牛肝菌,一种云南盛产的著名食用菌,作为云南省传统大宗出口农产品之一,每年贡献的出口量约占到我国牛肝菌出口总量的80%。然而这样一种颇受欢迎的“明星”菌种,在2009年却遭受了一次罕见的“信任危机”。
2009年初,欧盟Eurofins实验室从云南运往欧洲的牛肝菌及其他食用菌中发现了尼古丁,认为其是受当地烤烟房污染所致,致使云南牛肝菌的出口一度受阻。针对这样的危机,原国家质检总局指派张峰团队牵头开展该突发事件的应急工作。张峰团队临危受命,迅速开展相关工作并在短时间内开发出精准的检测方法,确认尼古丁是牛肝菌的内源性物质,纠正了Eurofins实验室由于色谱柱选择有误致使定量不准的问题,迫使欧盟将牛肝菌中尼古丁的限量从120ppb提高至2300ppb,由此,云南牛肝菌得以证明清白,成功恢复了对欧盟的出口,从而解决了云南牛肝菌产业的重大问题。
除了云南牛肝菌事件外,张峰和他的团队还组织应对了其他多起食品安全突发事件,包括 “臭脚盐”、“供港活猪检出瘦肉精”等事件,为保障国家食品安全及促进我国对外贸易发展方面做出了杰出贡献。张峰也因此获得多个荣誉称号:茅以升科学技术奖获得者、中央国家机关青年五四奖章获得者、全国质检系统先进工作者、中国产学研合作创新奖获得者等,并于今年二月份入选国家“万人计划”科技创新领军人才。令我们惊喜的是,在刚刚发布的2019年度国家科技奖初评结果中,张峰主持的项目“食品中化学性有害物检测关键技术创新及应用”通过了国家科技进步二等奖初评。
这些亮眼成绩反映出的是张峰及其团队扎实的科研功底和踏实的钻研精神。近日,仪器信息网编辑采访到这位资深的食品安全专家,就食品安全检测技术及其应用、未来发展方向等问题进行了深入探讨。
中国检验检疫科学研究院食品安全研究所所长 张峰
心系食品安全检测,承担多项重大专项
张峰,中国检验检疫科学研究院首席专家,食品安全研究所所长,默多克大学兼职教授,原国家质检总局食品安全重点实验室主任。研究生就读于中科院大连化学物理研究所分析化学专业,毕业后前往德国马普学会生物化学研究所开展蛋白组学研究。2006年学成归国后任职中国检验检疫科学研究院。
回国至今,张峰一直从事食品安全科研事业,期间主持完成了国家级、省部级科研课题30余项,在国内外杂志上发表文章100余篇,主编中英文著作6部,授权专利9件,制定国家标准6项,且在“十三五”期间,率领团队主持了“国家重点研发计划”项目3项、国家级课题10项,并主持中欧地平线2020课题。
张峰介绍,“十三五”期间,他的团队共承担了3个食品安全关键技术的研发专项。第一个是2017年主持承担的国家重点研发计划项目《进出口药食同源产品质量检测技术研究》,主要研究当前进出口量较大的如玛咖、阿胶、葛根、山银花等药食同源产品的综合评价体系。张峰说,我国对于药食同源产品的功效成分的基础研究还相对薄弱,无法对其中的功效成分进行很好的解析。此外,缺乏可靠的品级、真伪和安全评价手段,不符合欧美国家的食品安全标准,这些问题一直制约着我国药食同源产品的进出口贸易,而这个项目可以通过构建进出口药食同源产品“品级、安全、真伪”三元综合评价技术体系,形成质量评价的整体解决技术方案,实现进出口药食同源产品质量安全的可检测、可判定、可控制、可溯源,从而促进我国该类产品的进出口贸易。
近几年,随着经济不断发展,我国进出口食品贸易种类和总量逐渐增多,由于我国与主要贸易国食品安全法规和检测技术标准存在差异,容易造成进口食品问题难发现、出口食品易遭受贸易技术壁垒等问题,张峰主持承担的国家重点研发计划项目《应对国际贸易食品安全法规精准检测关键技术研究》,主要针对这些问题研发相应的检测技术,通过构建覆盖我国主要贸易国法规差异性关键指标动态分析库,完善食品出入境检测技术体系,以保障我国国际贸易利益。另外,张峰团队还主持承担了国家重点研发计划项目《口岸食品安全控制与智能监控技术研究》,以期通过捕捉潜在风险因子并进行智能识别监测来保障口岸食品的安全。据悉,项目组目前正在研制开发风险食品的实时分选设备,未来可实现口岸食品智能监控。
除此之外,张峰及其团队还攻克了多个行业技术难题,比如,针对有害物发掘技术缺失的问题,提出以“质谱裂解机理”为基础的发掘理论,开发了以“质谱裂解标志物”为核心的发掘技术;对于前处理复杂,损失较大等问题,开发了实时直接分析质谱技术,实现了食用盐和高盐食品中5种异味物质的直接分析;开发系列食品安全绿色分析技术等。
谈及未来研究方向,张峰介绍,目前食品安全检测新技术有很多,他们团队将重点关注食品安全质谱成像技术、过度食品加工的判别及内外源物质的同位素质谱检测技术。同时,他们还将进行一些智能分析材料的研发工作。提及是否会涉足仪器研发等领域,张峰说:“目前并没有计划去做,会继续从事食品安全检测技术相关工作,这辈子能做好一件事就很好!”
质谱技术最广泛,智能、绿色是方向
研究食品安全检测技术多年,张峰对该领域技术的发展有着深刻的认知。谈及现今我国食品安全检测技术的发展状况,他认为,近年来由于食品安全事故频发,食品安全检测与监管受到高度重视,人们对食品安全检测技术提出了更高的要求。张峰说,传统的检测技术都属于被动式检测,如三聚氰胺宠物事件发生后,美国动用全国FDA实验室历时半年才发现未知有害物是三聚氰胺。而目前的检测技术已经开始从靶向检测往非靶向检测发展。同时,大规模食品安全事件的频发,也促使食品现场快检技术快速发展。
张峰介绍道,食品安全检测技术有很多,包括质谱、色谱、光谱、生物、电化学、免疫学、联用等技术。这些技术各有特点,比如光谱技术,优点在于不需要前处理,但获得的结构信息少,定性困难;色谱技术可以做分离,但定性定量需要后面的检测器参与,如果采用的是通用型检测器,会有局限性;免疫技术选择性强、灵敏度高,不过由于选择性太强,反而导致通量太低。目前,应用最广的是色谱质谱联用技术,该技术通量高、灵敏度强、分辨率及稳定性也非常不错,对食品安全检测影响较大。
质谱分析具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、可同时进行分离和鉴定等优点,目前已经在农兽药残留、非法添加、有毒物质研究等各领域得到广泛应用。近些年,质谱分析还涌现出一系列新技术,如:新型质谱杂交技术、新型离子源、质谱成像等。张峰提到,随着食品科技的发展,这些新质谱技术在食品安全领域得到了新的应用,如质谱标志物筛查技术,是基于标志碎片扫描技术的质谱筛查技术,利用该技术可解决同类结构未知化学性有害物的发掘难题;质谱成像技术,可获得碳水化合物的空间分布信息,有助于探索食品中碳水化合物的生物合成和代谢途径,以控制食品的生产、贮藏与加工过程等。这些新技术为我国食品安全检测领域的发展起到了明显的推进作用。
食品检测具有基质复杂、有害物质种类繁多、痕量性等特征,且存在样品前处理过程繁琐,检测周期长,对操作人员能力要求较高等问题,因此目前食品安全检测技术的难点是检不出、检不准、检不快。谈到未来食品安全检测技术的发展,张峰说,随着科技的进步,检测技术将朝着智能、精准、灵敏、稳定、低成本、绿色的方向发展,并将体现不同学科的交叉融合。今后人们将结合计算机技术、生物技术、材料学科等各学科技术,开展系列智能化、可视化、实时在线、绿色的检测体系。比如针对食品样品基质复杂特点,研发高蛋白、高脂肪、高色素食品基质的“绿色”样品净化、富集材料;针对有害物组织分布和代谢机理的研究需求,开发可视化监测技术等。针对智能化检测的需求,构建食品基质信息海量数据库,开发可以自动推荐前处理及仪器分析方法的智能化检测技术。