食品检测中肉类品质的检测技术分析及研究
摘要：近年来，食品的安全问题越来越引起人们的关注。肉类食品的检验也正朝着更加安全和卫生的方向发展,检验质量不断提高。该文介绍了当代肉类品质检测技术，包括物理分析法中的计算机视觉技术、超声波技术、电磁学检测技术；仪器分析法的高效液相色谱、毛细管电泳安培法、近红外光谱分析技术、核磁共振波谱分析技术；现代分子生物学技术的核酸探针检测技术、生物芯片检测技术和微生物快速检验方法。
随着经济的快速增长，国民生活的日益提高，我国肉类消费量也在快速增长，由肉类食品所引起的食物安全问题也不断增多，如“禽流感”、 “猪链球菌中毒”等.传统的检测技术费时费力,检测效率低,已经达不到现代检测所需的快速、准确、实时、无损等要求。 现代的肉品检测技术，注重实用性和精确性。仪器微型化、低耗能化、功能专用化、多维化、一体化、成像化；生物技术被大量应用；与计算机技术结合得越来越紧密；不断采用其它领域的新技术；生理学中的感觉器官生理变动规律和电生理学研究学方法等。
1 物理方法
1.1 计算机视觉技术
计算机视觉技术通过计算机模拟人的判别准则去理解和识别图像，用图像分析作出相应结论的实用技术，其中图像处理和图像分析是计算机视觉技术的核心。
计算机视觉技术可对其新鲜度作出判定；基于神经网络分类器的立体颜色直立图可用于分析鸡胴体全身缺陷。李刚等构建了由气体传感器阵列、数据采集单元、神经网络组成的智能检测辨识系统，通过猪肉样本的测试与分析表明，该方法可实时准确地识别肉类新鲜度，辨识准确率可达9 0 % 以上。Malone 等以图像处理方法和专家系统控制为基础，研发了一个分析系统，该系统可以根据图像分析的结果并参照数据库作出正确的判断，确定鱼片脊骨的位置，并操纵高压水切割器剔除鱼片中的脊骨。机器视觉系统也用于研究猪腰肉的品质波动和分级，如用400 ～700nm 的光纤反射测量系统可以检测出明显的PSE 猪腰肉，同时根据猪肉品质优劣进行分级。
1.2 超声波技术
超声波检测技术是利用肉品在超声波作用下的吸收特性、衰减系数、传播速度、本身的声阻抗和固有频率，测定肉品组成成分、肌肉厚度、脂肪厚度的快速无损在线检测、分级方法。
利用超声波可以测定肉品(活体或尸体) 的成分，如牛、羊、猪等的背膘厚度及脂肪含量。Benedito等应用超声波传播速度的变化检测发酵香肠的化学成分，发现在脂肪中温度每升高1 ℃超声波速减慢5.6m/s;在瘦肉中，超声波速随温度上升而上升。
Brondum 等使用超声波在线检测猪胴体的系统，该系统包括1 6 个超声波传感器，可以确定膘厚、肥瘦、产肉率(与胴体重量有关)、 主要切割点等指标，其在线检测速度可达1150 头/h ，能达到较高的准确率。目前较好的产品有丹麦S F KTechnology A/S 公司研制的在线检测产品。
用超声波图像检测脂肪厚度和腰部肌肉易受到操作人员、测量部位、超声波频率、被测物体的不规则性和肥瘦组织分布的不均匀性等因素的影响，而且实时超声波图像一般只能检测某部位的化学成分而不是全身成分。所以，超声波检测技术更多地应用在线自动快速无损检测，它具有适应性强、对人体无害、检测灵敏、使用灵活等特点。该技术在国外已逐渐进入肉品实际检测中，但我国在这方面的研究与应用尚未见报道。
1.3 电磁学检测技术
肉品的组织、成分、结构、状态等和其电磁特性有密切关系。如肉品从新鲜到腐败的过程中。其阻抗值就有一定的变化规律。
电磁扫描的原理是骨头和肌肉这些含水的物质比脂肪有更高的导电率，它和猪、羊的无脂肪瘦肉有较好的相关性。Higbie 等采用测量胴体全身电导率的方法来估计无脂瘦肉和全脂肪含量，通过对不同部位和条件下的猪胴体检测，发现可以用三或四变量公式预测无脂瘦肉重量，而且可以根据公式推算肉类各组分的含量，复相关系数R2>0.66。 测量猪酮体的电特性能有效确定猪肉不正常系水力及PSE 特性等早期衰变，因为系水力、pH 值、三磷酸腺苷(TP)的降低均与生物电阻抗以及相位变化有关。而电磁学检测的变化曲线与计算机视觉技术和超声波检验所得的变化曲线具有相似性。
2 仪器分析方法
2.1 高效液相色谱法
高效液相色谱法( H P L C ) 特别适用于高沸点、不能气化或热稳定性差的有机物的分离分析，在食品行业中常用于食品添加剂、农药残留和生物毒素的分析检测，具有灵敏度高、操作简便、结果准确可靠、重现性好且成本较低的优势。
检测抗生素的传统方法是微生物法，灵敏度较、低耗时较长，一次只能检测一种抗生素。反相HPLC 测定抗生素，简便快速，能同时监测多种抗生素，已成为肉品检测中的常用方法。汤丽芬等用反相HPLC 同时测定广州地区肉类4 种抗生素的残留量，结果表明；各抗生素的线性范围均为0.01～ 1.0 µg/ml，相关系数均为0.99 以上(n=5)；回收率均为95.6% ～ 106.0%； 日内日间变异系数均在允许范围内(小于15%)。
2.2 毛细管电泳安培法
1991 年Jorgenson 和Monnig 首次提出了高速毛细管电泳技术(HSCE 或fast-CE)，使分析时间缩短至几分钟内。毛细管电泳安培法具有灵敏度高、样品体积小的特点。但电泳时间多为5～30min，因此近年来芯片毛细管电泳技术是电泳的一大热点，芯片毛细管电泳技术实质上是将HSCE 的仪器微型化，采用窄内径且短的毛细管和提高分离场强的方式来提高分析速度，因此保持电泳高效的同时提高其分析速度是电泳技术的发展趋势。
杨冰仪等采用高速毛细管电泳安培法对市售肉类中的人工合成雌激素己烯雌酚(DES) 进行了测定，结果表明：参数优化后，DES 在60s 内可以得到较好的分离，检出限为1.0×10-8mol/L，DEC 浓度在1.48× 10-4～3.69 ×10-5mol/L，1.25×10-6～1.85×10-7mol/L 与峰面积分段呈良好的线性关系；迁移时间和峰面积的相对标准偏差分别为0.65%、2.2%。
2.3 近红外光谱分析技术
近红外技术NIR(nearinfrared)具有测量测信号数字化及分析过程绿色化的特点。在肉品检测中，它可以用来测定屠宰分割过程中和肉制品加工中原料肉和成品的水分、蛋白质、脂肪等指标；也能鉴别冷冻肉并测定其保水性、渗透性、肉汁损失率和干物质含量。
Ben-Gera 等采用红外透射技术，研究了肉制品乳浊液中脂肪和水分的含量。Lanza 利用近红外光谱分析研究了生猪肉和牛肉的水分、蛋白质、脂肪和卡路里含量，发现在波长为1100～ 2500nm 时，反射光谱与水分、脂肪和卡路里有较高的相关性(R0.987)，与蛋白质的相关系数(R)为0.885。此外，有研究表明：近红外光通过光纤反射的透射特性与牛肉剪切力相关(R=0.798～0.826)，与水分、蛋白质、脂肪等指标也有较好的相关性。Park 等通过分析近红外反射光谱以确定牛肉嫩度，采用主成分分析法(PCR，principal componen tregression)分析波长在1100～2498nm 处生肉的吸收光谱，发现其与测得的熟肉嫩度存在复相关系数R2=0.692，从而可以建立预测牛肉嫩度(口感)的分析模型。
但该方法成本较高且分析较复杂。目前丹麦、德国已开发出在线检测设备，而我国还没有类似的检测仪器。
2.4 核磁共振波谱分析技术
核磁共振波谱法是根据具有磁性质的原子核对射频磁场的吸收原理，以测定各种有机或无机成分的检测技术。它是一种无损检测技术，可以检测同一样品的不同原子核，以便从不同角度对样品进行观察；另外它还具有结构和动力学信息敏感性，可以观察样品的化学结构特征和分子迁移。31P 因其天然丰度高(100%)，在细胞中的含量高(DNA、磷脂及ATP等)；化学位移范围宽(约30)，共振谱线简单容易识别；在生物体内普遍存在，且与生命过程息息相关，而使31PNMR 技术在生物样品检测中使用最多。
31PNMR可用于检测肉品中添加磷酸盐的水解过程。Rongrong Li 研究了鸡肉中不同磷酸盐的水解过程，经检测发现TSPP 和TKPP 的水解最快，大约1.25h 就可以完全水解为Pi。采用31PNMR 技术可以快速无损地区别和量化肌肉组织中的有机和无机磷酸盐，为进一步解释磷酸盐的作用机理提供了方法。
3 现代分子生物学技术
3.1 核酸探针检测技术
核酸分子杂交可以用于待测核酸样品中的特定基因序列。该技术不仅具有特异性、灵敏度高的优点，而且兼备组织化学染色的可见性和定位性。在肉品检测中，核酸探针技术主要用于致病性病原菌的检测。
目前我国肉品致病菌的检验普遍采用传统的细菌学检验方法和血清学方法，方法繁琐，灵敏度和准确性都不高。核酸探针技术可检测出10-12～10-9 的核酸，可广泛应用于进出口动物性食品的检验，包括沙门氏菌、弯杆菌、轮状病毒、狂犬病毒等多种病原体。
核酸探针技术在实际应用中仍存在一些问题，如放射性同位素标记的核酸探针半衰期短、对人体有危害等（生物素标记的核酸探针虽然对人体无害，但受紫外线照射易分解），所以作为常规诊断特别是食品实验室较不适用。
3.2 生物芯片检测技术
生物芯片使研究中不连续的分析过程都集成在芯片上完成，实现检测的连续化、集成化、微型化、信息化，单位面积内可以高密度排列大量的生物探针，每平方厘米可达5 10 万个， 一次实验就可检测多种疾病或分析多种生物样品，已经广泛用于食品安全检测、食品微生物检测、动物疫病检测、转基因动植物检测等方面。
张庆峰等以卵清白蛋白为载体蛋白合成了雌二醇的结合物，并采用Cy3 新型荧光染料标记结合物，作为雌二醇的竞争物，建立了以竞争法为基础的检测肉品中雌二醇的免疫芯片新方法。该技术用生物芯片点样仪在醛基化玻片表面点样制备免疫微阵列，对雌二醇进行了定性定量检测。结果表明荧光信号随待测物浓度的降低而增强，待测物浓度在0.001～0.4µg/ml 的范围内有较好的线性趋势，检测范围为1 0.001 g/ml。
4 微生物检测技术
当前，微生物电子学、微机技术滤光技术、生物传感器等多项领域的突破，使得微生物快速检测技术得到了改进，正朝着快速、准确、简便及自动化的方向发展。利用传统微生物检测原理，结合先进技术，设计了形式各异的微生物检测仪器设备，正逐步广泛应用于肉品微生物检测。如ATBExpression细菌鉴定智能系统、全自动微生物快速鉴定仪器VITEK、微生物总数快速测定仪、自动菌落计数系统、应用电阻抗技术的全自动微生物监测系统。
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