从农场到餐桌 —— 食品安全解决方案

2019-02-20 12:01:11 德国耶拿分析仪器有限公司

耶拿之食品安全解决方案篇

安全又营养的食物是维持生命和保证健康的关键。据世界卫生组织（WHO）统计，每年约有6亿人因摄入受污染的食物而致病，其中42万人死亡，死亡人群中以5岁以下儿童最为常见，死因为腹泻，约占总死亡率的三分之一。在全球经济一体化的今天，食品从原材料生产到最终消费的过程中，跨国经营非常常见。因此，需要各国政府及过程参与者各尽其职、通力协作，对食品中食源性致病菌、有毒成分、营养成分进行充分检测，确保食品安全。

原材料的生产是食品供应链第一环节，再由制造商对其进行加工和转化，经超市等零售场所，最终到达消费者的餐桌。这些生产、运输、存储、零售的过程，往往由多方供应商共同完成。

食品安全，不仅指人类直接食用的食物安全，还包括这些食品原材料的安全，例如动物饲料、动物与植物健康等。从原材料生产到最终消费的过程中，各环节信息必需完整充分，尤其是在跨国运输时，信息追踪是非常重要的。

德国耶拿分析仪器股份公司（Analytik Jena）及其母公司Endress+Hauser的产品可满足食品行业及相关标准法规的需求。综合运用Analytik Jena及Endress+Hauser的产品，可以满足从初级农产品，到食品加工，到最终消费过程中的质量和安全标准的一系列需求。

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初级农产品

土壤与肥料

德国耶拿公司PlasmaQuant系列的ICP-OES 与 ICP-MS分析仪，可测定超痕量级的有毒金属，其检出限远低于欧洲及其他重要法规限值。其宽泛的线性范围允许其可以测定多种必需的营养元素，如钙、镁、钾、铁、硒、锌、铜、硫、磷等。

对于样品量和测定元素少、预算紧张的实验室，原子吸收光谱仪（AAS）是更经济的选择。火焰与石墨炉双系统能够满足测量常量元素、微量元素、痕量元素的测定需求。

有机化合物会被微生物降解，因此检测土壤与肥料中的有机碳也很重要。降解过程产生的有机酸，通过络合作用对重金属的活动产生显著影响，会使重金属迁移到深层土壤与地下水中。德国耶拿公司的元素分析仪multi EA^® 4000和multi N/C^®系列固体模块，可测定总无机碳（TIC）、总碳（TC）、总有机碳（TOC）。

在农业耕地的表征中，土壤中微生物量和溶解性有机质（DOM）是重要参数，溶解性有机质（DOM）是微生物的摄食来源。熏蒸和非熏蒸土壤样品可采用无机盐溶液（例如0.5mol/L的K₂SO₄）进行提取，通过德国耶拿公司的总有机碳/总氮分析仪multi N/C^® 2100或multi N/C^® 3100测定其中可提取的有机碳（EOC）和氮（EN）。

初级农产品

动物饲料

动物饲料通常指喂养动物的粮食与草料，包括干草、秸秆、青贮饲料、压缩颗粒饲料、油及混合口粮、发芽谷物及豆类。饲料谷物是全球的动物饲料的重要来源，其中最重要的是提供能量的玉米和提供蛋白质的大豆，也包括小麦、燕麦、大麦、大米等。

食品加工

奶制品

奶制品是利润较低但质量要求高的产业，基于流动、水平、温度、监测信号，奶制品生产过程会尽可能在保持高品质的同时控制成本。对奶制品进行充分的热处理是保障消费者安全的基本方法，而巴氏杀菌法是更为符合标准要求的方式，且国家食品安全机构会对此进行监管。

奶制品加热过程中的流速控制

精准的流量传感器确保正确的热量并以此来保证安全。奶制品处理过程中的流速主要由电磁流量计测定，因此电磁流量计对奶制品热处理至关重要。电磁流量计可控制流速。PromagH100传感器的特点是集成温度与电导率的测量并且可以实时控制热交换器。集成电导率测定支持相位偏移与清洗操作，温度探测器提高了电导率信号和体积流量信号。

加热控制过程温度的快速测定

成功的巴氏杀菌法需要对温度临界点进行监控，Endress+Hauser拥有卫生处理领域速度最快的温度传感器。iThermQuickSens能以优于其他产品3倍的速度来准确测定温度。准确度与响应时间使得能量被充分利用，而且可以避免奶制品暴露于不必要的热应力，在保证产品品质的同时降低能量消耗。

热交换器间的压差

用来加热奶制品的热交换器，需要保证生奶不会混入灭菌后的奶。因此需要监控热交换器的压力差使压力始终高于灭菌后的奶，防止灭菌后的奶在压力作用下通过小孔进入热交换器。Endress+Hauser带有金属薄膜的数字压力传感器CerabarPMP51被广泛用于卫生领域。快速安装、可调量程，使其调试非常简单，且可以降低时间与成本。

所有的这些控制点均符合法规要求。Endress+Hauser高级审计校验数据管理系统RSG45是一个灵活而强大的过程值处理系统。在限定范围内进行过程检测和分析，测定值会被安全记录并显示。通过共同的通讯协议，测量值与计算值可以容易地被专递到上一级系统，且各单株模块互相关联。

奶制品和鱼类中的汞

奶粉和金枪鱼中汞的测定

德国耶拿公司的连续光源原子吸收光谱仪（AAS）可用于测定奶粉与鱼蛋白质中低含量的汞。

带有氢化物—石墨炉联用技术(HydrEA)附件的contrAA^® 800，拥有pg/L（ppt）级别的检出限，远低于奶制品中的浓度，可测定超痕量的汞。contrAA^® 800 G石墨炉与独有的固体进样装置联用，使不消解直接测定固体样品成为现实。

形态砷的检测

砷是自然界中可以存在于空气、土壤、水和食品中的元素。煤炭及其他燃料的燃烧，药物、除草剂、木材防腐剂中含砷化物的使用，这些人类活动促使砷污染的恶化。

涉及30亿人口的大米消费是砷的主要来源，仅次于饮用水。全球范围内大米的消费量从1960年的1.56亿吨增长到2013年的4.966亿吨。此外，研究显示，相比于其他粮食，大米对砷的吸收更具决定性作用。大米中的砷含量是小麦与大麦中的10倍。其主要原因在于水稻的生长条件。水稻是唯一在浸水条件下生长的粮食作物，这导致根部高浓度的溶解性砷被吸收。除了直接吸收之外，饲养牲畜的秸秆也增加了砷接触的风险。

动物源性物种鉴定

为符合国际宗教与卫生法规的监管要求，对未知来源的动物源性成分进行鉴定是一项必要的工作。鉴于食品行业的公共健康、宗教因素、真实性、不公平竞争等诸多原因，我们需要高度关注食品中成分的掺假和替换。对加工食品中的动物物种进行DNA遗传信息验证是准确鉴定动物物种的最便捷方法之一，例如可鉴定小熊橡皮糖中明胶的来源，确定碎肉中的肉品种，米饭中的猪肉成分溯源等。

德国耶拿公司的全自动核酸提取仪InnuPure® C16 touch配合食品DNA提取试剂盒innuPREP Food DNA Kit-IPC16，试剂盒中的试剂已预装并密封好，可实现自动的DNA提取和收集。

洗脱的产物通过高性能的实时荧光定量PCR qTOWER³进行分析，采用innuDETECT Species ID Assays系列物种鉴定试剂盒，可实现对山羊、绵羊、牛、猪、马、驴、鸡等的鉴定。定量PCR是一种用于分子遗传检测的技术，可复制和扩增选择性的DNA片段，可对样品中微量的短序列DNA或RNA进行检测分析。对五种不同的奶酪进行奶源检测，比如说奶牛、山羊、绵羊的来源，并与商品包装上标注的奶源信息进行对比，表8为定量PCR检测结果，图8a、8b、8c为扩增曲线图。结果显示，其中四种奶酪的奶源检测结果与其标注的奶源信息不符。

食源性致病菌检测

食源性疾病涉及到非常广泛的疾病，已成为日益严重的公共健康问题。如果摄入了致病微生物污染的食品，就可能会导致食源性疾病的发生，而微生物的污染可能出现在食品从加工到消费的任何阶段。食源性疾病最常见的症状是消化道感染或者刺激，如呕吐、腹泻、腹痛、发热、发冷等。此外，还可能引起多功能器官衰竭，甚至于癌症。腹泻是最常见的疾病，每年有5.5亿人腹泻，其中有23万人死亡。食品安全与营养必然与不安全的食品有关系，这将导致疾病与营养不良的恶性循环，对于婴儿、少年儿童、老人及病人尤为明显。

采用SmartExtractionDNA提取技术可实现对李斯特菌、沙门氏菌、大肠杆菌、弯曲杆菌等食源性致病菌的更快速提取。德国耶拿公司的基于TaqMan^®探针法的innuDETECT Pathogen Assays病原体检测试剂盒可满足更高灵敏度的病原微生物日常检测工作。