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)檢測和農(nóng)產(chǎn)品安全檢測中的應(yīng)用狀況，提出了快速便攜的檢測方式。
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)和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)卻大幅度降低，品質(zhì)下降。目前我國的普通小麥積壓在庫，但優(yōu)質(zhì)專用小麥的年產(chǎn)量僅占消費(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。我們所說的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的內(nèi)涵系營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)和商業(yè)品質(zhì)的總稱， 其中營養(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)育及成長最重要的物質(zhì)。人通過不斷地?cái)z取食物，以滿足機(jī)體對蛋白質(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，中國糧食與食物安全研究中心在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)成立的同時(shí)，“中國糧食安全、食物安全論壇”開壇，并以分析預(yù)測中國和世界糧食供需安全和動態(tài)趨勢為主要論題。7月21日，國務(wù)院總理溫家寶總理主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，研究部署加強(qiáng)食品安全工作。會議指出，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)展和社會穩(wěn)定，關(guān)系到政府和國家的形象。會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)檢測和農(nóng)產(chǎn)品安全（食品安全）檢測在農(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，分析測試儀器和分析測試方法已經(jīng)滲透到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的各領(lǐng)域(見附表1所示) [1]。
附表1 各種分析測試儀器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
分? 析? 儀? 器 ? |
實(shí)驗(yàn)室儀器 ? |
農(nóng)業(yè)專用儀器 ? |
分 析 測 試 儀 器 |
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農(nóng)業(yè)各方面需分析測試的對象極為廣泛，從動植物群體、個(gè)體到細(xì)胞、基因、分子，從有機(jī)到無機(jī)，從檢測生態(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。我國儀器儀表行業(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)，全國國產(chǎn)儀器占有率約為66％，對農(nóng)業(yè)和食品業(yè)抽樣統(tǒng)計(jì)，按臺數(shù)計(jì)算，省級和地市級國產(chǎn)儀器占有率約占75％以上，縣級部門光譜儀器幾乎都用國產(chǎn)的[1]。可見，光譜儀器、特別是國產(chǎn)光譜儀器在整個(gè)分析測試領(lǐng)域扮演著非常重要的角色。
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通用分析儀器是農(nóng)業(yè)常規(guī)測試分析的主體，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)測試分析中的應(yīng)用
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儀器名稱 | 測試對象 | 檢測項(xiàng)目 |
紫外可見光分光光度計(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 | 測試對象 | 檢測項(xiàng)目 |
紫外-可見光分光光度計(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 ? 肉、類、蛋 ? 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； ? 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； 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、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； |
儀器名稱 | 測試對象 | 檢測項(xiàng)目 |
紫外可見光分光光度計(jì) | 植物 | 酶的活力，蛋白質(zhì)，核酸，核苷酸、無機(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 |
儀器名稱 | 測試對象 | 檢測項(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 |
儀器名稱 | 測試對象 | 檢測項(xiàng)目 |
紫外-可見光分光光度計(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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