目录
前言
第0章 概论 1
0.1 国内外肉制品检测技术的发展现状和趋势 1
0.2 肉制品检测技术研究的热点 3
0.2.1 谱学技术 3
0.2.2 生物学技术 3
0.2.3 其他新技术 4
第一篇 谱学技术在肉及肉制品检测中的应用
第1章 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱及其在肉品科学研究中的应用 9
1.1 MALDI-TOF MS技术概述 9
1.2 MALDI-TOF MS技术在肉品成分分析中的应用 11
1.2.1 MALDI-TOF MS技术对肉品中蛋白质的鉴定 11
1.2.2 MALDI-TOF MS技术对肉品质的鉴定 11
1.2.3 MALDI-TOF MS技术对肉制品颜色风味的鉴定 14
1.3 MALDI-TOF MS技术在发酵肉制品中的应用 15
1.4 结语与展望 16
参考文献 16
第2章 基质辅助激光解吸电离质谱成像技术及其在食品分析中的应用 19
2.1 MALDI-MSI技术的成像原理 19
2.2 MALDI-MSI样品制备 20
2.2.1 样品组织的收集及贮藏 20
2.2.2 切片 21
2.2.3 组织预处理 21
2.2.4 基质的选择及覆盖方法 22
2.3 MALDI-MSI技术在食品成分分析中的应用 23
2.3.1 对食品中碳水化合物的分析 23
2.3.2 对食品中脂质的分析 24
2.3.3 对食品中蛋白质的分析 26
2.3.4 对食品中其他成分的分析 27
2.4 结语与展望 29
参考文献 29
第3章 气相色谱/质谱联用技术及其在肉制品风味分析中的应用 33
3.1 GC/MS技术概述 33
3.2 GC/MS技术在肉制品风味分析中的应用 34
3.2.1 在猪肉制品中的应用 34
3.2.2 在牛肉制品中的应用 35
3.2.3 在羊肉制品中的应用 36
3.2.4 在鱼肉中的应用 37
3.3 GC/MS技术的应用前景 38
参考文献 38
第4章 气相色谱-离子迁移谱技术及其在食品真实性鉴别中的应用 41
4.1 GC-IMS技术概述 42
4.1.1 GC-IMS的类型和结构 42
4.1.2 GC-IMS的工作流程和原理 44
4.1.3 GC-IMS的分析方法 45
4.2 GC-IMS在食品真实性鉴别中的应用 48
4.2.1 肉类 48
4.2.2 植物油 49
4.2.3 蜂蜜 51
4.2.4 其他 52
4.3 结语与展望 53
参考文献 54
第5章 激光诱导击穿光谱技术及其在食品分析中的应用 59
5.1 LIBS技术概述 59
5.1.1 LIBS技术的基本原理 59
5.1.2 LIBS系统 60
5.2 样品制备 61
5.2.1 固体样品 61
5.2.2 液体样品 61
5.2.3 气体样品 62
5.3 LIBS技术在食品分析中的应用 62
5.3.1 食品成分分析 62
5.3.2 食品掺假检测 63
5.3.3 食品污染检测 64
5.3.4 食品的鉴别分类及原产地保护 66
5.4 结语与展望 67
参考文献 68
第6章 甘油二酯的制备及高效液相色谱对其的检测技术 72
6.1 甘油二酯的制备 72
6.1.1 化学合成法 72
6.1.2 生物酶催化法 73
6.1.3 超声波辅助酶法 74
6.2 高效液相色谱技术在甘油二酯检测中的应用 75
6.2.1 正相高效液相色谱技术在甘油二酯检测中的应用 75
6.2.2 反相高效液相色谱技术在甘油二酯检测中的应用 75
6.3 结语与展望 76
参考文献 77
第二篇 生物学技术在肉及肉制品检测中的应用
第7章 基于核磁共振的代谢组学技术及其在肉品科学研究中的应用 81
7.1 NMR基本原理简介及NMR波谱解析 82
7.2 基于NMR的代谢组学技术数据处理方法 82
7.3 基于NMR的代谢组学技术在肉品科学研究中的应用 83
7.3.1 NMR代谢组学研究宰前因素对肉品质的影响 83
7.3.2 NMR代谢组学研究宰后因素对肉品质的影响 85
7.3.3 NMR代谢组学在肉制品加工和肉制品安全问题中的应用 85
7.4 结语与展望 86
参考文献 87
第8章 基因组学技术在鉴定猪肉质量特性生物标志物及预测猪肉质量特性
中的应用 90
8.1 生物标志物定义及鉴别中常用的基因组学技术 91
8.1.1 生物标志物的定义 91
8.1.2 生物标志物鉴别中常用的基因组学技术 91
8.2 利用基因组学鉴定猪肉质量特性的生物标志物 93
8.2.1 PSE肉的生物标志物 93
8.2.2 肉的嫩度的生物标志物 94
8.2.3 肌间脂肪的含量以及肉的剪切应力的生物标志物 94
8.3 基因组学鉴别出的生物标志物预测猪肉的质量特性 95
8.4 结语与展望 97
参考文献 97
第9章 DNA条形码技术及其在肉及肉制品中的应用 100
9.1 DNA条形码技术原理 100
9.2 DNA条形码技术在肉品物种鉴别中的应用 101
9.2.1 DNA条形码技术在海洋鱼类中的应用 101
9.2.2 DNA条形码技术在鉴别掺假肉制品中的应用 103
9.3 基于DNA分子水平上鉴定肉及肉制品的其他方法 104
9.4 问题与展望 105
参考文献 106
第10章 猪牛肉掺假鉴定技术及其特异性物质研究进展 109
10.1 基于蛋白质的鉴定技术及鉴定出的特异性蛋白质 110
10.1.1 基于特异性蛋白质的鉴定技术 110
10.1.2 牛肉中鉴定出的特异性蛋白质 111
10.1.3 猪肉中鉴定出的特异性蛋白质 111
10.2 基于核酸的鉴定技术及鉴定出的特异性核酸序列 112
10.2.1 基于特异性核酸的鉴定技术 112
10.2.2 牛肉中鉴定出的特异性核酸序列 113
10.2.3 猪肉中鉴定出的特异性核酸序列 113
10.3 结语 114
参考文献 114
第11章 分子印迹传感器及其在肉品安全检测中的应用 118
11.1 分子印迹聚合物的制备 119
11.1.1 分子印迹聚合物的制备机理 119
11.1.2 聚合的关键控制点 120
11.2 分子印迹传感器的分类 120
11.2.1 分子印迹光学传感器 120
11.2.2 分子印迹电化学传感器 122
11.2.3 分子印迹质量敏感传感器 122
11.2.4 分子印迹传感器阵列 123
11.3 分子印迹传感器在肉品安全检测中的应用 124
11.3.1 肉品中所含违禁添加物的检测应用 124
11.3.2 肉品中生物胺的检测应用 127
11.4 结语 129
参考文献 130
第12章 实时荧光定量PCR技术及其在肉及肉制品中的应用 135
12.1 实时荧光定量PCR技术的基本原理 135
12.1.1 TaqMan探针实时荧光定量PCR技术的基本原理 136
12.1.2 荧光染料实时荧光定量PCR技术的基本原理 136
12.2 实时荧光定量PCR技术在肉及肉制品种类鉴别中的应用 137
12.2.1 TaqMan探针实时荧光定量PCR技术在肉及肉制品种类鉴别中的应用 137
12.2.2 荧光染料实时荧光定量PCR技术在肉及肉制品种类鉴别中的应用 139
12.3 实时荧光定量PCR技术在肉及肉制品细菌污染检测中的应用 139
12.4 问题与展望 140
参考文献 141
第13章 实时荧光定量PCR技术在金黄色葡萄球菌检测中的应用 145
13.1 实时荧光定量PCR技术概述 145
13.1.1 实时荧光定量PCR技术原理 145
13.1.2 实时荧光定量PCR技术分类及其特点 146
13.2 金黄色葡萄球菌的特性 147
13.3 实时荧光定量PCR技术检测食品中金黄色葡萄球菌的进展 147
13.3.1 原料乳及乳制品中的应用 148
13.3.2 肉及肉类制品中的应用 149
13.3.3 其他食品中的应用 150
13.3.4 食品加工表面金黄色葡萄球菌的检测 151
13.4 实时荧光定量PCR技术的应用前景 151
参考文献 152
第14章 新一代测序技术在食品微生物学中的应用 155
14.1 食品微生物多样性分析技术的发展 155
14.2 NGS测序平台 156
14.2.1 Roche 454焦磷酸测序 156
14.2.2 SOLiD系统 157
14.2.3 Illumina GA/HiSeq/MiSeq系统 157
14.3 NGS测序技术在食品微生物学中的应用 158
14.3.1 NGS测序技术在植物发酵食品中的应用 158
14.3.2 NGS测序技术在牛乳和发酵乳制品中的应用 160
14.3.3 NGS测序技术在肉和发酵肉制品中的应用 161
14.3.4 NGS测序技术在病原性微生物和益生菌检测中的应用 162
14.4 结语与展望 163
参考文献 163
第15章 扩增子测序技术在食品微生物分析中的应用 166
15.1 扩增子测序技术概述 166
15.2 扩增子测序技术过程 167
15.2.1 DNA提取及PCR富集 167
15.2.2 PCR扩增 168
15.2.3 Illumina合成测序 168
15.3 扩增子测序技术解析发酵食品的微生物多样性及其与风味的关系 168
15.3.1 发酵酒精饮料 168
15.3.2 发酵豆制品 169
15.3.3 发酵醋 171
15.3.4 发酵蔬菜 172
15.3.5 发酵畜产品 173
15.4 结语与展望 173
参考文献 174
第三篇 其他新技术在肉及肉制品检测中的应用
第16章 电子鼻技术概述及其在肉及肉制品中的应用 179
16.1 电子鼻概述 179
16.1.1 电子鼻的发展史 179
16.1.2 电子鼻的组成 179
16.1.3 电子鼻的工作原理 179
16.2 电子鼻在肉及肉制品研究中的应用 180
16.2.1 肉品新鲜度评定 180
16.2.2 肉品分级 181
16.2.3 生产线上连续检测 182
16.2.4 肉品货架期预测 182
16.2.5 肉品掺杂掺假检测 183
16.3 问题与展望 183
参考文献 184
第17章 X射线计算机断层成像技术及其在食品检测中的应用 186
17.1 X射线计算机断层扫描技术概述 186
17.1.1 X射线计算机断层扫描装置 186
17.1.2 X射线计算机断层扫描工作原理 187
17.2 X射线计算机断层扫描技术在食品检测中的应用 187
17.2.1 肉及肉制品 187
17.2.2 乳及乳制品 188
17.2.3 焙烤食品 190
17.2.4 果蔬食品 190
17.3 问题与展望 191
参考文献 192
第18章 原子力显微镜及其在食品科学研究中的应用 195
18.1 原子力显微镜概述 195
18.1.1 原子力显微镜及其成像原理 195
18.1.2 原子力显微镜的功能及特点 196
18.1.3 原子力显微镜作用模式 197
18.2 原子力显微镜在食品科学研究中的应用 198
18.2.1 AFM在不同类型食品中的应用 198
18.2.2 AFM在不同食品组分分析中的应用 199
18.3 展望 201
参考文献 202
第19章 生物散斑技术及其在食品领域中的应用 205
19.1 生物散斑技术概述 205
19.1.1 生物散斑技术基本原理 205
19.1.2 生物散斑技术装置 207
19.1.3 生物散斑图像分析方法 208
19.2 生物散斑技术在食品领域中的应用 210
19.2.1 水果品质评价 210
19.2.2 肉类成熟过程中品质评价 211
19.2.3 水果蔬菜成熟度检测 211
19.2.4 微生物检测 212
19.3 结语与展望 213
参考文献 213
第20章 差示扫描量热技术研究甘油二酯的热力学性质 217
20.1 DSC技术的基本原理及分类 218
20.2 DSC在甘油二酯热力学性质研究中的应用 218
20.2.1 功率补偿型DSC在甘油二酯热力学性质研究中的应用 219
20.2.2 热流型DSC在甘油二酯热力学性质研究中的应用 220
20.3 结语 222
参考文献 222
内容摘要
第0章 概论
0.1 国内外肉制品检测技术的发展现状和趋势
随着社会经济的迅猛发展,人们的生活水平大幅提高,人们对食品的质量和安全也提出了更高的要求。肉制品因其营养丰富、味道鲜美的特点,已经成为人们日常膳食中的重要组成部分,其品质状况与国民生活质量、营养水平及饮食安全直接相关,这就要求对检测机构及商家的肉制品品质检测手段进行相应提升。因此,肉制品检测技术在研发卫生安全、高质量肉制品的过程中发挥着越来越重要的作用。
肉制品检测主要包括新鲜度检测、质量分级、掺假分析、有害物残留等方面。传统的检测方法较多使用物理、化学等损坏性检测评价手段,且费时费力,检测效率低下。线下品质控制存在一定的滞后性,缺乏现场检测的方法以及个体用户也可以使用的检测手段。很多检测需要送往检测机构才能完成,达不到现代检测所需的快速、准确、实时、无损等要求。近年来,食品领域相关检测技术不断发展,国内外学者在对肉制品检测技术的研究方面取得了一定的成效,如对多种肉制品的化学成分分析、肉品嫩度检测技术研究及采用图像处理等先进技术来进行畜体分级和肉制品品质检测,并且在实际生产中已研制出科学的配套仪器设备。
在肉制品品质检测中,安全品质的检测是第一位,如重金属残留检测方法通常有紫外分光光度计法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等,其中快速检测方法有胶体金免疫层析技术、纳米离子比色法、酶分析法等;农药残留检测技术有色谱分析技术、电化学技术、酶抑制技术、免疫分析技术等;对微生物污染的检测技术有PCR技术、ATP生物发光法及免疫学方法等。此外,食用品质的测定也十分重要,如肉色决定消费者的视觉印象,其评定方法分为主观评定、客观评定,前者主要使用比色板,后者主要使用化学法、色差仪等;肉质pH受畜禽品种、宰前生理状况、屠宰方法等多种因素影响,对其检测方法主要为pH计直接测定;保水性是检测肉制品品质的重要指标,常用的检测方法有压力法、重力法、离心法和蒸煮损失法等;嫩度是影响肉制品消费的重要因素,其检测方法包括主观性较大的感官评价和测定剪切力的仪器测定。风味是肉制品的重要品质之一,风味物质成分复杂,影响因素较多,是一系列挥发性化合物共同作用的结果。目前,对肉制品风味物质的检测技术已开展了很多研究。例如,电子鼻及电子舌检测技术能够快速有效地检测肉制品中的风味物质,且具有操作简单、重复性好、节能环保的优点,缺点是不能对具体风味物质进行定量分析,检测结果易受环境影响;气相色谱是风味分析的基本方法,主要对高温下不分解的挥发性组分进行分析。复合联用技术在当前使用最为广泛,如气相色谱质谱联用技术的鉴定能力较强,不仅灵敏度高、分离效率高,而且定量准确、能够确定物质分子式;气相色谱-嗅闻技术是近年来引进的风味检测技术,该方法灵敏度高,可以用来确定关键风味物质,但仪器昂贵、需配合气相色谱质谱联用仪而不能独立使用;高效液相色谱质谱法适合测定非挥发性成分和低挥发性成分,常用于检测次生代谢产物和易解离的物质,具有强选择性、高灵敏度且检测极限低、分析速度快的优点,准确性要高于气相色谱质谱联用技术;新发展起来的全二维气相色谱法/飞行时间质谱联用技术可以实现对肉制品中一些长期难以分离、鉴定的微量成分的检测,还有着高分辨、高灵敏度的优势。虽然风味物质的化学成分及结构已经能被定量或定性分析,但对于风味物质形成机制的检测还需深入研究。
肉类加工的自动化使得国内外肉制品检测技术逐渐向快速、无损检测发展。无损检测技术由于具有高效、经济等特点,适用于商品产业化在线实时检测,易于管理及自动化监控。目前常用的光学无损检测技术包括近红外光谱技术、振动光谱技术、高光谱成像技术、拉曼光谱技术等。国内肉制品检测技术种类多样,且不断向信息化、自动化和智能化转变,但仍有一些问题亟待解决,如新兴技术研发缓慢,相关专业技术人才缺口较大,专业性大型企业并不多等。与国内相比,国外肉制品检测技术更新较快,现已出现许多新兴的肉制品检测技术,例如,通过测量光学角度的吸收评价猪肉老化、干燥、冷冻后的损伤程度,采用双频光谱技术实时检测猪肉品质属性以及一种新型边缘检测方法应用于大理石肉脂肪含量的预测等。肉制品与动物养殖、饲料加工、饲养环境、加工贮藏、运输消费等多方面因素密切相关,因此对肉制品的检测分析通常较为复杂,国内外肉制品检测技术的发展均趋向于尽可能简化操作、提高精度,开发经济有效的检测技术以适用于工业化生产。随着互联网、计算机技术的不断发展及数据处理能力的提升,充分结合多元信息研发肉制品在线检测技术也是未来所需要的。通过建立实时有效的检测系统,保证检测结果的准确性、时效性,实现对肉制品全面、快速的评价,进而保障商家的利益以及消费者的健康安全。
0.2 肉制品检测技术研究的热点
0.2.1 谱学技术
基于光谱分析技术对肉制品品质进行检测已成为近年来的一个研究热点,其在肉制品新鲜度检测、有害物残留检测、有害微生物含量检测、质量分级、掺假分析等方面具有良好的应用前景。色谱-光谱检测技术中,气相色谱质谱联用技术、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、高光谱技术、高效液相色谱法、近红外光谱及分光光度法应用较为广泛。近些年,随着材料科学、传感器技术、计算机技术等新技术和新方法迅猛发展,肉制品检测手段也获得快速更新,其中,检测的可视化技术受到广泛关注。各种可视化解决方案不断涌现,如基质辅助激光解吸电离质谱成像技术、气相色谱-离子迁移谱技术、激光诱导击穿光谱技术。光谱图像具有“图谱合一”的特性。基于光学的检测技术通常具有快速、准确、无损的特点,通过对检测结果的可视化设计实现对待测物质定性、定量和定位分析,这使其成为肉品品质和安全检测、分类与分级的有力手段,在食品检测领域能够发挥重要作用,实现了多指标的同步检测及检测结果的可视化。为检测者提供直观的品质信息,便于研究人员观察模拟和计算,为发展快速、便携、实用的检测设备提供解决方案。
0.2.2 生物学技术
生物学技术产业的不断更新发展为人类社会所存在的一些较为难以突破的问题寻求到解决的方案,并且起到实质性的作用。在肉制品检测中,分子生物学检测技术常用于肉制品中动物源性成分的检测,例如,在肉类掺假检测技术方面已经较为成熟的实时荧光PCR检测技术能够有效检测猪肉掺假情况,且具有低成本、自动化、灵敏度高、特异性强的优点,但由于易受复杂基因和DNA降解的干扰,在应用时具有一定局限性;优化PCR反应条件并与荧光定量相结合的多重实时荧光PCR检测技术具有
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