Page 10 - 食品科学技术学报2019年第4期
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6 食品科学技术学报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2019 年 7 月
体分析能力,更能揭示生物体的生理生化状态,反映 测的热点技术 [99] 。
外界环境对食品成分产生的微小差异,且代谢物数 根据检测原理的不同,无损检测技术大致可分
目远远小于基因和蛋白质的数目,有利于建立代谢 为光学特性检测技术、声学特性检测技术、电学特性
物数据库进一步研究分析。 检测技术、电磁与射线检测技术、视觉(图像) 信息
对代谢物的分析主要分为靶标分析和非靶标分 检测技术、嗅觉味觉信息检测技术、生物传感器技术
析 [89] 。 非靶标分析是通过分析尽量多的代谢物以 等几大类,而基于无损检测的食品表征识别与鉴伪
期寻找到具有统计学意义的特征标记物来反应样品 技术主要有中红外光谱和近红外光谱技术、计算机
状态 [90] 。 靶标分析则是预先提出假设,去除无关代 视觉技术、高光谱技术、拉曼光谱技术、核磁共振技
谢物后针对特定的标记物进行研究并验证假设 [91] 。 术,及超声波检测技术、电子鼻/ 电子舌智能感官技
两种分析方式常根据研究目标不同结合使用,在特 术等 [100 - 101] ,涉及物性学、信息技术、人工智能、计算
征物不明确的情况下通常先采用非靶标分析方法, 机技术、传感技术、光谱技术等多学科领域。
实现轮廓判别,后续根据需要再针对一种或多种靶 基于无损检测的食品表征识别与鉴伪技术近年
标物质进行判别。 已广泛应用在农畜产品、果蔬产品的新鲜度、品质检
代谢组学常用的检测技术包括振动光谱技术、 测、感官评估和有害物质检测等方面 [101 - 104] 。 由于
色谱 - 质谱联用技术、核磁共振技术等,基于不同技 农产品形状各异、内部成分复杂且含量不均衡,且往
术得到复杂而庞大的多维数据,而真实有效数据的 往含有多种官能团且多有相似分子结构,测量信号
获得则依赖于样品多样性和真实性。 对于数据的后 交叉重叠,无法直接测得食品农产品中各物质的含
续深度挖掘和分析是代谢组学研究的另一个重要部 量,因此需要运用化学计量学将测量信号与典型样
分 [91] ,考虑到代谢组分析数据的复杂性,简单的线 品的已知质量参数进行关联,通过大量典型样品测
性拟合有时结果并不理想,需要采用新的高维数据 量数据建立定量分析模型,才能用于样品定量检
分析方法,如将支持向量机、随机森林和遗传算法结 测 [100] 。 此外,不同无损检测技术存在不同的瓶颈
合起来进行变量筛选,以获得准确率、预测能力、稳 问题 [90,105] ,如光谱检测中需要建立完善的标准谱
定性及适应性更好的评估模型 [92 - 93] 。 库,射线技术检测中要有效排除干扰因素,超声波检
在食品真伪鉴别领域,代谢组学在物种及品种 测需开发稳定的信号系统,计算机视觉检测中光源
鉴定、产地鉴定、品质鉴别、掺假掺杂鉴定以及食品 的选择、电子鼻检测中新型传感器的研发等,这些问
加工方式、原料属性及来源、功能食品的功效评价鉴 题的研究和解决,将使无损检测技术在食品质量与
别等方面已得到应用 [94 - 98] 。 目前,这类技术研究比 真伪鉴别领域发挥越来越大的作用。
重较大,但实验结果会受到品种、产地、收获季节、原
料环境、加工条件、贮运包装方式等很多因素的影 3摇 我国食品打假鉴伪科技存在的主要
响,常需要大量已知样品建立模型 [90] ,但模型通用 问题和建议
性不强,急需突破样本代表性等瓶颈问题。 构建全
面准确的代谢产物数据库,并与基因组、蛋白质组等 摇 摇 近年来,我国食品打假鉴伪技术发展迅速,在一
数据库相互衔接,形成系统生物学数据链,将使基于 定程度上改变了加工农产品和食品真伪鉴伪、品种
代谢组学的食品表征识别与鉴伪技术走向成熟。 鉴定、产地鉴别、品质评价标准缺乏、指标混乱的局
2郾 4摇 基于无损检测的食品表征识别与鉴伪技术 面等。 但与现实需求相比,还有很大差距,食品打假
无损检测是指在不破坏待测物原有状态和物理 鉴伪处在问题“多发期冶 与监管工作“薄弱期冶 相叠
化学性质的前提下,通过光、声、电、磁和力等手段获 加的特殊时期。
得多种物理化学信息,经过对数据的归一分类,实现 3郾 1摇 食品打假鉴伪整体部署严重不足,急需强化顶
对待测物的测定。 无损检测技术具有操作方便和易 层设计能力统筹布局
实现在线检测的优点,在获取样品信息的同时保证 目前对食品打假鉴伪技术的研发大多处于自发
了样品的完整性,且能有效地判断出某些从外观无 阶段,国家科技计划中只有零星支持。 而美国创新
法得出的样品内部品质信息,检测速度又较传统的 战略、欧盟第八个科研框架计划欧盟科研与创新框
化学方法迅速、绿色,也因此成为近年来食品品质检 架计划“地平线 2020冶 和日本第四期科学技术基本
