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1、3、非热加工技术专题,非热加工技术其实是一类没有采用热加工技术的统称，包含超高压、脉冲电场等技术。食品“非热加工”因具有杀菌温度低，能更好保持食品营养成分和新鲜度，同时满足消费者“最少加工”的需求等特点，近年来备受业界关注，同时也得到政府的大力扶持:“十二五”期间，国家投入“非加热”技术的研发经费将逾两千万美元。,非热加工是一种新兴的加工技术，在食品行业中主要用于杀菌与钝酶，包括超高压、高压脉冲电场、高压二氧化碳、电离辐射、脉冲磁场等技术。与传统的“热加工”技术相比，食品“非热加工”具有杀菌温度低，能更好保持食品固有营养成分、质构、色泽和新鲜度等特点。同时，非热加工对环境污染小、加工能耗与污染
2、排放少。因此，该技术在食品产业中的应用已成为国际食品加工业的新增长点和推动力。,3.1 超高压(ultra high pressure，UHP)技术,超高压技术是指将1001000MPa的静态液体压力施加于食品物料上并保持一定的时间，起到杀菌、破坏酶及改善物料结构和特性的作用。处理过程一般在常温下进行，处理时间从几秒钟至几十分钟不等。由于超高压是基于对食品主成分水的压缩效果，遵循帕斯卡定律(Pascals law)，因此对于不适合这一定律的干燥食品、粉状或粒状食品，不能采用超高压处理技术。,3.2 辐照( Irradiation)技术,辐照技术是近年来发展很快的一种非热力加工新技术。它是利用电
3、离辐射(主要是指钴60产生的射线、加速器产生的电子束或x射线)与物质的相互作用所产生的物理、化学和生物效应，对物质或食品进行加工处理，实现射线对食品分子的修饰以及降解食品中有害物质的新型食品加工技术。该技术已被证明是一种能有效提高食品安全性，延长食品货架期的绿色食品加工方法。,3.3 脉冲电场(pulsed electric field，PEF)技术,脉冲电场(PEF)技术利用高电压(15100kV/cm)脉冲作用于物料，处理过程在室温、低于室温或稍微高于室温的条件下进行，由于作用时间非常短(小于1s)，物料的温度仍在常温范围内(可采用冷却的方法对处理过程中的物料进行冷却)，由加热引起的能量损
4、失极低。与传统方法相比，PEF技术有处理时间短、能耗低、食品物理化学性质改变小、营养风味变化不大等优点，非常适合热敏性的食品杀菌，目前主要用于液态食品物料的巴氏杀菌。,3.4 超声波(ultrasonic wave)技术,超声波是指频率在21041109Hz之间的声波，属于机械波的一种，其传播遵循声波传播的基本规律，但同时又具有以下几个突出特点：超声波频率可以很高，传播的方向性较强，在液体、固体中传播时，衰减很小；超声波在传播过程中介质质点的振动加速度非常大；在液体介质中，当超声波的强度达到一定值后会产生空化现象。,4、食品添加剂专题,4.1 新型食品防腐技术,4.1.1 乳酸链球菌素4.1.
5、2 纳他霉素4.1.3 聚赖氨酸,4.2 复合食品添加剂,食品添加剂是指为改善食品色、香、味，以及为了防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。虽然食品添加剂工业化生产的历史不长，但人类实际使用食品添加剂却有着悠久的历史，经过几千年来人类在生活中的不断积累，食品添加剂的生产和使用也更趋于科学、合理。走过了一条由不自觉使用到有目的地添加，由使用单一品种到多品种复合使用的道路。,复合食品添加剂的优点：复合食品添加剂具有协同增效作用；复合食品添加剂的互补作用；增加安全性的作用；改善食品添加剂的风味和口感；工艺改良及方便使用；综合利用及开发新产品。,5、纳米技术与纳米食品专题,纳米技术是指
6、在纳米尺度( 1-100nm) 上研究物质的特性和相互作用，以及利用这些重要特性的多交叉的科学和技术。这一技术使人类认识和改造物质世界的能力延伸到了原子和分子水平，成为当今最重要的新兴科学技术之一。随着纳米科技的科学价值逐渐被认识和纳米材料的制造技术不断完善，纳米技术作为一门高新技术在食品科学领域的研究将得到越来越多的关注，主要涉及食品加工、食品包装和食品检测等领域，并取得了一些研究成果。纳米食品有广义和狭义之分，从广义来说，在食品生产加工和包装中，利用了纳米技术的都可以称为纳米食品;从狭义来说，只有对食品成分本身利用纳米技术改造和加工的产品，才称得上纳米食品。目前，所谓的纳米食品都是广义上的
7、纳米食品，集中在食品包装中利用纳米技术延长产品货架期。,5.1 纳米技术在食品加工中的应用,从理论上讲，所有制备纳米材料的技术与方法均可应用于纳米食品的生产，但由于食品的特殊性，比较实用和有发展潜力的纳米技术是超细微粒和纳米粒子的制备技术、微乳化技术和纳米胶囊制备技术、分子自组装技术、纳米酶催化剂技术和膜分离技术等。,5.1.1 超细微粒和纳米粒子的制备技术,超细微粒特别是纳米粒子的研制是当今高新技术中的热门研究领域。物质经过超细化处理后，比表面积大大增加，表面能会发生显著变化，显示出独特的理化性质。最常用的制备方法为超细碾磨法，如具有强结合水能力的超细面粉和具有强抗氧化性的超细绿茶粉。研究表
8、明，约1 000 nm 的超细绿茶粉表现出较好的营养消化和吸收率，因而具有较高的SOD 活性，即抗氧化性如一般绿茶粉每g清除活性氧能力为2.5103，而约1 000 nm 的超细绿茶粉每g 清除活性氧的能力为0.71051.8105，即活性提高了100 倍。,又如超临界流体制备超细微粒法也是近年来迅速发展起来的新技术。由于该技术可以较准确地控制结晶过程，生产出的超细微粒粒径小且粒度分布均匀。目前超临界流体技术主要用于制备纳米药物。由于超临界流体大多使用CO2，该制备方法在食品加工中也有很好的应用前景。,5.1.2 微乳化技术和纳米胶囊制备技术,在一般情况下，将两种互不相溶的液体在表面活性剂作用
9、下形成的热力学稳定、各向同性、外观透明或半透明、粒径l100 nm 的分散体系称为微乳液，相应地把制备微乳液的技术称之为微乳化技术。自20 世纪80 年代以来，微乳的理论和应用研究获得了迅速的发展，微乳化技术已应用于微胶囊、纳米颗粒和纳米胶囊的制备。,纳米胶囊，也称毫微囊，是20世纪80年代以来发展起来的新技术，是微胶囊中具有纳米尺寸的新型材料。纳米胶囊颗粒微小，粒径一般在101 000 nm，易于分散和悬浮在水中，形成胶体溶液，外观是清澈透明的液体。纳米胶囊具有一定的靶向性，从而使所载的药物或食品功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织，以达到降低毒性、提高疗效的目的。纳米胶囊已被应用到医药
10、、香料阻燃剂、石油产品以及食品调味品等领域。制备纳米胶囊的方法主要有乳液中的界面聚合法、微乳聚合法、乳液中的界面沉积法、复相乳液溶剂挥发法和胶体模板上聚电解质的逐步沉积法。,5.1.3 分子自组装技术,所谓分子自组装是指分子与分子在平衡条件下，通过分子间非共价键的作用自发地结合成稳定的分子聚集体的过程。它是20 世纪80 年代后期科学家们在超分子化学的基础上提出来的。利用分子自组装技术制备纳米材料是最近几年才发展起来的新兴技术。由于分子自组装技术特殊的界面分子识别功能，在制备纳米材料时具有其独特优点。到目前为止，自组装技术已能用来制备纳米结构材料，如纳米团簇、纳米管、纳米环、纳米线、多孔纳米材
11、料、功能化纳米材料、功能化纳米级膜及有机/无机纳米复合材料。,5.1.4 纳米酶催化剂技术,酶是天然存在的纳米级生物催化剂，其被广泛应用于生物制药、食品、化工等领域，但由于酶的稳定性差和使用寿命短等问题，限制了其应用效率，因此，利用纳米材料固定化酶，用于食品工业，既可提高酶的稳定性，又可以提高酶的利用率和生产效率。,5.1.5 膜分离技术,纳滤是介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术，它的截留相对分子质量为2001000，孔径为几纳米。纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层，它比反渗透膜要疏松得多，且操作压比反渗透低。目前，利用纳滤技术，并结合超临界流体萃取技术和酶技术可从食品或天然产物中分离制备多种
12、营养和功能性成分，如功能性低聚糖、多不饱和脂肪酸、胡萝卜素和免疫球蛋白等。,5.2 纳米技术在食品机械中的应用,纳米技术目前在食品机械中的应用主要是作为食品机械中的润滑剂、纳米磁致冷工质和食品机械原材料中橡胶和塑料的改性。,5.3 纳米技术在食品保鲜和包装中的应用,为了提高新鲜果蔬的保鲜效果和延长货架寿命，通常在包装中加入乙烯吸收剂以减少包装中的乙烯含量。但目前所用的乙烯吸收剂作用效果并不理想。纳米级银粉正好具有催化乙烯氧化的作用，也就是说，在保鲜包装材料中加入纳米银粉，可加速氧化果蔬食品释放出的乙烯，减少包装中乙烯含量，从而达到良好的保鲜效果。,目前，关于纳米技术用于保鲜方面的报道主要是纳米
13、保鲜膜的研究，通过将具有一定抑菌性的无机纳米粒子(如纳米Ag2O 、ZnO、TiO2等)引入到基础材料(塑料)中，形成均匀分散的纳米复合膜材。,5.4 纳米技术在食品检测中的应用,食品分析是食品工业一个长久和重要的研究方向，在很大程度上影响着食品工业和食品科学的发展。纳米技术在食品分析领域也得以应用，并取得了普遍和快速的发展，例如纳米技术在HPLC分析中的应用。目前针对小剂量食品样品进行病原体的检测和定量化研究的传感器还面临着很大的挑战，亟待开发。基于此，纳米传感器以其特有的表面效应、体积效应和量子尺寸效应，在食品特异性检测和快速分析上具有巨大的应用前景。,基于纳米技术，一种准确高效的DNA
14、微序列分析方法得以建立。这种DNA 微序列分析技术是以高度多孔的硅酸盐支持物为基础，将从病原体中分离得来的样本与目标DNA 通过特定序列结合，来获得具体的DNA 序列信息，从而达到对病原体的鉴别。同样， Purdue 大学的研究人员研制出一种生物纳米传感器，通过生物蛋白与计算机硅晶片相结合，可以检测食品中化学污染物。研究表明，此传感器用于食品分析，具有很高的敏感度，可以达到对食品中的生物或化学污染的特异性检测。,7 食品货架期预测新技术,货架期，又称货架寿命、保质期、有效期等。 食品货架期是指当食品被贮藏在推荐的条件下，能够保持安全；确保理想的感官、理化和微生物特性；保留标签声明的任何营养值的
15、一段时间。 其受产品内部因素（包括微生物数量、酶类和生化反应等）、外部环境因素（包括温度、相对湿度、pH 值、压力和辐射等）以及包装材料与包装形式的影响。,在食品行业，货架期是个十分重要的指标。 一方面，食品生产企业为了提高市场竞争力、增加效益，会大力开发新产品，利用新工艺、新配方或者是新的包装等来延长食品的货架期。 另一方面， 随着消费者对食品质量要求的不断提高。 在原来必须满足安全的基础上，还提出了食品在货架期内应保留营养价值、感官变化最小等新的要求。 因此，对食品货架期的研究，包括食品在货架期内的品质变化、如何延长食品货架期和快速预测食品货架期的方法等都成为近些年来的研究热点。,现在已知
16、食品货架期的预测方法和预测模型有很多， 但大多数方法和模型只适用于一类食品。 因此要进行食品货架期预测，首先应了解研究对象的性质，即弄清楚预测食品的货架期主要受哪些因素影响；然后，再选择合适的方法和模型进行预测。本章主要就食品货架期预测的一些最新模型和技术进行阐述。,7.1 建立以温度为基础的动力学预测模型,在大多数情况下，温度是影响食品货架期的主要因素，而且是惟一不受食品包装类型影响的因素。 研究人员已经找到很多适合反映温度与食品品质变化的关系模型， 包括 Arrhenius 方程、WLF （Williams-Landel-Ferry）方程、Z 值模型法等。 其中，最常用的是 Arrheni
17、us 方程。,7.2 建立微生物生长预测模型,对于主要由微生物引起腐败变质的食品来说，货架期预测的核心是确定特定腐败菌（SSO）并建立相应的生长模型。 在此基础上，通过预测 SSO 的生长趋势就可以成功预测食品的货架期。,7.3 建立低水分食品的防潮包装模型,对于那些低水分的食品来说，预测货架期时需要建立吸湿等温模型。 需要注意的是，不同水分活度（aw）的食品，要使用不同的模型来描述各自的吸湿等温特性。 如 BET（Brunauer- Emmett-Teller）模型适合 aw在0.20.6 之间的食品 、GAB （Guggenherm-Anderson-deBoer）模型适合 aw在 0.1
18、0.9 之间的食品、直线模型适合 aw小于 0.8 的食品。,7.4 统计学方法,由于一些食品体系的复杂性或者指标的多样性，往往会遇到多个指标反而更难清晰地反映食品在贮藏过程中的品质变化的问题。这时，就需要借助统计学的知识 。,7.5 其它新技术方法,（1）英国的一些超级市场，在肉类和一些半成品上试用了一种可以检验食品新鲜程度的新型标签。 这种可粘贴标签由黄色的背影和一个绿色的圆环组成，绿色圆环中间涂有特殊的热敏颜料，热敏颜料在正常情况下为黄色，但过了固定的时间后或温度上升到一定值时，颜料会由黄色变成比周围的绿色圆环更暗的深绿色。消费者根据这一颜色变化可以直观地判断食品是否已过货架期。,（2）
19、美国发明了一种 Soleris 技术，种技术可以在 38 h 内准确预测巴氏灭菌奶的货架期，其效率是传统测试方法的 5 倍，并且 Soleris 技术在表明牛奶货架期方面比传统使用的 Moseley 质量保证测试方法更加有效。,（3）我国研究人员，联用预培养法及阻抗法，快速预测了盒装巴氏奶货架期，通过一定的预培养及适当提高反应温度，大幅度缩短了巴氏奶货架期的预测周期，从以前的 48 h 减少到 11 h14 h，最终得到的货架期预测结果较为准确、可靠，且操作步骤简单方便。,（4）近年来，国外食品界出现了一种 TTI 技术，即时间温度积分器(Time-Temperature Integrator
20、)或时间温度指示器(Time-Temperature Indicator)。 这是一种易于测量和观察的和时间温度变化相关的简单装置，其变化反映了食品全程或部分所处的温度情况。其反应原理是利用一些与温度相关的、并且是连续累积的变化，包括机械的、化学的、电化学的、酶反应、微生物等不可逆的变化，变化的结果最后通常以可见的物化现象如颜色变化等反映出来。 将这种技术应用在那些对温度比较敏感的冷藏、冷冻食品上，如鲜牛奶、冷鲜肉、海鲜产品等，可以作为很有前景的货架期预报装置。 现在有直接指示食品新鲜程度的延伸产品新鲜度指示器(Freshness Indicators)面市。,5）近年来 ，出现了一种分析 、
21、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器电子鼻(E-nose)。电子鼻常被用于检测果蔬成熟度、分析和识别茶叶及白酒等饮品、检测肉制品等研究。在此基础上，有研究人员结合食品的货架期研究，利用电子鼻预测了苹果的采后货架期、准确地区分了不同货架期的纯牛奶等。,8、食品生物技术,食品生物技术大致上可包括基因工程、细胞工程、酶技术和微生物发酵技术。,8.1 转基因技术,基因工程是指分子克隆或重组技术，是指用酶学方法，将异源基因与载体在体外进行重组，将形成的重组子转入受体细胞，使异源基因在其中复制表达，从而改造生物特性，大量生产出目标产物的高新技术。,能利用基因工程方法改良植物性食品原料，生产马铃薯固形物高于
22、普通种植的马铃薯。大豆经过基因工程改造后，提炼转基因大豆油更适合食用。还能利用基因工程，延缓果蔬成熟，控制果实软化，提高果蔬抗病抗冻能力。,8.2 细胞工程,应用细胞生物学方法，按照研究人员预定的设计，有计划地改造遗传物质和细胞培养技术，包括细胞融合技术、动物细胞工程和植物细胞工程大量控制性培养技术，以生产各种保健食品有效成分、新型食品和食品添加剂。,8.3 酶技术,利用酶的催化作用进行物质转化的技术，是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术。酶技术在食品工业中可用于：酶法改性用于食品质构的改善，酶解用于食品加工和食品配料的制备，酶转化用于功能因子和食品大分子的制备。新型酶制剂在食品加工中广泛
23、应用于如果汁澄清(果胶酶)，肉的嫩化(蛋白酶)，乳糖水解(乳糖酶)，蛋白质交联(谷氨酰转胺酶)等方面。可用于制备具有特殊生理功能的食品配料如低聚糖、活性肽、氨基酸等。,酶技术的研究热点包括：固定化酶催化技术，符合食品要求的固定化载体的开发，固定化方法、因素和应用的研究；非水相酶催化技术，酶稳定性和体系微水分控制技术研究，食品及相关领域的应用研究；高效酶膜反应技术，酶膜反应器的参数研究。,8.4 微生物发酵技术,微生物发酵技术的总走向是自然发酵工艺，控制发酵技术，传统食品发酵，和使用工业化发酵剂。研究热点在于：微生物资源的开发和利用提高菌种活力和转化率，重点是乳酸菌(发酵乳、发酵肉制品)；优良微
24、生物发酵剂的研究和应用，包括菌种筛选、生长特性研究、高密度培养、发酵剂制备。,在食品工业上主要用于生产食品用酶和蛋白质，调味品等；发现和利用益生菌制造新一代功能性食品，如肠道益生菌及在降糖、降血脂、降胆固醇、降血压方面的功能；生产天然的食品配料和添加剂，如天然色素(如红曲)、香精和生物防腐剂(如Nisin、纳他霉素、聚赖氨酸)等。,9、食品检测新技术,9.1 样品的预处理新技术,样品的预处理主要包括提取与净化，提取是将样品中的农药溶解分离出来的操作步骤，净化是将待测物与干扰杂质分离的过程。特别是提取，对于后续的检测至关重要。常规提取方法有浸渍- 振荡法、索氏抽提法、萃取法和超声波提取法。近几年
25、来，人们也在致力于新的提取方法的研究，如超临界流体萃取、固相微萃取、基质固相分散萃取、加速溶剂萃取、凝胶渗透色谱等方法。,（1） 超临界流体萃取,这种方法避免了大量溶剂的使用, 提高了萃取的选择性, 缩短了分析时间, 广泛应用于检测植物、动物组织、果实、土壤、水等样品中多种杀虫剂、杀菌剂和除草剂的前处理。,（2） 固相微萃取(SPME),固相微萃取法是在固相萃取的基础上发展起来的崭新的萃取分离技术，主要和气相色谱以及液相色谱联用。SPME 是指在进样器的针头部分涂一层固定液或键合一层固定相，直接将其插入液体样品或样品的顶空，萃取、浓缩有机化合物后，将进样器直接插入 GC氯相色等进样口加热，使被
26、测物进入分析器进行测定。SPME 集采集、浓缩于一体, 具有简单、方便、无溶剂、不会造成二次污染的优点，广泛用于食品中残留农药提取。,（3） 基质固相分散萃取,基质固相分散萃取的原理是将涂渍有 C18等多种聚合物的担体固相萃取材料与样品一起研磨，得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。其优点是简单方便、通用性好、发展潜力大，广泛应用于食品中农残的预处理。,（4） 加速溶剂萃取 (ASE),加速溶剂萃取是在升高温度和压力条件下，增加物质的溶解度和溶质的扩散效率，提高萃取效率的自动化方法。其过程是将常用的有机溶剂由泵注入已填充样品的萃取池后，加温加压
27、，数分钟后，萃取液由载气吹入收集瓶中。ASE 具有方便、快速、溶剂用量少、回收率高、重现性好的优点，有效应用于固体和半固体的样品( 如蔬菜、鱼肉、水果、茶叶等) 的前处理。,（5）凝胶渗透色谱,凝胶渗透色谱基于体积排阻的分离机理，利用有机溶剂和疏水凝胶大分子( 主要是交联二乙烯基苯-聚苯乙烯共聚物)，从样品中提取分离不同分子量干扰物的一种常用有效分离技术。由于自动化程度高，净化效率较好，回收率较好，广泛用于含类酯类农残的前处理，如牛奶、动物脂肪、食品蛋白、食用油、红辣椒等。,（6）分子印迹聚合物技术,分子印迹聚合物是在印迹分子(模板分子)存在条件下，通过与合适的功能单体发生交联作用形成高分子聚
28、合物网络，然后采用适当的方法将印迹的分子去除，最终得到的一种合成聚合物。分子印迹技术对于目标化合物的鉴定不仅拥有较高的选择性和特异性，而且具有良好的热稳定性和较强的自动化性能。,（7） QuEChERS 技术,QuEChERS(quick, easy, cheap, effective, rugged and safe)方法最早是由 Anastassiades 等提出，用于非脂肪基质(水果和蔬菜)中的农药残留分析。此方法采用乙腈为提取液，以分散SPE进行净化，能有效减少样品量和溶剂消耗量，其操作比较简单、费用较少、分析迅速，在谷物及其相关食品基质的分析中得到了广泛的应用。,9.2 仪器检测新技
29、术,20 世纪 50 年代，食品分析方法局限于化学法、比色法和生物测定法。这些检测方法缺乏专一性，灵敏度也不高。20 世纪 60 年代以来，食品的分析检测方法经历了许多演变，由填充柱气相色谱技术配合各种高灵敏度的检测器，到 20 世纪 70、80 年代的高效液相色谱，现在已有薄层色谱法、光度法、气相色谱-质谱联用法、液相色谱- 质谱联用法。最近几年来，毛细管电泳、QuEchERS 方法、免疫分析法、生物传感技术等新技术也相继起步。,（1）毛细管电泳(CapillaryElectrophoresis，CE),毛细管电泳，也称为高效毛细管电泳( High Per-formance Capillar
30、y Electrophoresis，HPCE)，是近年来发展起来的一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析方法，是现代分析化学研究的前沿领域之一。是利用液体介质中的带电粒子在电场作用下迁移速度不同而进行分离的方法。毛细管电泳具有高灵敏度、高分离度、分析速度快和样品用量少等特点。近十年来，在农药残留的分析检测中有了长足的发展。,（2）单极质谱检测技术,色谱-质谱法结合了色谱的高效分离能力以及质谱的确证技术，最多可以同时检测 100 多种化合物，是近年来广泛应用的多组分农药残留检测的常用定量方法和确证技术。采用 GC-MS 技术可分析粮谷、蔬菜、水果、茶叶、饮料、动物源性食
31、品以及加工食品等多种基质中的农药残留，所分析的目标化合物的种类可以囊括有机磷类、有机氯类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类、酰胺类以及唑类等多种农药。,（3）串联质谱检测技术,串联质谱通常采用多反应监测模式(MRM)进行定性和定量，其利用母离子和子离子一一对应的特征关系，使得 MRM 模式比单级质谱的选择离子检测(SIM)模式具有更出色的灵敏度和准确性，更多的用于样品的确证及未知化合物的定性方面。研究表明，GC-MS/MS不仅可以有效地排除基质干扰，降低方法的检测限，而且有利于简化前处理过程，提高检测效率，近年来广泛应用于不同基质中多组分农药残留的痕量检测及未知化合物的确证。,（4）飞行时间质谱检测
32、(TOF-MS)技术,TOF-MS 具有极快的扫描速度和较高的灵敏度，能够获得样品的全扫描质谱图和精确质量数，并通过精确质量数对化合物进行定性，对分析对象不存在质量范围限制，将其与色谱仪联用后作为高分辨检测设备，已经在食品安全研究领域开始得到广泛应用。,（5）全二维气相色谱质谱检测,全二维气相色谱(GC*GC)具有高分辨、高灵敏度、高峰容积等优势，特别适合分析复杂体系，再结合 TOF-MS 的高采集频率，使其具有更高的灵敏度和选择性，在已知化合物的精密确证和未知化合物的筛选方面具有其独特的优势，已应用于石化、烟草、酿酒、天然产物等领域的研究。近年来，其逐渐被应用于食品安全检测方面。,（6）核磁
33、共振技术,固体13C 核磁共振技术在食品科学研究中的应用主要包括食品成分分子结构解析、食品品质评价及功能特性测试。,（7）太赫兹时域光谱技术,太赫兹时域光谱（terahertz time domain spectroscopy，简称THz-TDS）技术是基于飞秒激光技术的新型光谱测量技术，它通过物质在THz 波段的吸收特征可有效分析物质的结构和成分等相关信息。针对食品安全检测需求，采用THz-TDS 技术进行了典型食品添加剂和非法添加剂的THz 波谱分析与鉴别研究。,9.3 免疫分析新技术,随着全球食品安全问题的关注程度越来越高，食品中污染物和危害物的检测越来越重要，这就需要快速、准确、灵敏、
34、能进行多组分分析的检测技术。免疫检测技术是近几年发展起来的新技术，是将免疫反应和现代测试手段相结合而建立的超微量测定技术。免疫分析法就是基于抗原、抗体的特异性识别和结合反应为基础的分析方法，它具有特异性强、灵敏度高、方便快捷、分析容量大、检测成本低、安全可靠等优点，已成为21世纪最具竞争性和挑战性的检测分析技术。目前，应用到食品安全检测领域的免疫分析方法除了传统的放射免疫分析、酶联免疫分析、荧光免疫分析、发光免疫分析外，还出现了分子印迹技术、流动注射免疫分析、免疫-PCR技术、免疫传感器技术及多组分免疫分析等新方法。,9.3.1 分子印迹技术,抗体作为一种高选择性分析试剂，是免疫分析的关键物质
35、。但是，作为一种生物试剂（蛋白质），抗体的研制过程复杂，周期长，存在诸多难以预测的生物因素；并且抗体的理化性质不稳定。最近，在分析化学领域出现了一种分子印迹 技术，它利用化学手段合成一种高分子聚合物 分子印迹聚合物，它能够特异性吸附作为印迹分子的待测物，在免疫分析中可以取代生物抗体，被科学家誉为“塑料抗体”。与生物抗体比较，分子印迹聚合物具有稳定性好、制备周期短、费用低、易于保存和可在粗糙环境中应用等优势。,9.3.2 流动注射免疫分析法9.3.3 免疫PCR技术9.3.4 免疫传感器9.3.5 多组分分析物免疫分析,9.4 分子生物学检测方法,（1）DNA探针,DNA探针法即将两条碱基互补的
36、DNA链在适当的条件下形成杂交，通过检测待测样品与标记性DNA探针之间形成的杂交分子来判断样品中是否存在致病菌，测定放射性或荧光强度可以得出样品中致病菌的个数。,（2）PCR技术,PCR在发展过程中衍生出近几十种不同类型的PCR，本文就简单介绍几种在检测致病菌时常用的类型。多重PCR是在同一PCR反应体系中加入两对或两对以上的引物，可同时扩增出多个核酸片断供检测。,实时荧光PCR是在传统的PCR体系中加入一条能与扩增模板特异性结合的标记了2个荧光基团的探针，并在传统的PCR仪上增加荧光信号检测系统。竞争PCR是将不同浓度的竞争模板和一定量的靶模板混合后进行扩增，用两种扩增产物的比值作竞争曲线，
37、从曲线上得出靶模板的含量，从而实现细菌的定量检测。,（3）DNA 微矩阵法,DNA微矩阵是由许多对目标DNA有特异性的寡核苷酸探针按照一定序列固定在固相支持介质上组成的，并采用荧光标记的方法来提高探针- 目标DNA杂交的检测灵敏度。,9.5 生物芯片在食品安全检测中的应用,生物芯片的概念源自于计算机芯片。狭义的生物芯片是指包被在固相载体(如硅片、玻璃、塑料和尼龙膜等)上的高密度DNA、蛋白质、细胞等生物活性物质的微阵列，主要包括cDNA、微阵列、寡核苷酸微阵列和蛋白质微阵列，这些微阵列是由生物活性物质以点阵的形式有序地固定在固相载体上形成的，在一定条件下进行生化反应、反应结果用化学荧光法、酶标
38、法、同位素法显示，再用扫描仪等光学仪器进行数据采集，最后通过专门的计算机软件进行数据分析。广义的生物芯片，除了上述被动式微阵列芯片之外，还包括利用光刻技术和微加工技术在固体基片表面构建微流体分析单元和系统，以实现对生物分子进行快速、大信息量并行处理和分析的微型固体薄型器件。,9.6 生物传感器技术,生物传感器是利用生物活性物质，如酶、抗原、抗体、细胞、组织等作为传感器的识别元件，与样品中的待测物质发生特异性反应，通过适当的换能器将这些反应( 形成复合物、发色、发光等)转换成可以输出检测的信号( 电压、频率等) ，通过分析信号对待测物进行定性和定量检测。近几年来，生物传感器技术在食品中农药残留的
39、分析检测中逐渐发展起来。与其他分析检测方法相比，分析器件具有体积小、成本低、选择性及抗干扰能力强、响应快等优点，也可同时检测多个样品，灵敏度高，因而生物传感技术在快速检测中得到了更广泛的研究和应用。,9.7 电子鼻和电子舌,人工嗅觉系统俗称电子鼻，是一种受生物嗅觉原理的启发，将现代传感技术、电子技术和模式识别技术等紧密结合研制成的新颖仿生检测仪器。电子鼻通常由交叉敏感的化学传感器阵列和适当的模式识别算法组成，可用于检测、分析和鉴别简单或复杂气味。从Persaud和Dodd的开创性工作至今短短二十多年中，它以快速、简单、客观和廉价的特点，已经在食品加工、环境监测、公共安全和医学诊断等诸多领域得到
40、应用。,电子舌是用类脂膜作为味觉传感器，以类似人的味觉感受方式检测味觉物质。其在食品新鲜度检测、果蔬成熟度评价及饮料、酒类识别等方面有着广泛的应用。,9.8 无损检测技术,9.8.1 核磁共振技术,9.8.2 近红外光谱技术,当前食品行业存在诸多安全问题，采用一种快速、无损、操作费用低的分析技术辅助食品监管部门的工作是大势所趋。近红外光谱技术日渐成熟，是一种实时、高效，而且具有能够胜任理化性质和成分测定的特点逐渐应用到食品品质的分析中。,9、包装新技术,食品工业的快速发展以及人们经济、生活水平的不断提高，使得我们对于食品安全、新鲜、品质等方面的要求也越来越高。因此，食品包装新技术的研究与开发应
41、用也受到越来越多的关注，各种食品包装新技术、新材料应运而生。,9.1 可食性包装,白色污染一直以来都是环境保护的热点话题，因此，如何避免包装材料对环境造成污染也是人们关注的一个问题。近几年来，可食性包装技术得到了众多专家的青睐，可食性包装材料的研究已成热门。,英国剑桥大学的专家，研究出了一种可与果蔬一起食用的包装膜。这种可以涂在水果表面的包装膜，是由糖类、油和纤维酶等原料经加工制成的半透明溶液。将待储存的果蔬充分清洗干净后，放入稍微加热后的上述溶液中，浸泡后取出，在果蔬表面就会形成一层薄得几乎看不见的密封保护膜。这层密封保护膜，可以有效阻止O2的进入和细菌的侵蚀，不仅可以延长水果蔬菜的保鲜贮存
42、期，防止果蔬腐烂，而且可以同水果蔬菜一同食用。,近年来，国内科研领域发明了一种可溶可食玉米淀粉复合包装膜。这种新型可食性包装材料主要由玉米淀粉、大米淀粉、魔芋粉、明胶、聚乙二醇等原料制成，其中玉米淀粉含量达 50% 以上，因此，从原料角度来说，其具有来源广泛、节约成本的优点。此外，与其他可食性包装材料比较，这种材料具有热封性良好，能有效地阻止O2的进入，抗渗透性能较好等特点。,9.2 气调包装技术,气调包装的原理是利用具有良好的气体阻隔性能的包装材料对新鲜食品进行包装，再在食品包装容器内充入一定比例的气调保鲜混合气体，从而改变包装容器内部气体环境，有效地抑制微生物的生命活动，延缓食品在物化方面
43、发生质量下降的速度，进而延长食品的保质期。,9.3 生物降解材料包装,目前食品包装行业所采用的包装材料大多为石油基塑料或高分子材料，这类包装材料并不能完全得到降解和回收，故不可避免地会造成环境污染。生物可降解高分子材料的出现，为解决这一问题提供了有利条件。生物分解树脂包装近年来也有较多研究，日本学者研究出一种 “玉米淀粉树脂”包装材料。这种材料是以玉米为原料，经过塑化等工艺制成。其可通过生化分解、昆虫吃食和燃烧等方式得到处理，从而减轻了 “白色污染”的危害。,9.4 纳米包装技术,所谓纳米包装就是应用纳米技术，采用纳米复合包装材料，使包装具有超级功能或奇异特性的一类包装总汇。在包装材料 ( 如
44、塑料及复合材料) 中采用纳米技术添加纳米微粒或晶体即可得到纳米包装材料，其具有以下优点: 纳米材料往往具有除异味、杀菌消毒的作用，可有效地延长包装食品的保质期；纳米材料可以有效地提高食品包装容器的加工性能；纳米材料能优化保鲜包装性能等。,9.5 食品保鲜包装新技术,保鲜包装，顾名思义就是包装需要在一定程度上保持食品的新鲜度，以保证食品的品质，提高食品的商品价值。,9.6 食品新鲜度指示型智能包装,近年来，国内外许多学者和专家都致力于一种新型的智能化食品包装研究，该包装在保证食品品质、延长保质期和给予消费者明确的信息方面有着较好的效果。虽然商业化的食品新鲜度指示型智能包装还不多见，但现有的研究成
45、果可为商业化生产食品新鲜度指示型智能包装提出一些有价值的构想（如可通过直接检测引发食品腐败的微生物的存在或是检测微生物腐败气体的含量变化来判断食物的新鲜度等），且这些构想已经被应用或将很快被应用到食品包装的实际生产之中。,9.6.1 微生物敏感型智能包装,食品是营养物质的综合载体，当其暴露于自然环境中时，就会成为各类微生物的营养来源，并且会使食品发生水解和氧化反应，进而导致食品腐败。因此，针对特定微生物的检测，可以及时反应各类食品遭受微生物侵害的情况，进而指示食品的新鲜程度。,9.6.2 二氧化碳敏感型智能包装,二氧化碳是某些微生物生长过程中的主要代谢产物，如乳酸菌。在奶制品及发酵类产品中，二
46、氧化碳的出现意味着食品品质的下降，因此，对二氧化碳的检测可有效指示食品的新鲜程度。针对二氧化碳的检测多是根据pH 值的变化来进行的。二氧化碳是一种酸性气体，当食品腐败释放出二氧化碳时，包装空间内的 pH 值会迅速降低，pH 指示剂随之发生明显的颜色变化。,9.6.3 挥发性含氮化合物敏感型智能包装,挥发性含氮化合物是动物性食品由于本身存在的酶类使其中的蛋白质分解为多肽，并进一步分解为氨基酸；同时，在自身所含的及外界侵染的微生物作用下引起蛋白质分解，发生脱氨脱羧等作用，最终形成的一类碱性物质，其主要成份是含氮的酸和脂肪酸以及少量胺类等。挥发性含氮化合物的测定，是国际通用的评价肉类及鱼类等食品新鲜度的经典方法。,9.6.4 硫化氢敏感型智能包装,有研究表明，硫化氢和其他硫化物是肉类被假单胞菌和交替单胞菌等微生物分解后所产生的。在真空包装的肉类产品中，硫化氢还可显示某种乳酸菌的生长情况。挥发性硫化物被认为是鸡肉类食品产生腐臭气味的主要原因。因此，硫化氢的含量可以表示肉类食品的新鲜度。,9.6.5 乙烯敏感型智能包装,乙烯广泛存在于植物的各种组织和器官中，它是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。水果成熟的过程中会释放出乙烯，因此，乙烯在某种程度上可以指示水果的成熟度。,
