食品分析从未如此具有挑战性或令人兴奋
2021年2月16日
作者:Graham Meller代表国际Labmate有限公司
我们最近采访了肌萎缩侧索硬化症化学技术经理蒂姆·伦布;世界领先的食品和饮料检测服务提供商之一。Tim负责推动公司实验室的创新;开发新方法和评估新技术,以帮助满足客户和法规不断变化的需求。
1.你是如何以及为什么发展食品检测这一职业的?
蒂姆:和大多数人一样,我对食物很感兴趣,但我一直有化学方面的天赋,所以我的第一份工作是测量食品含糖量的实验室技术员,这并不奇怪。在接下来的15年里,我必须在食品检测实验室中扮演每一个可能的角色,这使我能够用广泛的分析技术和方法对各种材料的测试和分析进行理解。这项工作包括收购和海外派驻的尽职调查活动;例如,监督葡萄牙一家收购实验室的整合。
这段经历的结果是,我成为了ALS在英国的技术经理,在欧盟的食品化学技术主管,以及创新协调员。所有这些结合起来提供了一份具有挑战性但回报巨大的工作,在这份工作中,我一直在寻找方法,以较低的水平、更快的速度、更高的准确性,并以比以往任何时候都更低的成本分析不同材料的新参数。
2.你能多给我们讲讲肌萎缩性侧索硬化症吗?
蒂姆:ALS是一家领先的测试、检验、认证和验证公司,总部设在澳大利亚。ALS为全球多个行业提供服务,在超过65个国家拥有超过15,000名员工。集团下设三大事业部:商品事业部(地球化学、冶金、矿山、煤炭及检验);生命科学(环境、食品和制药、动物健康和电子)和工业(资产护理和摩擦学)。
肌萎缩性侧索硬化症食品检测实验室提供咨询服务和全面的分析测试,包括微生物、营养、维生素和矿物质、杀虫剂和污染物、过敏原和物种形成。在食品和饮料市场,我们的工作旨在确保产品(1)安全,(2)营养和(3)正宗。
3.你能简要描述一下你们实验室中最常见的测试吗?
蒂姆:在ALS,我们的目标是为食品和饮料检测提供一站式服务,所以我们建立了一个“中心和辐条”系统,在这个系统中,我们的本地实验室专注于最受欢迎的检测,而中心实验室提供全面服务和一些更专业的服务。
我们进行的最大数量的检测是微生物检测,以确保运往超市的食品的质量和安全。食品微生物学检测包括一系列病原体,如沙门氏菌、李斯特菌、大肠杆菌等。考虑到所需工作量,我们的微生物实验室通常位于食品制造商附近。除了食物样本的常规微生物分析,我们还提供保质期评估、环境监测、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的手拭子取样,以及水测试。
营养测试通常是为了“包装背面”的目的,提供关于水、灰分(烘箱)、蛋白质(凯氏定氮或大仲马燃烧)、总脂肪(NMR)、纤维(酶消化)、糖(HPLC)、脂肪酸(GC)、钠(ICP)等水平的数据。
真实性测试包括各种检查特征的技术,如来源;比如确保帕尔马火腿产自帕尔马。内容验证是我们工作的重要组成部分。这可能是检查牛肉千层面中唯一的肉是牛肉,或者检查标签上指定的白鱼是否被其他东西替代。使用聚合酶链式反应(PCR)仪器的基因检测的发展大大加强了真实性检测。
下一代测序(NGS)也被用于检测蔬菜、肉类和鱼类,这允许同时检测多个物种。
测试过敏原的需求持续增长,涉及到各种各样的技术。例如,ELISA(酶联免疫吸附试验)方法被用于识别特定的蛋白质,如面筋、大豆和鸡蛋;PCR可以检测出潜在的过敏原,如芹菜,亚硫酸盐可以用莫尼尔-威廉姆斯方法蒸馏测定。
作为超市尽职调查的一部分,对新鲜农产品进行农药检测也是必要的。有机产品的认证也需要检测,在收获期间,一些农民将作物样品送往当天进行分析,以便及时收获。
维生素检测,使用高效液相色谱法,气相色谱法,微生物法或荧光测定技术,是饮料,婴儿食品和乳制品分析中更常用的方法。
4.你们的食品和饮料实验室也能检测其他材料吗?例如,一些服装制造商目前不希望从中国某个特定地区购买棉花。
蒂姆:是的,我们也对各种各样的非食物样本进行分析测试,这是许多ALS卓越中心的重点。我们能够确定农产品的原产国。通常,我们会使用稳定同位素分析,基于化学计量统计剖面,因此分析需要对来自不同地区的棉花的参考数据集进行。如果是对成品进行分析,由于加工过程中的化学物质,可能会使其过于复杂,但对原棉进行分析肯定是可能的。此外,也许可以观察某些地区使用的水的O和H同位素,这可能表明一种产品是在哪里加工的,但这将比基本农产品更具挑战性。
5.食品检测的主要驱动因素是什么?
蒂姆:国际和国内已经建立了保护食品安全和质量的法规。这些问题涉及整个食品链,也涉及与食品有关的安全和消费者信息问题。此外,许多组织要求测试以证明符合与营销而非安全更密切相关的要求。
欧盟法规No 1169/2011要求绝大多数预先包装的食品都要对关键参数如能量、糖、饱和、碳水化合物、脂肪、蛋白质和盐等进行营养声明。强制性营养声明的内容可自愿补充单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、多元醇、淀粉、纤维、维生素和矿物质的数量。导致过敏或不耐受的14组物质或产品列于该规例附件II。
作为建立对食品供应链信心倡议的一部分,《全球食品安全标准》于1998年首次出版。它提供了一个框架来管理食品和食品配料制造、加工和包装行业的产品安全、完整性、合法性和质量,以及这些标准的操作控制。
《1990年食品安全法》为英格兰、威尔士和苏格兰的所有食品立法提供了框架。该法案确保企业不在食品中添加任何东西,不从食品中删除任何东西,也不以任何方式处理食品,这意味着它将损害食用者的健康。食品必须具有消费者所期望的性质、物质或质量,食品的标签、广告和呈现方式必须不虚假或具有误导性。必威官方betway
食品安全程序基于危害分析和关键控制点(HACCP)原则,这种分析通常需要测试物理、化学或微生物因素。
6.哪些仪器是主力,哪些仪器是专门工作所需要的?
蒂姆:我之所以对食品检测着迷,部分原因是提供全面检测服务所需仪器的多样性。创新不断涌现,以提高我们的能力,但我们的一些关键技术包括:
•桌面核磁共振-我们最新的仪器结构紧凑,非常健壮,速度快(12兆赫),操作简单。因此,例如,我们可以在20秒内测量总脂肪。
•GC-FID和HPLC -用这些技术分析维生素和食品添加剂已经很普遍了。
ICP-OES -理想的参数分析,如Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P,和Zn
•离子交换色谱-理想的阴离子,阳离子和极性物质。这通常用于食物中的碳水化合物分析。
ICP-MS -常规用于Ca, Hg, As, Cr和Pb。汞具有剧毒,在食物链中处于高位的金枪鱼等鱼类以及一些草药和香料中尤其令人担忧。
除了这些分析技术外,我们还使用专业仪器,例如:
•用于测量农药、抗生素和真菌毒素的三重四方质谱仪
•二恶英和多氯联苯的高分辨率GC-MS
用于地理测试的稳定同位素分析;比如检查西西里柠檬的来源。
该公司最专业的仪器之一是多收集器ICP-MS,这是一种混合质谱计,结合了电感耦合等离子体源的优越电离与磁扇形多收集器质谱计的精确测量。该仪器位于瑞典ALS实验室,提供食品、电子和环境应用中微量金属的形态分析。它甚至能够识别制药产品的生产地点。
7.当前食品分析的趋势是什么?
蒂姆:目前有三个主要趋势。首先,就在十年前,过敏原分析几乎还不存在,但现在已经成为我们工作的重要组成部分,我们所有的实验室现在都有这种能力。其次,继2014年Elliott关于食品供应网络完整性和保证的审查报告发表后,食品真实性测试的数量迅速增长。第三,随着全球变暖破坏生态系统,毒性测试正变得越来越重要;例如,转移海产品毒素,增加世界上以前寒冷的粮食种植区的真菌毒素水平。
8.方法开发有多重要?
蒂姆:教科书上的方法都是非常基础的,所以需要对它们进行调整,以适应适当的实验室设备,并将其充分详细地纳入实验室标准操作程序,以使技术人员易于遵循。对于商业实验室来说,主要目标是使检测更快、成本更低,并提高灵敏度、可重复性和可重复性。因此,我们不断寻求开发新的方法,以帮助实现这些目标,同时也响应新的测试需求。这只有通过与客户、仪器制造商和学术界建立伙伴关系才能实现,因此,方法开发对我们至关重要。
9.Covid是否影响了食品检测市场?
蒂姆:是的,大流行在许多方面影响了市场,但我们的实验室已经做出了相应的反应,以确保我们保持提供基本服务。显然,食品供应链受到了一些冲击,导致了更大的成分替代风险和产品质量下降。因此,食品供应链必须提高警惕,这增加了对检测的需求。我们还扩大了我们的检测服务,通过我们在葡萄牙的专业实验室对人类样本和环境棉签使用PCR检测SARS-COV2病毒。
10.展望未来,食品检测/分析实验室将发生怎样的变化?
蒂姆:和其他行业一样,许多传统的做法都在智能技术(工业4.0)的使用下实现了自动化。越来越多的机器对机器通信(M2M)和物联网(IoT)正在与实验室程序和LIMS集成,以标准化许多任务和诊断问题,而不需要人工干预。
分析数据只有在需要它的人手中才有价值,因此LIMS与在线资源的集成将意味着食品供应链将能够做出更快、更明智的决策。
自动化有助于减少潜在的错误,支持24/7操作,并提高速度和吞吐量能力。在实验室中,自动化正在扩展到包括协作机器人,力受限的机器人能够提高安全性。假以时日,机器学习将改善数据处理,并有助于结果的验证。