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光譜分析技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和安全檢測(cè)中的應(yīng)用

  
評(píng)論: 更新日期:2018年10月14日

摘? 要:本文較詳細(xì)地介紹了光譜分析技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)和農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)中的應(yīng)用狀況,提出了快速便攜的檢測(cè)方式。

關(guān)鍵詞:光譜儀器? 農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)? 農(nóng)產(chǎn)品安全? 檢驗(yàn)方法? 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)? 快速便攜

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從20世紀(jì)中期的綠色革命開始,人們一直把從土地產(chǎn)出的谷物直接食用看作是供養(yǎng)人口最好的唯一生產(chǎn)方式,歷來(lái)一味追求籽粒最大產(chǎn)出量為主要目標(biāo),從而培育出高產(chǎn)水稻、小麥、玉米、豆類等農(nóng)作物,但蛋白質(zhì)及礦物質(zhì)和維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)卻大幅度降低,品質(zhì)下降。目前我國(guó)的普通小麥積壓在庫(kù),但優(yōu)質(zhì)專用小麥的年產(chǎn)量?jī)H占消費(fèi)量的8.5%,供不應(yīng)求,靠進(jìn)口彌補(bǔ)。做餅干、蛋糕等面筋含量低的小麥每年約需進(jìn)口50億公斤,南方有的農(nóng)民竟拿小麥作肥料等等。究其原因是由于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)方面的缺陷和生產(chǎn)上一直沿襲"增產(chǎn)型",而忽視了"優(yōu)質(zhì)高效益型"的結(jié)果所致。我們所說(shuō)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的內(nèi)涵系營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)和商業(yè)品質(zhì)的總稱, 其中營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是農(nóng)產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ)和核心。

食物是維持人類生存、發(fā)育及成長(zhǎng)最重要的物質(zhì)。人通過(guò)不斷地?cái)z取食物,以滿足機(jī)體對(duì)蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素和水的需要。講究營(yíng)養(yǎng)和食物安全是預(yù)防疾病,增進(jìn)人體健康的保證。7月18日,中國(guó)糧食與食物安全研究中心在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)成立的同時(shí),“中國(guó)糧食安全、食物安全論壇”開壇,并以分析預(yù)測(cè)中國(guó)和世界糧食供需安全和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)為主要論題。7月21日,國(guó)務(wù)院總理溫家寶總理主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議,研究部署加強(qiáng)食品安全工作。會(huì)議指出,食品安全關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全,關(guān)系到經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定,關(guān)系到政府和國(guó)家的形象。會(huì)議要求從源頭上防止農(nóng)產(chǎn)品污染,建立統(tǒng)一規(guī)范的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)體系;切實(shí)加強(qiáng)食品安全制度建設(shè),建立健全食品安全標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)體系,加快食品安全信用體系和信息化建設(shè)。

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)和農(nóng)產(chǎn)品安全(食品安全)檢測(cè)在農(nóng)業(yè)(包括種植業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和產(chǎn)品加工業(yè))領(lǐng)域扮演著非常重要的角色。作為安全標(biāo)準(zhǔn)體系的主要技術(shù)支撐,分析測(cè)試儀器和分析測(cè)試方法已經(jīng)滲透到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的各領(lǐng)域(見(jiàn)附表1所示) [1]。


附表1 各種分析測(cè)試儀器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

分? 析? 儀? 器

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實(shí)驗(yàn)室儀器

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農(nóng)業(yè)專用儀器

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分 析 測(cè) 試 儀 器

文本框: 農(nóng)業(yè)專用生理和生態(tài)測(cè)試儀器

文本框: 農(nóng)機(jī)測(cè)試儀器文本框: 用于土壤肥料分析系統(tǒng)文本框: 用于農(nóng)產(chǎn)品和林化產(chǎn)品品質(zhì)分析系統(tǒng)文本框: 用于飼料品質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)文本框: 用于農(nóng)藥及其殘留分析系統(tǒng)文本框: 用于獸藥監(jiān)察及殘留分析系統(tǒng)文本框: 用于動(dòng)物疫病診斷分析系統(tǒng)文本框: 用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)生態(tài)和環(huán)保檢測(cè)系統(tǒng)文本框: 用于畜禽產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)文本框: 用于動(dòng)植物生理生化分析系統(tǒng)文本框: 用于動(dòng)植物檢疫系統(tǒng)文本框: 用于農(nóng)牧業(yè)生物技術(shù)分析系統(tǒng)文本框: 用于構(gòu)成農(nóng)業(yè)基層常規(guī)測(cè)試裝置文本框: 用于構(gòu)成測(cè)試分析樣品前處理系統(tǒng)文本框: 農(nóng)業(yè)專用品質(zhì)和成分分析儀器

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農(nóng)業(yè)各方面需分析測(cè)試的對(duì)象極為廣泛,從動(dòng)植物群體、個(gè)體到細(xì)胞、基因、分子,從有機(jī)到無(wú)機(jī),從檢測(cè)生態(tài)環(huán)境到模擬甚至創(chuàng)造特定的生態(tài)環(huán)境,其對(duì)象多是生物體,而使用條件多為較工業(yè)使用環(huán)境惡劣的田間、現(xiàn)場(chǎng)。我國(guó)儀器儀表行業(yè)在歷經(jīng)波折和努力之后已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,尤其是經(jīng)典、悠久、應(yīng)用廣的光譜儀器。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)國(guó)產(chǎn)儀器占有率約為66%,對(duì)農(nóng)業(yè)和食品業(yè)抽樣統(tǒng)計(jì),按臺(tái)數(shù)計(jì)算,省級(jí)和地市級(jí)國(guó)產(chǎn)儀器占有率約占75%以上,縣級(jí)部門光譜儀器幾乎都用國(guó)產(chǎn)的[1]??梢?jiàn),光譜儀器、特別是國(guó)產(chǎn)光譜儀器在整個(gè)分析測(cè)試領(lǐng)域扮演著非常重要的角色。

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  • 光譜儀器在農(nóng)業(yè)常規(guī)測(cè)試分析中的應(yīng)用。

通用分析儀器是農(nóng)業(yè)常規(guī)測(cè)試分析的主體,附表2.從五個(gè)方面歸納了各種光譜儀器的應(yīng)用狀況,顯示出光譜分析儀器是農(nóng)業(yè)常規(guī)分析手段中的主角。

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附表2.光譜儀器在農(nóng)業(yè)常規(guī)測(cè)試分析中的應(yīng)用

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  1. 光譜儀器在土壤肥料分析中的應(yīng)用

儀器名稱

測(cè)試對(duì)象

檢測(cè)項(xiàng)目

紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)

熒光分光光度計(jì)

土壤、水、化肥、有機(jī)肥等

硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、全氮,有效磷、速效磷、有效硼,全量硼、有效硫,全量硫,二氧化硅、活性硅、鋁、鈦、硒、錳、有效錳、游離氧化鐵、全量鐵、有效鉬,全量鉬

原子吸收分光光度計(jì)

交換性鉀、鈉,交換性鈣,全量鈣、鎂,釩,錳,鐵,鎳,銅、鋅,鎵、砷、硒、鎘、汞、鉛等

火焰光度計(jì)

速效性、緩效性、交換性和全量鉀和鈉

等離子體發(fā)射光譜儀

鈣、鎂、鐵、鈉、鉀、磷、硼、錳、銀、鋁、鋅、銅、鉛、錫、砷、鋇、鈹、鈷、鎘、鉬、鎳、鍶、釩等多種微量元素

原子熒光光譜儀

砷、有效態(tài)砷、汞、痕量汞、痕量鉍、銻、絡(luò)合態(tài)銻、痕量鉛、痕量硒、鎘等

近紅外光譜儀

機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)、灰分、氮、磷、鉀、NO3- 和NH4+比例、燃油污染程度、腐蝕值

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2.2光譜儀器在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

儀器名稱

測(cè)試對(duì)象

檢測(cè)項(xiàng)目

紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)

糧食,谷物,蔬菜,瓜果,茶葉、煙葉以及魚、肉、蛋,牛奶等食品

全氮,蛋白質(zhì),賴氨酸,色氨酸、羥脯氨酸,淀粉,直鏈和支鏈淀粉、淀粉酶活度,葡萄糖,果糖,蔗糖、乳糖,半纖維素酶、維生素C,姜辣素、辣椒素,單寧、咖啡因,果膠,游離棉酚、蘋果酸,水楊酸、磷酸、酶活度,對(duì)羥基苯甲酸脂、硝酸鹽,亞硝酸鹽、草酸鹽,抗氧化劑、甲醛、山梨酸、聯(lián)苯、鄰苯基酚、中組胺、環(huán)已氨基磺酸鹽、鋁、磷、錳、鈷,鎳,銅,鋅,砷、硒、鉬,鎘、錫,汞、銻等

熒光分光光度計(jì)

錳、鈷、鋁、鋅、鍺、釩,錫、硒、核黃素、苯丙氨酸、維生素A,B1,C、E中組胺、沙門氏菌、苯亦(2)芘等。

原子吸收分光光度計(jì)

各種常量、微量以及有毒有害元素

原子熒光光譜儀

砷、硒、鎘、汞、鉛、鍺、錫、銻、鋅等

等離子體發(fā)射光譜儀

鋁、硼、碘、鈣、銅、鐵、鉀、鎂、錳、鈉、磷、硫、鍶、鋅、鎘等

近紅外光譜儀

小麥、水稻、玉米、大豆、油菜籽、大麥、菜豆

煙草

茶葉

水果蔬菜

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肉、類、蛋

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乳制品

蛋白質(zhì)、含油量、淀粉 (直鏈淀粉和支鏈淀粉 )、水分、各種氨基酸、纖維素等以及作物產(chǎn)地、季節(jié)鑒別、品質(zhì)分級(jí);

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總氮、水分、尼古丁、煙堿、總糖、還原糖、灰分、香料等;

總氮、游離氨基酸、水分、茶多酚、咖啡堿等品質(zhì)分級(jí);

酸度、含糖量、維生素、水分、纖維素、可溶性固形物等,品質(zhì)分級(jí)、良種選育;

蛋白質(zhì)、脂肪、含水量、鹽分、熱量、氨基酸、脂肪酸、纖維素以及新鮮及冷凍程度、產(chǎn)品種類、真?zhèn)舞b別;

蛋白質(zhì)、乳糖、脂肪、乳酸、灰分、固型物、水分、酪蛋白;

  1. 光譜儀器在植物生化分析和生物技術(shù)中的應(yīng)用

儀器名稱

測(cè)試對(duì)象

檢測(cè)項(xiàng)目

紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)

植物

酶的活力,蛋白質(zhì),核酸,核苷酸、無(wú)機(jī)瞵、葉綠素,全氮,全磷、全鉀,鈉、鈣、硼,錳、銅,鉻,鉬等

原子吸收分光光度計(jì)

錳,鐵、銅、鋅、鎘、鉛、汞等元素

原子熒光光譜儀

砷、汞、硒、鉛、鍺、鉍等

等離子體發(fā)射光譜儀

鈉、鈣、鉀、鎂、鐵、磷、鍶、欽、錳、鋅、硼、銅、鋰、釩、鎳等常量及痕量元素

近紅外光譜儀

香油精、天然染料、氣味、香料、生物堿、纖維等,品種分類、良種選育、收獲時(shí)節(jié)確定

  1. 光譜儀器在農(nóng)殘分析中的應(yīng)用

儀器名稱

測(cè)試對(duì)象

檢測(cè)項(xiàng)目

原子熒光光譜儀

?

砷、汞、鉛、硒等金屬元素

等離子體發(fā)射光譜儀

各種微量、痕量金屬元素

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)

有機(jī)磷、氨基甲酸酯,多菌靈、百草枯、稀禾定等

  1. 光譜儀器在飼料分析中的應(yīng)用

儀器名稱

測(cè)試對(duì)象

檢測(cè)項(xiàng)目

紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)

原料、添加劑、配合飼料等

磷,鉀,錳,鐵,氟,銅,硒,砷,碘,鋁,鉛,

汞,維生素A、C、E、K、胡蘿卜素,煙酸,總氨基酸、棉酚、氰氫酸,磷化氫,對(duì)氨基苯砷酸、乙氧酰胺苯甲酸,甲脂、乙酸脂、磺胺二甲氧嘧啶、磺胺喹惡啉,塞苯咪唑,卡巴氧氨丙林,萘卡巴精、苯甲酸,山梨酸、對(duì)羥基苯甲酸、丁基羥基茴香醚,二丁基羥基甲苯

熒光分光光度計(jì)

硒,維生素Bl、B2、癸氧喹酯、抗拉沙里菌素養(yǎng)、鈉鹽等

原子吸收分光光度計(jì)

各種常量、微量以及有毒有害元素

原子熒光光譜儀

砷、汞、硒、鉛、鍺、鉍等

等離子體發(fā)射光譜儀

鉀、鈉、鈣、鎂、磷、銅、鋅、鐵、錳等營(yíng)養(yǎng)元素,砷、汞、鉛等有害元素

近紅外光譜儀

干物質(zhì)、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、灰分、消化能、代謝能、氨基酸、植酸磷、棉酚、喹乙醇等,品質(zhì)控制

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