21世纪是科技大爆炸的时代,在这场科学技术占明显地位的“星球大战”中,全世界各国越来越重视发展本国科技创新以及科技应用。信息技术的集成化,以及互联网大数据的应用,都使得检测领域走向更加智能化。在食品安全检测行业,一种更加先进的检测技术已经走进寻常百姓家,这就是智能传感器。
传感器是一种检测装置,能检测被测量的信息,并将其按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器技术就是通过这种传感器装置进行检测的技术。传感器技术是信息获取的重要手段,与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。
技术创新,引发传感器革命。如今,传感器已被广泛应用于人类生活的各个部分,如工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、环境监测、医疗诊断、交通运输、家用电器等。因为其微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的特点使得传感器技术得以充分发挥其神奇功用。而现在,人们的生产生活早已经与传感器形成了紧密的联系,传感器也将给我们的生活带来更多精彩。
目前,传感器在检验检测领域应用极为广泛,而在食品安全行业则具体表现为以下五点内容:
(1)食品成分分析:在食品工业中,已开发的酶电极型生物传感器可用来分析白酒、苹果汁、果酱和蜂蜜中的葡萄糖。Niculescu等人研制出一种安培生物传感器,可用于检测饮料中的乙醇含量。在目前进行的实验中,该生物传感器对乙醇的测量极限为lnM。如果这一传感器得到发展,那么日后假酒的情况应该就会减少很多了。
(2)食品添加剂的分析:采用亚硫酸盐氧化酶为敏感材料制成的电流型二氧化硫酶电极可用于测定食品中的亚硫酸盐含量,测定的线性范围为0—6的四次方mol/L。又如饮料、布丁、昔等食品中的甜味素,Guibault等采用天冬氨酶结合氨电极测定,线性范围为2×10的负五次方—1×lO的负三次方mol/L。此外,也有用生物传感器测定色素和乳化剂的报道。这标志着我国乃至全球的食品安全的问题将会大大降低。
(3)农药残留量分析:目前,Yamazaki等人发明了一种使用人造酶测定有机磷杀虫剂的电流式生物传感器,Albareda等用戊二醛交联法制成一种可用于直接检测自来水和果汁样品中两种农药的残留生物传感器。这样一来,人们所担心的农药残留问题变会得到很大的改善,当然,对农药残留的检测分析仍然还需进一步实验加强其精确度,并最终将其市场化。
(4)微生物和毒素的检验:食品中病原性微生物的存在会给消费者的健康带来极大的危害,食品中毒素不仅种类很多而且毒性大,大多有致癌、致畸、致突变作用。例如,食用牛肉很容易被大肠杆菌所感染,因此,需要快速灵敏的方法检测和防御大肠杆菌。目前,光纤生物传感器就可以在几分钟内检测出食物中的病原体(如大肠杆菌)。还有一种快速灵敏的免疫生物传感器可以用于测量牛奶中双氢除虫菌素的残余物,它是基于细胞质基因组的反应,通过光学系统传输信号。已达到的检测极限为16.2ng/ml。一天可以检测20个牛奶样品。
(5)食品鲜度的检测:有人以黄嗦吟氧化酶为生物敏感材料,制作出评价鱼的鲜度的生物传感器,这将使得过期食品及其带来的危害远离我们的生活。
当然,这只是传感器在食品安全领域凸显的作用之一。毫不夸张地说,传感器就好像人体的神经,能够敏锐地感觉到被接触的物体;更像是一台带有检测探测功能的微型电脑,通过数据检测分析得出科学结论,让食品安全隐患无处遁形。