速檢測儀器設備研發、中小企業快速檢測公共服務平臺建設等三個方面進行了探索,取得了一系列創新性進展。2018年1月,該項目獲得長城食品安全科技獎,項目的完成人為朱大洲、韓平、屠振華、陳紅茜、盧林綱、王冬、賈文珅、王靖。該項目主要創新點如下:在食品品質檢測和摻假識別關鍵技術方面,提出了系列建模方法和策略,并針對食品品質檢測中的典型問題進行應用。

          優化基于近紅外光譜的食品營養品質檢測及摻假識別技術 針對食品的近紅外光譜吸收信號弱、背景復雜、模型適應性差等技術難題,提出了利用多光程數據融合提升近紅外光譜分析模型預測精度的方法;確定了局部模型、轉移的局部模型、全局模型、優化的全局模型等4種建模策略;提出了7種近紅外分析模型性能預判參數,以指導整個近紅外分析過程。應用近紅外光譜對蘋果、蘋果汁、蜂蜜等食品的含糖量進行定量檢測,建立了蜂蜜中摻入果葡糖漿、果葡糖水等物質的摻假識別模型,以及小麥面粉中摻入石灰等外源添加異物的快速鑒別模型。

          提出X射線熒光光譜基體效應校正的技術 圍繞便攜式土壤重金屬測量儀的研發需求,針對土壤的X射線熒光光譜存在譜峰重疊、Fe的Kα強峰干擾建模等問題,提出了“主、次峰相結合的特征譜區建?!?、“全譜區及Fe峰加權系數法建?!?,并結合優化的樣品選擇方法,有效校正了土壤的基體效應。

          建立基于光譜的食品品質劣變監測技術 針對常見食品在加工、儲藏過程中發生部分品質劣變的情況,建立了熒光光譜與常用的褐變表征參數,如非酶褐變指數(NEBI)、Lab顏色模式中的黃藍軸分量(b*)之間的關聯模型,從而利用高靈敏度的熒光光譜來預測果汁中美拉德反應中間產物羥甲基糠醛(HMF)的含量,區分新鮮果汁與不同熱處理后的果汁,建立了基于熒光光譜的蘋果汁褐變及其品質動態監測方法。此外,采用近紅外光譜技術實現了陳化小麥粉的無損快速鑒別;采用近紅外光譜技術實現劣變花生的無損快速鑒別。

          建立果蔬表面農藥殘留分布情況可視化檢測技術 采用紅外顯微成像技術,以氯氰菊酯、毒死蜱以及阿維菌素為研究對象,對果蔬樣品表面的農藥殘留以及生物農藥摻假識別開展定性及定量檢測。提取出氯氰菊酯和毒死蜱主要分子結構及其在紅外譜區的特征吸收峰,采用特征峰比對、二維相關分析等方法,對果蔬樣品表面的農藥殘留以及生物農藥摻假識別開展了定性及定量研究,實現了果蔬表面農藥殘留的分布狀況、濃度大小的二維空間可視化分析。

          易滿足快速篩查 實現便攜式測量

          研發基于LVF的果品檢測光譜儀 針對現有分光技術在現場測量方面的不足,基于新型線性可調諧濾光片分光技術,研制新型果品檢測光譜儀,波段范圍850-1700nm,儀器無活動部件,適合現場便攜式測量。采用智能手機作為光譜采集處理平臺,可通過3G、4G網絡實時進行數據傳輸,實現了水果糖度的快速檢測,通過內嵌預測模型,在生鮮食品的現場品質檢測方面具有較大應用潛力。

          研發基于×射線熒光的土壤重金屬含量快速檢測儀 針對重金屬污染日益成為農產品源頭安全管控的趨勢,本項目研發了具有定位功能和地統計學分析功能的新型便攜式×射線熒光土壤重金屬速測儀,實現了土壤中重金屬砷、鉛、鉻、銅、鋅等元素的現場測定與分析,能夠滿足土壤重金屬污染快速篩查,成本僅為國外同類產品售價的1/2以下。

          補齊檢測短板 提供快檢技術

          在服務廣大中小食品企業方面,瞄準食品中小企業在食品安全快速檢測能力上的欠缺,根據光電快速檢測設備的實際使用條件和需求,建立了系列常見農產品、食品的近紅外分析檢測模型庫,以及不同技術方案的分析處理方法流程。在此基礎上建立了具有專業化服務能力食品中小企業快速檢測公共服務平臺,為食品行業中小企業提供食品品質快速檢測服務。

          該項目在執行過程中,已出版學術專著5部,獲得多項授權發明專利和實用新型專利,獲得軟件著作權登記7項,在國內外學術期刊發表論文47篇,其中SCI收錄23篇,EI收錄11篇。

          該項目中所研發的食品營養品質快速檢測技術、摻假識別技術、農藥殘留可視化檢測技術、便攜式光譜儀、基于X射線熒光的土壤重金屬速測儀、中小企業快速檢測公共服務平臺,瞄準了廣大食品企業對原材料和產品過程控制的檢測需求,具有廣闊的市場應用前景,已在北京郊區果品檢測中進行示范應用。所建立的中小企業快速檢測公共服務平臺,也為各地食品產業集群內的中小企業提供檢測服務,進行了數十批次的產品檢測。項目成果對于提高我國食品全產業鏈的品控水平、保障食品的質量安全提供了有力支撐,有助于大型食品企業樹立品牌形象,也有助于政府加強對中小食品企業的監管。


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