食品化学在食品检测中的应用

食品化学在食品检测中的应用 食品化学是从化学的角度和分子水平上研究食品的组成、结构、理化性质、营养和安全性以及它们在生产、加工、贮藏、运输、销售过程中发生的变化，以及这些变化对食品品质和安全性影响的一门基础应用科学；并为改善食品品质、开发新的食物资源、革新食品加工工艺和贮运技术、科学调整膳食结构、改进食品包装、加强食品质量控制及提高食品原料加工和综合利用水平奠定理论基础的课程。是食品科学与工程、食品质量与安全专业本科学生的一门重要的专业基础课。食品化学是多学科相互渗透的学科，与化学、动植物学、预防医学、食品营养与卫生、高分子化学、环境化学和分子生物学等学科有着密切而广泛的联系。 本课程为学生进一步学习食品加工与保藏的理论和技术提供一个必要的基础，同时也为今后从事食品加工、保藏和相关领域的研究和产品开发打下一个较宽广的理论基础。 学习和掌握食品主要组分的结构、性质和在加工保藏过程中的变化以及这些变化对食品品质、营养和保藏稳定性的影响，同时在一定程度上学习和掌握控制这些变化的要求和方法。学习和掌握食品中水的存在形式、水分活度和食品稳定性的关系等；主要的单糖、低聚糖和多糖的结构及其在食品中的功能，以及食品加工保藏过程中主要的碳水化合物反应；脂类物理性质、化学性质及其对食品感官品质、安全及保藏稳定性等的影响；蛋白质的结构及其与食品相关的功能性质、蛋白质变性以及食品加工保藏过程中蛋白质结构与功能的变化和控制；维生素和矿物质在食品加工和贮藏中的变化；天然色素（叶绿素、血红素、花色苷、类胡萝卜素）的结构、性质和在食品加工保藏中的变化、作用和控制；食品的酶促褐变、非酶褐变的机制、影响因素及应用控制。一般了解许可应用于食品的着色剂的结构、性质和应用规范；食品风味的概念、主要形成途径及各类食品的典型风味物质。食品检验：检验标准的制定，快速分析，生物传感器的研制，不同产品的指纹图谱等。产品检验标准制定第一条制定检验标准得目的：使检验人员有所依据，了解如何进行检验工作，以确保产品质量。第二条检验标准的内容检验标准的内容应包括下列各项：1使用范围2检验项目3质量基准4检验方法5抽样计划6取样方法7群体批经过检验后的处置8其它应注意的事项第三条检验标准的制定与修正由工程单位、质量管理单位制定第四条检验标准内容的说明1适用范围：列明适用于何种进料（含加工品）或成品的检验。 2检验项目：将实施检验时，应检验的项目列出。 3质量基准：明确规定各检验项目的质量基准，作为检验时判定的依据，如无法以文字述明，则用限度样本来表示。 4检验方法：说明在检验各项检验项目时，是分别使用何种检验仪器量规或是以官感检查（例如目视）的方式来检验，如某些检验项目须委托其它机械代为检验，亦应注明。5抽样计划：采用何种抽样计划表（例如计数值用MIL-SID-105D、计量值用MIL-STD-414）。6取样方法：抽取样本，必须由群体批中无偏倚地随机抽取，可利用乱数来取样，但群体批各制品无法编号时，则取样时必须从群体批任何部位平均抽取样本，如闭起眼睛似地取样。7群体批经过检验后的处置：（1）属进料（含加工品）者，则依进料检验规定有关要点办理（合格批，则通知仓储人员办理入库手续；不合格批，则将检验情况通知采购单位，由其依实际情况决定是否需要特采）。（2）属成品者，则依成品质量管理作业办法有关要点办理（合格批则入库或出货，不合格批退回生产单位检修）。8其它应注意事项（1）如检验时必须按特定的检验顺序来检验各检验项目时，则必须将检验顺序列明。（2）必要时可将制品的蓝图或略图，附于检验标准中。（3）详细记录检验情况。（4）检验时于样本中发现的不良品，以及于群体批次中偶然发现的不良品均应与良品交换。（5）其它。第五条附则第六条本办法经质量管理委员会核定后实施，修正时亦同。生物传感器的研制 生物传感器的工作原理是以固定化的生物成分(如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原)或生物体本身(如细胞、微生物、组织等)为敏感材料，与适当的化学换能器相结合，用于快速检测物理、化学、生物量的新型器件。根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA传感器等。生物电化学传感器研究摘要：生物电化学传感器是生物传感器中研究最早、种类最多的一个分支,它具有专一、高效、简便、快速的优点,已应用于生物、医学及工业分析等方面。其工作原理是以固定化的生物成分(如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原)或生物体本身(如细胞、微生物、组织等)为敏感材料，与适当的化学换能器相结合，用于快速检测物理、化学、生物量的新型器件。根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA传感器等。1.生物化学传感器基本工作原理传感器通常由敏感(识别)元件、转换元件、电子线路及相应结构附件组成。生物传感器是指用固定化的生物体成分(酶、抗原、抗体、激素等)或生物体本身(细胞、细胞器、组织等)作为感元件的传感器。电化学生物传感器则是指由生物材料作为敏感元件,电极(固体电极、离子选择性电极、气敏电极等)作为转换元件,以电势或电流为特征检测信号的传感器。由于使用生物材料作为传感器的敏感元件,所以电化学生物传感器具有高度选择性,是快速、直接获取复杂体系组成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技术、食品工业、临床检测、医药工业、生物医学、环境分析等领域获得实际应用。敏感材料是对目标物进行选择性作用的生物活性单元。最先被使用的是具有高度选择催化活性的酶。酶或是以物理方法(包埋、吸附等)，或是以化学方法(交联、聚合等)被固定在化学传感器的敏感膜中，然后，以化学电极作为换能器测定酶催化目标物反应所生成的特定产物的浓度，从而问接地测定目标物的浓度。随着物理检测手段的引入，人们已成功地把抗体、DNA聚合物、核酸、细胞受体和完整细胞等具有特异选择性作用功能的生物活性单元用作了敏感材料。2.生物化学传感器的发展历史与现状1962年，Clark在纽约自然科学学会的论文集中首次提出了“在化学电极的敏感膜中加入酶以实现对目标物进行选择性分析”的设想。1967年，Updike等人把葡萄糖氧化酶固定化膜和氧电极组装在一起，制成了第一代生物传感器。经过40年地不断发展，随着研究的深入，各种物理手段不断地被引入到生物传感器，当今的生物传感技术日新月异。1975年，热酶探针(thermalenzymeprobe)和酶热敏电阻器(tnzymethermistor)分别研制成功。20世纪70年代起，人们就开始寻求一种可以直接捕捉敏感源与目标物之间结合过程(如，抗体与抗原的结合)的换能器。直到1983年，Leiberg等人发表了一篇采用表面等离子体共振(SPR)技术实现实时监测亲合反应的报道后，这一问题才得到解决，这一技术随即促成了免疫传感器的产生。1984年，Turner等人报道了用二茂铁及其衍生物作为氧化还原酶的介体以制造廉价酶电极的方法。很快MediSense公司便以此为基础发展了能大规模生产具有高重现性酶电极的丝网印刷技术，该技术推动了生物传感器的发展。20世纪90年代初，生物传感器的研究进入第二阶段，这时期的生物传感器为第二代。第二代生物传感器的特点是使用抗体或受体蛋白作分子识别组件，换能器的选用则更为多样化，诸如场效应管(FET)，光纤(FOS)，压电晶体(PZ)，声表面波(SAW)器件等。1996年，Turner等人研制的一种以DNA为敏感源的传感器，利用液晶分散技术，将DNA聚阳离子配合物固定在换能器上，所有能影响DNA分子间交联度的化学和物理因素均能被灵敏地捕获，并反映为一个强的、具有“指纹”结构的圆二色谱吸收峰。2l世纪发展的生物传感器为第三代产品，随着微加工技术和纳米技术的进步，生物传感器不断地向微型化、集成化方向发展，便携式测试仪已得到快速发展。当今，纳米材料在生物传感器中的应用，使其研究进入崭新阶段。我国生物传感器研究始于20世纪80年代初，20世纪90年代是我国生物传感器应用取得较大发展的l0年，山东省科学院生物研究所是国内首家在该方面研究开发取得成功的单位，从1983年到1998年已研制成功了l0多项产品，有的成果达到国际先进水平。以SBA_40型和50型生物传感分析仪为代表，仪器集成了许多智能化操作程序，其主程序可方便地满足多种自动测定要求。具有多酶协同作用的复合酶膜生物传感器，通过自动测定程序实现了糖化酶活性的快速自动测量，应用双电极一差分的方法实现了难以分析的生化样品测定，包括尿素、谷氨酰胺、淀粉、蔗糖、乳糖、麦芽糖等。快速分析 利用物质的化学反应为基础的分析称为化学分析化学分析历史悠久是分析化学的基础又称为经典分析化学分析是绝对定量的根据样品的量反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系通过计算得待测组分的量而另一重要的分析方法仪器分析是相对定量根据标准工作曲线估计出来指纹图谱指纹图谱是一种综合的，可量化的鉴定手段，它是建立在化学成分系统研究的基础上，主要用于评价中药材以及中药制剂半成品质量的真实性，优良性和稳定性，中药及其制剂均为多组分复杂体系，因此评价其质量应采用与之相适应的，能提供丰富鉴别信息的检测方法，建立指纹图谱将能较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量，进而对质量进行整体描述和评价，在此基础上，如果进一步开展谱效学研究，可使质量与其效果真正结合起来，有助于阐明作用理，总之，指纹图谱的研究和建立，对于提高质量，促进现代化具有重要意义。2 食品科学与工程122 王智 125242816