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电特性在食品检测的应用论文

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电特性在食品检测的应用论文

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近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品生物技术得到了更多的重视,下面是我整理的关于食品生物技术论文,希望你能从中得到感悟!

食品分析中的生物技术应用分析

摘要:随着人们对食品安全问题重视程度的与日俱增,食品检测领域的快速检测的技术越来越受到重视,而在该技术领域,生物检测技术作为一种新兴技术,其应用范围越来越广泛。现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。

关键词:食品分析 生物技术 应用分析

食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分,它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高,特别是我国加入WTO后,我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代,一方面,食品的功能性和安全性将越来越受到重视,对其分析精度和检测限的要求越来越高;另一方面,作为食品生产企业和政府监管机构,对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测,而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此,食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。

1 生物检测技术种类

生物酶技术。基于生物酶的食品安全生物检测技术具有较强的特异性,该技术是非常常用的生物检测技术,能够从代建样本中成功检测出残留农药和毒性微生物的准确含量。不仅如此,该技术还可跟其他技术相结合产生先进的检测技术,如,将该技术跟免检测技术,由于其优异的特性,已在食品安全领域检测的各个领域广泛使用。酶联免疫分析(ELISA)检测技术的最大优点就是准确度和敏感度都非常高,实验结果表明,采用该检测技术对蔬菜和瓜果类食品样本中的农药残留的检测限为0,对奶制品中各种除草剂残留的检测限为0。所以,世界粮农组织(FAO)已经向许多国家的食品安全检测部门大力推广该技术,美国的食品安全部门也将基于酶联免疫分析的食品安全检测技术作为检测农药残留的主要技术。

PCR技术。PCR(Polymemse Chain Reaction)的中文意思是聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。该技术最初的应用领域为基因克隆领域和转基因检测领域。但是,由于该技术具有众多优点,比如具有微量性、精确性等,使得该技术成功应用于其他领域。特别是随着对食品中微生物性质的了解,该技术在主要食品安全检测中显现出了广阔的应用前景。该技术最早应用于生物检测领域是在1992年,而应用于对食品安全的检测则要更晚,也就是最近几年才出现的,直到2002年国内才见相关技术应用干食品检测的文献报道。通过建立基于聚合酶链式反应技术的检测体系,对日常生活中人们常用的肉类、奶类和水产类食品中容易感染的致病性小肠耶尔森氏菌进行了检测试验,取得了较好的检测结果。研究人员进行不断改进,希望通过将基于PCR技术的生物检测技术跟其他方法相结合,找到一种全新的更加有效地食品检测方法。

生物芯片。随着全球经济一体化的迅速发展,世界主要经济大国对食品安全的重视,对进出口食品的卫生检疫已经成为各主要经济体的贸易壁垒。目前,世界上许多国家和地区,也都相继开展了基于生物芯片技术的食品检测技术的研制和开发工作。基于生物芯片的检测技术采用光导原位等方法,能够将检测样本中的生物大分子有序地固化于支持物表面,进而构成密集的分子排列,然后与已经过标记的待测样品中的靶分子进行杂交,最后通过对杂交信号的强度进行分析,能够非常快速、高效、准确地对待测样品中的中靶分子数量进行判断,因此可说,基于生物芯片的食品检测技术是现有检验、检疫领域中速度最快、适用范围最广的高新技术。所以,基于该技术的生物检测技术可以对食品的安全状态有一个科学、快速的了解。

生物传感器。基于生物传感器的检测技术是通过具有较高选择性的生物材料对各种有毒分子进行识别,当待检测样品中的毒性物质分子与识别材料结合后,把所产生的复合物通过信号转换器转变为光电信号后输出,进而得到对检测样品的检验结果。该项检测技术具有快速、准确、可靠的的优点,能够最大限度的满足食品安全检测领域的各种要求。因此,该项检测技术已经成功地应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等众多领域。当然,基于该项技术的食品检测体系还存在一定的缺陷,如该技术的使用寿命和检测稳定性还不尽如人意,使得该技术的商业化进程受到一定的制约。

2 具体应用实例的分析

食品中的药物残留检测。对于食品中残留的药物成分对人体的危害问题,已经引起了人们的广泛重视,因而对农产品中残留药物成分的分析技术也得到了快速发展。现在,在农产品中成功应用的药物残留检测技术是生物酶技术和生物传感器技术。用生物技术对药物残留进行检测的方式出现的更早,早在1989年,人们就开始用电流式生物传感器来测定检测样本中的有机磷杀虫剂,其中使用的就是人造酶,该技术可以对样本中的硝基酚和二乙基酚进行有效检测,且时间较短。

有害微生物的检测。食品中的有害微生物对人类健康的危害性也不容忽视,所以,采用快速有效地检测方法是限制有害微生物扩大传播的有效途径。生物检测技术在领域已经取得了大量的研究成果。我国一些学者应用酶联免疫分析方法对奶制品样本中的沙门氏菌进行了成功检测,证明了该检测方法的敏感性和特异性。

转基因食品检测。随着转基因食品的出现和普及,以及各种转基因产品对人类健康和环境影响的不确定性,能对各类转墓因产品进行有效检测技术也随之出现,现在,应用于该检测领域的生物检测技术主要包括:酸检测方法、酶活性检测方法以及蛋白质检测方法等。

样本成分和品质的检测。最早应用于食品样本成分和品质检测的生物检测方法,是基于生物传感器的食品检测技术,只不过开始的检测种类较少,如最早的生物传感器检测技术主要是葡萄糖传感器,只针对食品样本中的含糖量进行检测。随着生物技术的发展,用于对样本成分和品质检测的技术也越来越多。

3 结束语

随着生物技术的发展,人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能,其应用几乎涉及到食品分析的各个方面,包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等,尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制,生物技术在食品分析中的应用还不普及,随着科学技术的不断发展,在不久的将来,生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。

参考文献

[1] 孙秀兰.生物芯片技术与食品分析[J].生物技术通报,:22-25

[2] 刘荣.生物传感器在食品分析检测中的应用[J].乳业科学与技术,2009

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食品检测与食品安全姓名: 姓名:卢周舟 学号: 学号:43208419 得分: 得分: 摘要: 由于我国处于社会主义初级阶段, 我国食品相关行业生产力水平远远达不到发达 摘要: 国家水平,而且食品企业诚信意识不强(尤其是民营、私营企业) 、食品消费价值水平低下、 安全意识观较差,种种原因,造成了我国食品安全问题仍十分严峻。食品安全控制已成为当 务之急。主要针对食品中的添加剂、毒素、有害微生物等对人身体有害或可能要害的成分进 行食品检测。随着科技的进步,食品检测在未来面临着更多的机遇和挑战。 关键词: 关键词:食品安全,食品检测,添加剂,毒素,农药残留,微生物,基因芯片,免疫学 技术,仪器分析 引论 民以食为天,毋须置疑,食品安全问题关系到每个人的健康,影响着社会的稳定发展和 不断进步。如若不能把好食品安全关,势必造成重大人身安全事故,造成社会秩序的紊乱, 最终影响执政党的地位和形象, 阻碍社会经济的快速发展。 运用高科技实施高质量的食品检 测工作势在必行! 1 我国食品安全问题概述 当前形势下,我国颁布了《食品卫生法》和《农产品质量安全法》等相关法律,用以规 范食品安全相关问题,并在省市地区各级政府建立了食品安全管理条例。2010 年以来,我 国食品安全状况相对以前来说,有着明显的提升。在 2010 年上半年的食品抽样检测中,其 合格率超过了 90%,并且保持着进出口食品高合格率。然而,由于我国处于社会主义初级阶 段, 我国食品相关行业生产力水平远远达不到发达国家水平, 而且食品企业诚信意识不强 (尤 其是民营、私营企业) 、食品消费价值水平低下、安全意识观较差,种种原因,造成了我国 食品安全问题仍十分严峻,具体表现为:1)微生物污染食源现象严重。毋庸置疑的是,致 病性微生物所导致相关疾病是当前食品安全面临的首要问题, 就我国而言, 大部分的食物中 毒都是由于致病性的微生物而引发。 致病性微生物在我国常见的一般有以下几种: 沙门氏菌、 肠出血性大肠杆菌、 单核细胞增生李斯特氏菌, 微生物污染食源的现象每年都呈上升的趋势。 2)施肥以及农药导致食品安全问题。毫无疑问,中国是个农业大国,大米、小麦以及蔬菜 种植过程中,大量使用化肥、农药以及生长调节剂,往往使食品在源头就被污染,大面积、 大剂量地使用化肥、农药,会导致食物中硝酸盐积累增加,世界卫生组织公布的食物致癌物 质中,亚硝酸盐是最为主要的,其对人体的伤害是巨大的。当前农药残存也是构成食品安全 问题的重要因素,有机蔬菜是当前最为火热的话题。3)由于生产经营者的法律意识淡薄, 更有良知缺乏的问题,致使食品生产加工领域假冒伪劣问题突出。4)食品添加剂滥用问题。 食品在加工过程中,不可避免投入各种添加剂,来迎合不同人体口感要求,然而,不法加工 组织肆意添加防腐剂、色素以及各种化学保鲜物质,导致食品安全隐患大大升高,如媒体报 [1] 道中涉及的三氯氰胺奶粉案以及地沟油案。 食品安全事件频发 检测责任与机遇并存 食品产业链上的各个环节, 都相当关注安全及质量问题, 包括如何加强企业本身的食品 安全意识以及道德观念。随着《中华人民共和国食品安全法》的颁布实施,食品安全在食品 行业管理中的重要性日益显现, 并受到了社会各界的广泛关注。 食品安全已经成为当今社会 焦点话题。 食品安全与品质检测水平是构建和完善中国食品安全保障体系的重要环节和技术支撑。 食品安全正日益上升为全民重视的高度。无论是国内生产的食品,还是国外的泊来品,都应 该有一整套可操作的检测、监控程序。特别是当某个食品出现问题时,职能部门更应该在第 一时间介入调查,以科学公正的态度,拿出令人信服的检测结果和评估报告,如此一来,既 维护了商家的利益,又保护了消费者的利益。 国内食品检测的暴露漏洞 食品检测是进、出市场的最后一关,可是在一些地方或有或无,形同虚设,暴露了食品 检测存在“短腿”。我国许多企业的关键检测仪器和设备检测能力差,检测灵敏度低,检测 技术落后,食品安全问题主要集中在微生物超标,农兽药残留超标,食品添加剂超标,有毒 有害物质超标,检出有害生物等传统检验项目中。 防堵食品安全监管漏洞刻不容缓。目前中国虽然建立了由质检、工商、食药监、医疗卫 生等部门组成的食品监督体系, 但上述部门的工作制度在一定程度上已经程式化, 检查之前 事先通知,或者让商家主动送检,这种做法难以检出问题。 据悉,现行的食品安全监管体制实行的是分段监管,涉及到农业、林业、渔业、质监、 工商、 卫生、 食品药品、 出入境检验检疫等多个部门,食品检验机构分散、 低水平重复建设、 重复检测、检测信息不能共享等问题随之衍生。因此,整合“检测计划、检测经费、检测信 息、 检测能力”四项就成了食品安全工作的重中之重, 但是关于如何整合却没有现成的经验 可供借鉴。 食品安全控制已成为当务之急 随着经济的发展,农业生产中大量使用化肥、农药、兽药,地球的生态环境正在遭受着 前所未有的破坏,食品的质量和安全受到威胁,进而威胁人类自身的健康和安全?此外,化 学添加剂、转基因等技术的应用,也增加了人们对食品安全问题的忧虑。因此,食品安全控 制已成为当务之急。 食品安全涉及食源性危害关键检测技术和实验室检测能力, 发达国家在食品安全卫生控 制方面呈现两个明显趋势:一是安全卫生指标限量值逐步降低;二是检测技术日益趋向于高 技术化、系列化、速测化和便携化。因此,在我国“十一五”规划中已将提高企业的自检自 控能力列为发展目标之一,对食品生产企业严格实施食品安全市场准入制度,从企业保证 “菜篮子”产品质量安全的必要条件抓起,采取生产许可,出厂强制检验等监督措施?在促 进食品出口方面推行从养殖场, 种植基地等原产地到出口离境的全过程监管, 帮助和监督出 口生产企业按照进口国的要求进行生产和管理,确保出口产品质量,对进口的食品,利用食 品安全控制技术与方法,加大检测力度,确保进口食品符合国家的安全卫生要求,使我国的 [2] 食品质量安全保障体系得到大幅度的提高,全面提升我国食品产业的质量水平。 2 食品检测的主要内容 食品添加剂的检测 食品添加剂是指为改善食品品质和色、 香、 味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品 中的化学物质或天然物质。目前,全世界发现的各类食品添加剂有 14000 多种。截止 1999 年我国允许使用的食品添加剂有 l587 种。食品添加剂是食品工业的基础原料,对食品的生 产工艺、产品质量、安全卫生都起到至关重要的作用。 但是违禁、滥用以及超范围、超标准使用添加剂,都会给食品质量、安全卫生以及消费 者的健康带来巨大的损害。 食品添加剂的种类和数量越来越多, 对人们健康的影响也就越来 越大。 随着研究的不断改进和发展, 原来认为无害的添加剂, 近年来发现还可能存在慢毒性、 致癌作用、致畸作用及致突变作用等各种潜在的危害,因而更加不能忽视。 食品加工企业必须严格遵照执行食品添加剂的卫生标准,加强卫生管理,规范、合理、 安全地使用添加剂,保证食品质量,保证人民身体健康。食品添加剂的分析与检测,则对食 品的安全起到了很好的监督、保证和促进作用。 譬如硝酸盐和亚硝酸盐是肉制品生产中最常使用的发色剂。 在微生物作用下, 硝酸盐还 原为亚硝酸盐,亚硝酸盐在肌肉中乳酸的作用下生成亚硝酸,而亚硝酸极不稳定,可分解为 亚硝基,并与肌肉组织中的肌红蛋白结合,生成鲜红色的亚硝基肌红蛋白,使肉制品呈现良 好的色泽。 但由于亚硝酸盐是致癌物质——亚硝胺的前体, 因此在加工过程中常以抗坏血酸 钠或异构抗坏血酸钠、烟酰胺等辅助发色,以降低肉制品中亚硝酸盐的使用量。我国《食品 添加使用卫生标准》(GB2760—1996)规定:亚硝酸盐用于腌制肉类、肉类罐头、肉制品时的 最大使用量为 /kg, 硝酸钠最大使用量为 /kg, 残留量(以亚硝酸钠计)肉类罐头 不得超过 /kg,肉制品不得超过 /kg。亚硝酸盐可通过盐酸萘乙二胺法测定当 量,硝酸盐可经沉淀蛋白质、除去脂肪后,将样品提取液通过镉柱,使其中的硝酸根离子还 原成亚硝酸根离子。 2.2 食品中常见毒素和几种典型毒素的性质和检测方法 在日常生活中,我们每天都会接触到由不同公司,不同地方生产的食品。但在近几年, 国内经常出现食品质量问题。五年前,肯德基的鸡翅被发现加入了工业染料苏丹红。随后, 问题咸蛋又发现含有工业染料苏丹红。不法商人用 “瘦肉精”喂养猪只,令食用的猪肉里 含有对人体心脏有害的“瘦肉精” 。市场用孔雀石绿养鱼,令鱼类中含有有害物质孔雀石绿。 去年,又发现三鹿奶粉中非法添加有害物质三聚氰胺。 食品安全不但发生在国内,而且在我们身边也经常发生。 2007 年暨南大学珠海学院就 发生了一起严重的食物中毒事件, 不少师生感到身体不适。 学生因为进食不干净食物发生肠 胃炎的事件时有发生。质量不安全食品也在市场上泛滥。 因此,食品质量问题不得不引起人们关注。 食品中常见毒素有霉菌毒素, 动物性天然毒素和植物性天然毒素。 其中食品中常见的霉 菌毒素有黄曲霉毒素,展青霉毒素,单端孢霉烯族化合物,玉米赤霉烯酮,杂色曲霉素,棒 曲霉素,岛青霉毒素和其他霉菌毒素。常见的动物性天然毒素有动物肝脏中的毒素,河豚毒 素,岩蛤毒素,螺累毒素和组胺。常见的植物性天然毒素有氰苷,红细胞凝集素,皂苷,龙 [3] 葵碱,秋水仙碱,棉酚和毒蘑菇。 譬如黄曲霉毒素是黄曲霉(Aspergillus flavus) 和寄生曲霉()等的代 谢产物,主要存在于霉变的花生、 谷物、 果仁和大米等食物中,食用油等制品中也经常发现黄 曲霉毒素。 它是由黄曲霉和寄生曲霉代谢产生的一组化学结构类似、 致毒基团相同的化合物, 目前已分离鉴定出 18 种,主要是黄曲霉毒素 B1、B2、G1、G2 以及由 B1 和 B2 在体内经过 羟化而衍生成的代谢产物 M1、M2 等,B1 为毒性及致癌性最强的物质。B1 是二氢呋喃氧杂 萘邻酮的衍生物,即含有一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮(香豆素) ,前者为基本毒性结构, [4] 后者与致癌有关。 黄曲霉毒素对人类健康的危害主要是由于人们食用被黄曲霉毒素污染的 食物,途径有二,其一是由受黄曲霉毒素(主要为 B1) 污染的植物性食物摄入,其二是经饲料 而进入奶或乳制品(包括乳酪、 奶粉等) 的黄曲霉毒素(主要为 M1) 。 黄曲霉毒素 B1 的半数 致死量为 0. 36 mg/ kg 体重,属特剧毒的毒物范围(动物半数致死量 10 mg/ kg ,它的毒性 比氰化钾大 10 倍,比砒霜大 68 倍) ,它引起人的中毒主要是损害肝脏,发生肝炎、肝硬化、 [5] 肝坏死等。因此,黄曲霉素的检测方法在食品检测中极为重要。 国内外有关黄曲霉素 B1 的检测方法主要有:薄层色谱法、酶联免疫测定法、高效液相 色谱法和荧光光度法。试验采用了免疫亲和柱对饲料中黄曲霉素 B1 进行净化,对高效液相 [6] 色谱荧光检测方法进行了研究,为监控饲料中黄曲霉素 B1 提供了简便可行的方法。 食品中有害微生物 现代食品行业, 有很多有害的微生物严重危害食品的品质和人们的健康, 甚至会引起一 些严重的疾病。而随着经济的迅速发展,对各类食品的需求也日益增大,因有害微生物引起 的各类食物中毒事件也逐渐增多。然而,使用传统的检测方法即非选择性和选择性增菌、生 长法及血清学鉴定虽然比较准确,但费力、耗时,一般需 4—7 d 才能完成。此外,低水平 的病原菌污染,食品加工后导致菌体的“致伤”及食品其它成分的干扰等因素,使得传统的 检测方法受到了一定的限制。 因此,需及时发现致病菌,控制污染及其可能对人体健康产生的危害。分子生物学技术 的发展使得许多食品工作者得以寻求更为快速有效的方法来检测病原菌, 以期增加敏感性和 显著地减少检测时间。其中,PCR 技术是比较有效,也是应用得最为广泛的一种检测方法之 [7] 一。 3 食品安全检测发展方向分析 随着用硫磺熏制毒辣椒、毒粉丝案,用病死猪肉加工肉馅案,用罂粟壳加工卤肉案,劣 质奶粉导致大头娃娃案,三氯氰胺以及苏丹红等一个个食品安全事件被媒体揭露,一个个重 要的问题摆在眼前: 如何有效加强食品安全检测?食品安全检测技术趋势如何?为了保障我 国食品安全,政府启动并实施了一系列食品安全保障体系建设的重大举措:制订了一系列与 食品安全相关的法律和法规,发布了一系列涉及食品安全的国家标准和行业标准,初步建立 了我国食品安全保障体系,而其技术支撑就是食品安全检测技术和仪器。 基因芯片检测技术趋势 早前 Anthony 等人建立了一个在短时间内通过测定致病性微生物含量的方法来快速检 测食品安全性能,其通过 158 例经血培养鉴定为阳性的样品进行检测,其有效合格率达到 80%。Carl 等针对四种细菌(大肠埃希菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、空肠弯曲菌)的单一研究, 而推出了基因检测法,此法大力提高了检测的精度,而且节省检测时间,可操作性强。其主 要方法是:从水以及食品中,分离出相关的致病性微生物或者是其他微生物,通过沙门菌、 志贺菌和大肠埃希菌的标准菌株作对照,比较观察相关细菌的特征,从而得出相关微生物的 致病因子。基因芯片检测技术与常规检测方法、PCR 检测方法相比较而言,其检测细菌的种 类广泛,检测的合格率高达 99%,检测时间大大缩短。基因芯片技术一般而言,其检测时间 为四个小时,传统的 PCR 技术需要八个小时。基因芯片检测技术的发展,大力变革了食品安 全检测相关理念,尤其是对前转基因食品的安全检测。因为当前形势来看,对于转基因食品 的安全问题,争议很大,而且现今仍没有通行的检测方法,但是基因芯片检测技术可以对转 基因食品进行精确地检测。 利用分析当前通用的基因报告以及各种基因特意片段, 将其制成 [8] 芯片样品,然后与被检测的食品进行简单杂交,即可准确判定转基因食品的特征性能。 免疫学技术 免疫学技术是利用抗原和抗体直接的反应, 加之免疫相关技术来检测细菌。 免疫学技术 的优点是可直接选择细菌,而不需要对细菌进行分离,直接通过免疫法进行细菌的筛选。因 为抗原与抗体间的反应种类很多,所以,免疫学方法也不统一,当前在食品安全检测中,常 常用到的是免疫磁珠分离法、免疫力检测试剂条、免疫乳胶试剂、免疫酶技术、免疫深沉法 或免疫色谱法等。免疫法具备非常高的精确度,被检测食品可通过增菌后,在短时间中便能 检测到,而且更为突出的一点便是,抗原与抗体之间的反应时间相当短。在免疫磁珠分离大 方法中,能迅速采集以及浓缩大量的食品中的微量细菌,并分析其危害性,可以有效预防 TDH 阳性副溶血性弧菌所带来的食物中毒。而胶体金免疫层析法能准确地检测出沙门氏菌, 通过抗体的置入能有效形成免疫层析条, 组织此类细菌的相关危害, 为当前食品安全检测提 [9] 供了良好的前景。 农药残存检测技术趋势 目前绝大多数色谱农药残留的检测都是通过选择性的检测器:电子俘获检测器(ECD) 、 氮磷检测器(NPD) 、火焰光度检测器(FPD) 、荧光检测器、质谱(MSD)以及近几年发展起来 的免疫分析检测方法。ECD 主要用于检测有机氯、菊酝类等含卤素的农药,灵敏度非常高; NPD 主要用于检测含氮、磷的有机磷、氨基甲酸脂类等农药;FPD 主要检测有机磷类农药; 荧光检测器主要用于液相色谱仪的氨基甲酸酝类农药的衍生化检测。 近年来, 随着农药事业 的发展,农药残留检测的验证技术需要重新认识。MSD 是验证分析最常用的技术,也可以用 于定量分析,但价格昂贵、技术要求高。自从出现毛细管色谱柱后,二维色谱发展很快。使 用不同的两个仪器或使用一个具有双柱(不同极性) 、双通道、双检测器的仪器,一次取样 可同时获得两组信息。美国 FDA、欧共体等都是先采用此法作定性检测的。此法比较适合中 国实际, 具有广阔的应用前景, 刘长武等人研究出二维色谱快速检测数十种农药的检测方法。 美国已经报道利用快速扫描技术在大约 1h 定性定量检测几百种不同类型的农药。色谱等仪 器分析技术对于检测技术人员和仪器要求较高, 但可以对于农药残留进行定性定量分析、 可 以检测几种甚至几百种已知和未知的农药,检测灵敏度高,可以提供科学准确、公正的检测 数据,作为仲裁依据。作为一种实验室快速检测技术,可以与现场快速检测技术结合,发挥 [10] 各自优势,增加监督管理的力度。 转基因食品检测技术 对于转基因食品, 尚无统一的定义。 可以理解为含有转基因生物成分或者利用转基因生 物生产加工的食品。 转基因食品, 也可以是多种不同的转基因生物及非转基因生物的混合物。 目前转基因食品主要来源于转基因植物。 对转基因产品的安全性, 一直是世界各国及联合国 等国际组织关心的焦点问题,2000 年联合国通过了“生物安全议定书” ,得到了全世界绝大 多数国家的认可,并已生效。该议定书中最重要的措施之一就是对转基因产品要进行检验, 以明确其种类, 确定是否是已批准的或已获得许可的转基因产品, 以防止一些具有风险的转 基因产品任意扩散,造成不可挽回的损失。总的来说转基因食品检测方法主要有 3 种: (1) 核酸检测方法, 它包括了聚合酶链式 Fxj~PCR、 连接酶链式反应(LCR、 指纹图谱法 RFLP, AFLP 及 RAPL 等)、 探针杂交法等; (2)蛋白质检测方法, 包括蛋白质单向电泳、 蛋白质双向电泳、 [11] Westem 杂交分析及 ELISAl(3)酶活性检测方法等。 基因芯片技术可以解决大数量基因检测问题,是一种更有效、快速,特别是高通量的检 测方法。基因芯片又称 DNA 微阵列,是指将许多特定的寡核甘酸片段或基因片段作为探针, 有规律地排列固定于支持物上形成的 DNA 的分了阵列。 芯片与待测的荧光标记样品的基因按 碱基配对原理进行杂交后, 再通过激光共聚焦荧光检测系统等对其表面进行扫描即可获取样 品信息。我国开发的转基因产品检测芯片基本上能实现:确定是否是转基因产品、是哪种转 基因产品、 是否是我国已批准的转基因产品。 目前研制的芯片能检测国内外已批准商品化转 基因作物物种:大豆、玉米、油菜、棉花、马铃薯、烟草、西红柿、木瓜、西葫芦、甜椒等; 含有启动子、终止子、筛选基因与报告基因等通用基因位点用作筛选是否是转基因产品,含 有并包括抗虫、耐除草剂、雄性不育与育性、恢复基因等各物种特定的目的基因,及品种特 异的边界序列用于确定是哪种转基因品种。 仪器分析的趋势 随着社会经济的不断发展,各个国家在食品安全卫生控制方面,正在逐步降低安全卫生 指标限量值,这对食品安全检测技术提出了更高的要求。一方面食品安全检测技术日益趋向 于高技术化、系列化和智能化,使检测仪器朝着高灵敏度和高选择性的复杂仪器体系发展, 分析方法的联用成为仪器分析的一个热点;另一方面,现场检测仪器在小型便携化的同时,向 专业化、速测化、自动化和智能化、信息化纵深发展。高灵敏度、高选择性的新型动态分析 检测和无损检测方法及多元参数的检测技术成为检测技术的发展趋势。 生物传感器技术、 生 物芯片技术和电子鼻等仿生感觉技术必将发挥越来越大的作用。 所以目前的食品现场快速检 测主要呈现 5 大趋势:(1)由于高新技术的应用,检测能力不断提高,检测灵敏度越来越高, 残留物的超痕量分析水平已达到 10-7g;(2) 在保证检测精度的前提下, 食品检测所需时 间越短越好。检测速度不断加快,智能化芯片和高速电子器件与检测器的使用,使食品安全 检测周期大大缩短;(3)选择性不断提高,高效分离分段、各种化学和生物选择性传感器的 使用,使在复杂混合体中直接进行污染物选择性测定成为可能;(4)由于微电子技术、生物 传感器、智能制造技术的应用,检测仪器向小型化、便携化方向发展,使实时、现场、动态、 快速检测正在成为现实。 )目前市场上的食品安全快速检测技术产品大多是进口产品或 (5 国外技术生产的产品, 检测成本很高。检测产品国产化,研究生产具有我国自主知识产权 的食品安全快速检测技术产品是大势所趋。 针对我国的特殊国情, 目前我国基层单位很多速测技术的应用还只处于定性或半定量水 平, 易用型的小型化仪器的应用是目前和今后快速检测技术的发展趋势。 另外食品样品复杂 多样,前处理烦琐费时,建立快速检测方法的同时进一步完善样品的前处理方法,研制适合 的小型前处理装置,对于缩短现场快速测定时间及提高测定的准确性具有重要的意义 参考文献: 参考文献: 【1】张经华 北京市理化分析测试中心食品安全检测 能力建设 与应用 【2】 2010-8-6 中国设备网 2 【3】暴铱,郭磊,陈佳,林缨,谢剑炜. 生物毒素检测技术研究进展.分析化 3 学,2009,37(5);764-771 【4】李书国,陈辉,李雪梅,任媛媛. 粮油食品中黄曲霉毒素检测方法综述. 粮油食品科 4 技,2009,17(2);62-65 【5】丁平,侯亚莉,程晓伟。高效液相色谱法测定饲料中黄曲霉素 B1。饲料研究,2006, 5 9:61-63 【6】黎健豪 食品中常见毒素和几种典型毒素的性质和检测方法 6 【7】叶云,容元平 PCR 技术检测食品有害微生物的应用 7 【8】蒋士强 1 我国食品安全保障体系建设和检测技术的现状[ J ] 1 分析仪器, 2008, (3) : 8 1 - 61 【9】解立斌, 黄建, 霍军生. 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免疫学的发展是人们在实践中不断探索、不断总结和不断创新的结果。下面我给大家分享一些免疫学技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

心理神经免疫学研究

摘要心理神经免疫学(Psychoneuroimmunology)是一门探索人类心身健康奥秘的新型边缘学科。它研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。免疫系统和神经系统之间是否真正存在联系一直有争论,我们实验室围绕高级神经活动对免疫系统的作用开展了研究。工作包括:条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激与免疫、心理行为干预与癌症等。这些工作不仅证实了心理调控,比如信号刺激、情绪和意念想象等,确实可以影响免疫系统的功能,而且对有关机制进行了探讨。

关键词心理神经免疫学,条件反射性免疫,情绪应激,心理行为干预。

分类号B845

有人统计,人类疾病有2/3与心理刺激、生活境遇有关,其中心身疾病占1/3。实际上,心理因素可以影响生理因素的观点是各国文化群体都普遍认可的。也就是说,精神和躯体之间是互相联系的。然而心理因素如何影响健康和疾病却一直是个谜。随着科学的发展,一门新兴交叉型边缘学科,心理神经免疫学(Psychoneuro- immunology)诞生了。它融合了心理学、生物化学、免疫学、行为学、解剖学、分子生物学和临床医学等多种学科,研究神经系统如何将心理因素转换为可以影响健康的生理状态的机制,特别是脑和行为如何影响免疫系统,又如何受到免疫系统的影响的。这些研究对认识精神活动在健康和疾病中的作用打开了科学之窗。人们看到了免疫系统,这一保护机体免受传染病和肿瘤侵袭的防御系统,是精神和躯体之间的桥梁[1,2]。但是,尽管已经有很多研究表明神经系统可以影响免疫系统,依然有不少生理学家认为免疫系统是独立的自我调节系统。实际上这涉及一个由来已久的争议问题,即心身分离还是心身交互作用的问题。本文的目的就是依据我们自己的工作,阐明心理行为因素在调节免疫功能中的作用及其相应的机制。这些工作包括了条件反射性免疫抑制和增强、情绪应激的免疫效应、心理行为干预与癌症等。

1心理神经免疫调节的研究

条件反射性免疫抑制和增强

条件反射性免疫是中枢神经系统调节免疫系统的重要证据。自从Ader和Cohen在1975年第一次发表关于条件反射性免疫抑制(conditioned immunosuppression, CIS)的工作以来,这一实验范式得到了广泛的关注。在这种实验范式中,一种对于实验动物来说在味觉上新异的溶液,比如糖精水,被用作条件刺激(conditioned stimulus, CS),而免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A等具胃肠道毒副效应的药物作为非条件刺激(unconditioned stimulus, UCS),二者配对呈现。随后再次给与条件刺激,则发现实验对象出现了条件性味觉厌恶的行为现象,而且免疫功能也受到了显著的抑制。针对这一现象的解释是有争议的。有的认为这是条件反射性的调节作用,是中枢神经系统调控免疫功能的重要证据之一。另一些则认为可能是应激的作用。动物对糖精水的厌恶行为也即味觉厌恶性条件反射的建立不能排除某种程度的应激的存在,而应激则会引起肾上腺皮质激素的升高,从而抑制免疫功能[3]。为弄清条件性免疫抑制的实质,我们分别采用一次性和两次性的CS-UCS结合训练方式,并在不同时程呈现条件刺激,观察由条件刺激引起的味觉厌恶性行为与条件反射性免疫抑制的关系,发现两者的表现方式和表现程度并不同步,条件反射性免疫抑制并非是厌恶行为反应或情绪应激的伴随产物 [3,4]。并进一步发现不具明显毒性作用的生物免疫抑制剂作为UCS时,也能建立条件性的免疫抑制效应[5]。条件刺激不仅可诱发动物的细胞免疫抑制反应而且可诱发体液免疫反应的抑制作用,并且随着强化水平的增加,条件反射性免疫抑制效应增强[6]。这些实验证明条件反射性免疫抑制是条件刺激的作用,而不是应激效应。对CIS的合理的解释是脑中CS―UCS的联想学习过程,中枢神经系统储存了对条件刺激(CS)的知觉信息,该条件刺激与UCS的免疫抑制反应相偶联,CS再次呈现时就产生一个直接信号激活免疫系统引起反应。

利用联想学习原理,条件反射性免疫调节应该是双向的。也就是说,条件刺激可以产生免疫抑制效应,也就可以产生免疫增强效应。建立起条件反射性免疫增强(conditioned immuno-enhancement, CIE)的模式将更有利于证明条件反射性免疫调节是中枢神经系统调控免疫系统的结果。而且由于CIE所用药物的免疫效应与CIS有所不同,CIE模式将为脑和免疫系统相互作用的研究提供新视角。为次,我们在国际上首次尝试以卵清白蛋白(ovalbumin, OVA)抗原作为非条件刺激,糖精水作为条件刺激,经过一次配对,在初次抗体反应曲线的上升阶段再次单独呈现条件刺激时,诱导出条件反射性抗OVA抗体生成的增加[7]。虽然该条件性抗体增强的幅度较低,但从统计学上看,条件反射组和非条件反射组之间有了临界值差异。但该模式最初没有得到完全成功的验证[8]。为重复检验条件性抗体增强效应,再次分别用糖精水和电针作为条件刺激,进一步观察和分析条件性抗体增强的动态反应,对条件反射性抗体增强的发生发展过程做一完整的描述。

在用糖精水作为条件刺激的重复实验中[9],不同于先前工作的是,再次单独呈现条件刺激的时间是放在初次抗体反应的下降段,而不是放在初次抗体反应曲线的上升段。这是考虑到在基础抗体值比较低时,条件反射本身的效应可能得到充分体现。而实验结果也证实了这一点。统计学数据表明,抗体水平在条件反射组和其他控制组之间的差异均达到了p<甚至的水平。

我们还发现,条件刺激诱发的抗体生成曲线在动力学上与抗原再次进入体内引起的二次抗体反应曲线很相似。单独给予条件刺激后约15天左右出现明显的抗OVA抗体水平增高,20、25天左右达到峰值,以后明显下降并逐渐接近正常水平[10]。这一结果不仅仅证明了联想学习可以调节免疫功能,而且发现了条件反射性免疫过程与抗原引发免疫应答过程的基本规律是类似的。这些工作从免疫增强的方向论证了信号刺激的免疫调节作用,建立了稳定可靠的CIE模型。

从临床角度出发,条件反射性免疫增强的重要意义在于通过脑的调控提高免疫力,增强机体对疾病的抵抗力。考虑到CIE模式在人类临床应用的可能性,寻找合适的条件刺激很重要。因为甜味饮料是人类日常生活中经常会遇到的,从新异性的角度考虑,糖精水或甜味饮料都不太适用于人类。因此尝试将一种躯体感觉信号――外周电针刺激――作为条件刺激,考察它能否诱发特异性抗体增强反应。 电刺激信号是通过两支刺入肌肉5mm的细钢针发送的。为了减少实验误差,选择传统医学中的穴位足三里作为针刺的位置,因此这种条件刺激物也可以称为电针。在这个研究中我们选择的电压强度分别为2伏特和4伏特[11]。

在本研究中,先是将电针刺激和腹腔注射OVA进行一次配对。经过一段时间的间隔,再次对动物实施电针。然后分别在第二次电针后的第10,17,24和31天经尾静脉取血,检测抗体值。结果发现,不管是2伏特还是4伏特的电针,均能显著提高抗体浓度,在第10和第17天时最为明显。研究还发现,甚至在麻醉状态下,电针和卵清白蛋白也可以实现配对,也就是说,在条件反射训练时麻醉的动物也出现了反射性抗体生成增加。没有发现电针本身对抗体生成有任何影响。这些结果进一步证实,仅需经过条件刺激和非条件刺激的一次配对,再次呈现的条件刺激即可诱发出条件反射性免疫反应。验证了条件反射性抗体增强的客观存在性和普遍性。而且,电针被用作为一个有效的条件刺激物,将为把条件反射性免疫调节在临床上得到应用提供了一种可能性。

条件反射性免疫调节的神经机制

条件反射性免疫抑制效应和免疫增强效应都表明与免疫无关的信号刺激能转变为具有触发免疫反应的非条件刺激的性质,这种转换必然发生在脑内,因而可以说这是脑对免疫系统调控的直接证据,但脑内究竟发生了什么并不清楚,条件反射性免疫调节的相关神经回路和脑机制还远远没有弄清[2]。为了直接洞察脑的变化,探讨脑内中枢整合机理,找寻直接观察脑内活动的指标是必要的。

C-fos蛋白是神经元激活的一个标志物。它通常处于不活动或表达很低的状态,但在受刺激时能作出短暂而迅速的反应,可成为神经元兴奋水平的客观指标。利用免疫组化技术,我们发现,再次单独呈现条件刺激可以导致包括脑干,边缘系统和大脑皮质在内的区域大量c-fos蛋白的表达。其中有一些脑区尤为重要。不论是条件性抑制范式还是条件性增强范式,再次单独呈现条件刺激都可以引起岛叶皮质、杏仁中央核和下丘脑室旁核c-fos蛋白的大量表达。这些结果表明,条件性免疫反应是和大脑的活动相关联的[10,12,13]。

但是必须指出的是,在我们和其他作者报道的关于脑机制的研究中,所采用的条件刺激物都是糖精水。我们的实验已经证实,以电针作为条件刺激也可以很好地诱发出条件性免疫改变,而电针和糖精水所激活的脑区是大不相同的,因此在今后的研究中阐明以电针为条件刺激所激活的大脑区域将有助于进一步确定与条件反射性免疫调节有关的共同脑机制,排除刺激引起的非特异性相关。

目前关于条件反射性免疫的神经化学机制研究也很缺乏。由于中枢胆碱能系统被认为与学习记忆有很密切的关系,该系统的这些功能主要是由毒蕈样受体(muscarinic receptor, M受体)介导的。为再次验证条件反射性免疫与学习过程有关,实验采用对M受体具有阻断作用的药物东莨菪碱作为工具药,考察整个M受体系统在条件反射性免疫调节中的作用。结果发现在以电针为条件刺激的条件反射性抗体增强模式的学习阶段是中枢胆碱能M受体依赖的,但在条件反射的唤起阶段是非胆碱能受体依赖的。在条件反射训练前阻断M受体,条件反射性免疫不再发生。但在条件反射训练完成后再抑制乙酰胆碱的合成,则不会影响条件刺激诱发的免疫反应。这些结果表明中枢乙酰胆碱参与了学习阶段的记忆形成过程,但不影响已经形成的记忆的再提取。这从神经生化的角度论证了条件反射性抗体生成的增加与学习记忆有关[14]。

2情绪应激与免疫

除条件反射性免疫的研究外,应激与免疫的研究是进行精神行为因素对免疫功能作用研究的另一热点[2]。已经有很多证据表明,应激可以导致免疫功能改变。但是,相关的动物研究大多采用电击或束缚的方式来引起应激效应。尽管这些模型也含有心理应激的成分,但其主要成分是生理性的。为了考察情绪应激对行为、神经内分泌和免疫功能的影响,研究采用两种情绪应激的动物模型:一种是传统的,以电击装置为信号刺激诱发曾有过电击经历大鼠的情绪应激。另一种是本实验室新建的,用空瓶刺激诱发定时喂水大鼠的情绪应激。这两种类型情绪应激源激活的脑区有许多共同点[15]。

在传统的电击信号刺激模式中[16],动物分成4组:电击组、情绪应激组、装置对照组A1和装置对照组A2。电击组动物用OVA免疫后2周内无规律给予10分钟/日,共6日的足电击,其余时间内无处置;情绪应激组动物除给予电击组动物电击的当天同样强度和频率的足电击外,在2周内的其余时间将其每天置于电击装置内10分钟而无电击(恐惧的情绪应激);对照组A1动物仅在给予电击组动物电击的当天被置于电击装置中10分钟而无电击;对照组A2的动物则每天被置于电击装置中10分钟而无电击。结果发现情绪应激组动物的呆滞行为和排泄行为显著增加;去甲肾上腺素、肾上腺素及皮质酮水平均显著提高。在抗OVA 抗体水平和脾脏指数上, 情绪应激组动物较装置对照组A2动物显著降低,而其余各组间无显著差异。并发现脾脏指数分别与肾上腺素含量和去甲肾上腺素含量呈显著负相关。

在空瓶刺激诱发的情绪应激模式中[17],动物先进行一周2次/日的定时饮水训练,然后腹腔注射OVA抗原以激发特异性抗体反应。此后动物被分成3组:分别为情绪应激组、生理应激组、和对照组。情绪应激组的动物每天只有一次饮水的机会,而另一次则给予一只空的饮水瓶,持续14天,以产生情绪应激。生理应激组的动物也是只有一次饮水的机会,但并不另外再给一次空瓶的刺激。这种设置的目的是控制缺水本身可能造成的生理应激的影响。对照组保持每天两次饮水不变。结果发现情绪应激产生了很显著的行为改变,即攻击行为和探究行为显著增加;血浆皮质酮、肾上腺素和去甲肾上腺素的水平显著提高;白细胞计数和抗OVA抗体浓度显著下降。抗体水平和脾脏的重量与儿茶酚胺水平之间均存在显著的负相关。但情绪应激的时间作用点和时程对应激的免疫效应有影响 。与此相对的是,缺水导致的生理应激只能诱发探究行为,升高皮质酮水平,降低白细胞计数。但它不诱发攻击行为,不影响抗体水平和脾脏指数,也不激活交感神经系统。这些结果进行了反复的验证 [18~20]。

上述两种模式的研究结果都证明,情绪应激对免疫功能产生了抑制效应,激活了下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)和交感神经系统(sympathetic nervous system, SNS)。由于抗体水平和脾脏指数与儿茶酚胺水平存在显著的负相关,而与皮质酮水平无关,提示交感神经系统的激活可能及情绪应激对体液免疫功能调节的中介机制。而皮质酮水平可能只是应激的一种反应。

为了进一步澄清HPA轴与SNS在情绪应激免疫调节中的作用 ,我们分别采用糖皮质激素合成抑制剂美替拉酮阻断HPA轴,外周交感神经末梢的6-OHDA损毁SNS的活动。结果发现,对SNS的阻断能消除情绪应激对体液免疫功能的抑制。而HPA轴的阻断没有这种作用。这些实验证明是交感神经系统介导了情绪应激所致的体液免疫抑制。进一步的证据是,非选择性β-肾上腺素能受体(β-adrenergic receptor, β-ADR)拮抗剂心得安可以逆转情绪应激诱发的体液免疫抑制作用,表明SNS是通过b-ADR介导情绪应激导致的体液免疫功能的抑制。在此基础上,进一步发现参与的受体亚型是选择性的b2-ADR而非b1-ADR[21,22]。

尽管以往大多数研究者认为,应激引起的免疫功能抑制主要是因为应激可以导致肾上腺皮质激素的释放,从而导致免疫功能下降。换句话说,免疫功能的抑制与应激激活的HPA轴有关。但采用我们的情绪应激模型,发现情绪应激引起的体液免疫功能抑制主要是由交感神经系统β-肾上腺素能受体介导的。这为阐明情绪应激的免疫抑制效应的机理提供了新资料。

3心理行为干预与癌症

正如上述研究发现的,心理因素比如情绪或者条件性学习可以引起动物的行为和免疫功能的改变。我们考虑是否可以通过心理行为干预手段来影响癌症病人的免疫功能。虽然有研究报道,癌症可以通过将心理、情绪等多种因素整合起来影响病人的整个机体,但研究结果并不一致[23]。为此,我们打算通过两个研究来考察行为干预对于癌症病人的作用。纳入第一个研究的是40个正在接受放疗的乳腺癌患者,根据年龄、教育程度、癌症分期和接受治疗的状况,她们被随机而匹配地分成两个组:一组接受为期一个月的心理行为干预,另一组作为对照。首先指导干预组病人学会渐进性肌肉放松,然后对她们进行想象训练。想象自己漫步在海滩上,初升的太阳照在脸上,海水轻柔地漫过脚面等等。然后想象免疫细胞如何杀死癌细胞,被杀死的癌细胞又是如何被海水冲刷掉。在干预的前后,分别采取病人的唾液和血液,测定NK细胞的活性。结果发现心理―行为干预可以显著提高NK细胞活性。而且需通过服药来克服放疗引起的白细胞计数降低的副作用的患者比例显著下降[24]。该研究表明,心理行为干预对免疫功能的改善和恢复具有非常显著的作用。

第二个研究纳入120名正在接受放化疗的癌症患者。同样的,依据匹配原则他们被分为一个干预组和一个控制组。除了干预的时间延长到3个月以外,其他的实验条件与上述研究基本相同。所测定的指标包括白细胞计数、NK细胞活性和免疫球蛋白(IgG,IgM,IgA)等。结果发现,干预组在所有免疫功能参数上都得到了不同程度的提高,其中NK细胞活性显著提高[25],生活质量也都得到明显的改善,治疗引起的副作用在很大程度上也得到了缓解。不论是乳腺癌还是肺癌患者,不论是放疗患者还是化疗患者,干预组的生活质量评分,包括躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能和社会功能上都显著高于控制组。同时干预组的症状评分,包括疲劳、呕吐、疼痛和食欲不振等都有显著下降[26~28]。而且,通过行为干预,患者学会运用更为积极的认知方式来应对癌症,摒弃原先的逃避心理,从而使得情绪状态、身体机能和生活质量都得到很好的改善[29,30]。成长策略和社会支持有助于提高癌症生存者的生活质量,增加正性情感[31]。这些结果反复证明了,NK细胞的活性对认知行为干预的作用相当敏感,心理行为干预确实改善了癌症患者及其生存者的生活质量。免疫功能的提高, 特别是NK细胞活性的增强可能在心理行为干预中起着重要的中介作用。

4结语

中枢神经系统和免疫系统之间存在着相互作用。上述三个方面的工作证明某些心理过程,比如联想性学习、情绪、行为想象、和认知策略等确实可以对免疫功能产生影响。也即高级神经精神活动能调节免疫功能。但免疫系统的变化也能影响高级神经精神活动的功能。免疫系统的紊乱不仅导致疾病,也与衰老、性格和行为变化有关。如抑郁症或“病态行为”就与细胞因子如白细胞介素-1有关[32,33]。但这方面的研究尚需深入展开。随着中枢神经系统和免疫系统之间相互作用研究的深入,在人类健康的维护和疾病的防治上将会有新的前景。

致谢:作者感谢曾对本文的研究工作做出重要贡献的博士后、博士生、硕士生和研究助手,他们是王建平、李杰、邵枫、黄景新、陈极寰、王玮雯、刘艳、郑丽、李波、吕倩、卫星、郭友军。

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为了更好的提高微生物食品的安全性,对微生物的检验技术的发展就变得十分的重要。下面是我为大家整理的食品微生物论文,供大家参考。

【论文关键词】:食品微生物 实验教学 实验开放管理

【论文摘要】:食品微生物实验教学中,本文从精心选择实验内容,有效组织管理实验教学,引进综合考评机制并加强开放管理实验室方面进行思考和 总结 ,以期确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的。

实验教学是高等 教育 教学活动的重要环节。通过实验课不仅可以加深学生对课堂内容的理解,巩固已学到的理论知识,而且能够培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力,对于活跃思维、提高创新能力起着积极的作用。

食品微生物学是食品专业学生必修的专业课,是普通微生物学的延伸。食品微生物学是一门实践性和应用性较强的学科,它要求学生在系统学习基础理论知识的基础上,掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术、发酵食品的制备技术、食品加工与保鲜技术以及现代分子微生物学实验 方法 等。通过食品微生物实验教学培养出不仅具有丰富理论知识,而且能掌握现代生物技术并熟练操作的高技能人才。

如何加强食品微生物实践教学的组织指导,如何调动学生的积极性,提高实验教学效果一直是我们关注和探索的问题。下面简单谈一下我们在食品微生物实验教学中遇到的问题,解决的方法和对一些问题的思考。

1 精心选择实验内容,调动学习积极性

随着食品工业和微生物检测技术的迅速发展,食品微生物学及其实验课的内容也不断扩展,而实验课既受理论课内容进度的限制,又受课时及实验室等客观条件的限制。要在有限的课时内,系统、科学地完成食品微生物所有的实验项目是绝对不可能的,这就要求我们实验教师在掌握微生物学教学大纲的前提下,结合现代科技的发展和食品微生物的研究动态,精心设计实验课教学体系,合理选择实验项目。

选择实验内容,我们由浅入深,由感性到理性。首先要求学生对食品中常见细菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌进行观察,掌握其性状特征和培养生长条件。学会识别哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代谢活动制造更多的发酵产品,提高食品的质量,同时防止有害菌引起食品腐败变质以及食物中毒。其次选择有代表性的发酵食品作为实验内容,使学生了解利用微生物生产发酵食品的整个过程,通过这些实验使同学们对食品发酵有一个总体印象,并能举一反三。最后对不同的食品和发酵食品设计实验,让学生掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术。并在课堂上结合自己的科研成果和食品研究 热点 介绍食品工业发展的前沿动态。

实验设计过程中,不仅有验证性实验,更多地引进了综合性和设计性实验,学生分成几人一组,让学生从实验设计,自己选择原材料,准备实验材料,试剂的配置,培养基的制备和灭菌等都由学生自己完成,最后写成规范的实验 报告 。学生对此积极性很高,甜酒酿、酸奶、腐乳等都是同学们喜欢并制作的发酵食品。在这个过程中学生将所学内容贯通,并熟悉掌握各个环节的操作步骤,这对学生将来步入社会,在工作岗位上独立开展工作都会有很大的帮助。

2 强化基础技能的训练,有效组织管理实验教学

食品微生物学是在掌握微生物的基本实验技能的基础上开展的,学生无菌操作观念的培养、正确使用、掌握微生物的实验仪器,如光学显微镜、灭菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,学生的这些基础技能还是很薄弱,所以我们在进行食品微生物的每一个实验的每一个步骤中只要涉及这些基础性的知识,都会给予强调,亲自演示。

学生微生物基础技能培养和形成,不是一两堂课能完成,也不是单单有老师演示后学生就可以掌握,必须让学生每人亲自动手。但在实际教学过程中,由于学生人数的增加,硬件等条件限制,人手一套实验器材不现实,那么在有限人力、有限资源情况下,使每一位同学都能动手操作并熟悉实验过程,有效组织和管理实验教学过程就尤为重要。

(1)首先任课教师和实验技术人员充分做好预实验,对实验的关键步骤和关键操作点都做到心中有数,在授课过程中有重点地强调,并分析某步骤出现问题可能会出现的结果。

(2)每次实验之前任课教师和实验技术人员就实验进行积极的沟通,不仅对实验准备的物品和材料沟通,更要对实验的组织过程协商。

(3)在实验过程中则需要任课教师和实验技术人员相互协作,并充分发挥学生班干部和小组长的作用。课堂理论教学课和实验课最大的区别在于,实验课更注重学生的动手参与,以及实验过程出现问题发现问题的及时解决。 (4)教师要严于律已,教师要严格要求自己,实验过程中耐心指导,热情帮助,回答好学生提出的每个问题,并随时纠正不正确或不规范操作。

3 加强实验课考核,引进综合实验考评

实验课的成绩给定,往往包括实验课出勤率和实验报告成绩两方面综合。所以首先就要求教师认真考勤,只有学生的出勤率有保证才能有效地组织教学活动。其次,要求实验报告书写规范,详细完成实验报告,对实验结果进行讨论,实验失败要分析原因。同时教师也对实验报告认真批改,实验报告是对实验的总结,也是对实验课质量高低的检验。通过对实验报告的批改,可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。

实际教学中,实验报告雷同和抄袭的现象比较多见,为综合考评学生实际动手能力和对实验技能的掌握,建议今后引进期末的综合实验考评:即将各个试验项目设计成不同的实验题目,让每个学生随机抽取并在有限的时间内独立完成操作,视完成的情况给予评分。比如:“食品中常见菌类的平板培养”考察了无菌操作、培养基的制备,对食品中常见菌类平板接菌技术;“食品中常见菌类的形态观察”考察了革兰氏染色,各真菌形态辨别等。在进行具体考核过程中,可把每个考核的内容进行量化定出详细的评分标准,根据学生的每一个操作环节现场打分,并对同学进行现场提问,让学生进行答辩。

4 有计划推进实验室的开放 加强实验室开放管理

微生物实验室的开放是对食品微生物实验课的有益补充,能强化、巩固、提升对食品微生物课程内容的理解,我们鼓励学生设计和开发自己的科研项目,而且学校有很优厚的资金加以支持。但是开放实验室不是无条件的,有时因实验操作不当引起的安全隐患是很严重和难以预料。因此实验室开放时管理须给予加强。

建立科学的管理机制,利用校园网建设实验网站,公布开放实验项目的题目、时间和地点,供学生选择和预约。

专人负责学生的科研队伍,对菌种、标准品、和学生用到的有毒有害物质要有专人负责,注意保管,不随意丢弃,做好无害化处理。对使用仪器学生做好使用登记,实验物品注意清洗、归还、交接。

总之,食品微生物实验课,只有提高对实验教学活动的认识,精心选择实验内容,合理有效组织和管理实验过程,并加强实验课的考核,在此基础上,推进实验室对学生的开放,加强开放实验室的管理,就能确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的,也使学生真正有所收获。

参考文献

[1] 赖建平.从培养学生创新能力入手加强化学院食品微生物学实验教学改革[J].广东化工,2007,2:77~79.

[2] 潘蕾.实验室开放管理的研究与实践[J].实验技术与管理,2007,9:131~133.

[3] 陶思源,食品微生物实验课教学改革的初探[J].辽宁行政学院学报,2005,4:211~212.

[论文关键词]:食品微生物 教学改革 多媒体课件

[论文摘要]:针对食品微生物学课程教学, 文章 从教学内容、教学手段、 教学方法 和成绩考核标准等几个方面进行了探讨,为食品微生物教学改革提供了新的思路。

食品微生物学是一门研究与食品有关的微生物的科学,通过对微生物的基本知识、基础理论和基本实验技能的教学,使学生能辨别有益的、腐败的和病原的微生物,从而在食品制造、保藏过程中,充分利用有益微生物,控制有害微生物的活动,以防止食品的变质[1]。该课程内容多,涉及面广,技术性实用性强,是食品专业的专业基础课程。在教学中,除重视基础理论知识、基本操作技能的传授外,也注重了培养学生分析问题、解决问题的能力,做法和体会如下:

一、变学生被动为主动,变换教学立场

教师的备课不是简单的“背课”[2],是在对教学内容熟悉的基础上,优化内容,根据食品微生物学知识体系的要求合理分配教学时间,增加学生在课堂上的参与和主动,启发引导学生完成学习任务,充分发挥教为主导,学为主体的作用。要改以往课堂以教师讲为主,学生被强迫坐于课堂,不能也不敢出声的传统教学模式,做到让学生“动”起来,让学生自身主动地进入到学习状态,增加学习兴趣,提高学习效果。

如“食品微生物学”与“生物化学”等课程相互渗透、相互联系,在授课时间上有前有后,为了避免相近课程某些内容重复,我们进行了授课内容的优化。对于先修课程生物化学,已讲过“物质代谢”内容,则以学生为主角,让学生课下查阅资料丰富相关知识尤其是一些科研论文(这样可以启发学生发现更多问题),然后课堂向教师提问的方式来完成这部分教学内容。教师要根据学生提问的难易做到由浅及深地回答,帮助学生回顾已忘或还未掌握的内容。学生在提问时,允许学生充分发挥想象;老师答疑时要尽可能多联系一些日常生活的实例和本学科当前研究的最新进展,用简练、幽默、易懂的语言回答相关问题,这样既丰富了学生知识,又调动了学生积极性和趣味性,让学生在课堂上能够感觉到自己是课堂主角,要发挥主角作用。

二、善于利用多媒体教学资源

传统的板书加挂图的食品微生物教学模式已远远不能满足当今学生的信息量。计算机辅助教学成为当今教育科学及教学手段的重要组成部分[3]。多媒体技术应用于食品微生物教学中,使教学效果前所未有的提高。首先,多媒体技术使直观教学成为可能。将微观世界在课堂上生动再现,其效果胜过任何语言的描述。其次,多媒体提供的信息量远远大于传统教学模式。课堂上学生可以观看多幅图片,阅读多篇教学材料,这个数量可以是传统教学的几倍。第三,多媒体将多种教学资源进行了整合,提供了多种教学方法,如课件、动画、相关网络声像资料及新闻报道等。

食品微生物学,不仅内容丰富,涉及面广,发展迅速,而且个体微小,学生对它的认识远不如对宏观事物,再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂,学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解。针对这种情况,将多媒体技术应用到微生物学课程的教学,受到了学生的普遍欢迎。通过flash动画、PPT课件、高清晰显微照片、动态显微录像等CAI教学软件,使微观世界宏观化、教学内容形象化[4]。例如,把细菌、真菌、病毒的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的三维画面或科教电影形式展示给学生,以动画的形式表现出细菌鞭毛的运动、T偶噬菌体的增殖、主动吸收的方式、细胞的分裂过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣,有助于学生的理解与接受,而且可突破教学中的难点,加大教学的信息量,提高讲课的效率。

三、采取形象化教学形式

在实际教学过程中要注重知识的逻辑性和系统性,强化抽象理论与具体实例结合,增加学生对抽象理论的感性认识和接受能力。食品微生物学主要讲解了微生物在食品生产、贮运及销售过程的利害影响,但由于微生物的自身特性,我们很难就只有显微条件下才能观察到的细小生物让其形象化,宏观化。虽然多媒体已经在此方面有了很大改善,但要做到与具体实例联系更加紧密,更加强化学生的感性认识,我们必须借助实际生产、生活中的例子来实现形象化教学。如,上课时我们将一些常见的白酒、红酒、酸乳、面包、酱类等发酵食品带入课堂来讲授微生物在发酵食品中的应用,并且通过与实验紧密结合,开展发酵酸乳来增强学生对微生物利用的认知,让学生自已亲自动手制作酸乳,品评自已的劳动成果,便于理解和掌握教学内容重点。再如讲到微生物对食品的危害时,我们选用了一些发霉的粮食、发霉的马铃薯以及发臭的肉和罐头等进入课堂,这样在理论讲解时有现实的例子,无论从教师的讲授还是学生掌握都因有了宏观感性认识而变得轻松容易。

四、调动学生兴趣,培养创新能力

兴趣是学习的动力,也是创新的动力,创新的过程需要兴趣来维持。教育学家乌申斯基说:“没有丝毫兴趣的强制学习,将会扼杀学生探求真理的欲望。”[5]食品微生物课堂教学中要注重培养学生的学习兴趣,养成学生良好的学习习惯,为学生创造性学习奠定基础。那么如何在微生物教学过程中做到调动学生兴趣,培养创新能力呢?我们主要从三方面来做起。第一,因材施教。学生的个性差异和智力发展情况各不相同,因材施教,对不同层次的学生实施不同程度的思维能力和创造能力,对不同层次的学生要有不同的评价标准和不同的目标要求。第二,以“新”为轴,调动学生学习兴趣。教学中突出“新”的理念(即运用新思想,联系新理论,列举新课题等),在激发学生的学习热情,培养提出问题,解决问题的能力,积极参加各种学术讨论会,大胆提问等方面都无疑会起重要作用,同时还赋予学生宝贵的 创新思维 。第三,多样化传授知识。改传统课堂教学模式,引入食品中微生物变化的课外观察,自行了解微生物的生长变化;鼓励学生课堂提问,学生课外查阅资料课堂以报告会形式进行教学内容讨论;积极开展相关实验,引入校园河水中微生物检测实验,培养学生自行设计安排和完成实验的能力。

五、强化实验教学,重视动手能力

食品微生物学是一门实验性、技能性很强的专业基础课,这一学科的在校大学生踏上工作岗位前,普遍存在动手能力较差、实验技能欠缺的问题。充分利用现有的力所能及的各种条件,加强实验技能培训,是最快捷有效的弥补方法。

(一)课堂实验

食品微生物实验课开始时,讲明实验目的、要求、步骤和注意事项,努力使实验成功的要求变成学生头脑中的指令,使每位同学都全神贯注地投入到实验当中去。从最基本的操作技术做起,抓住实验课上一切可以利用的机会,采取多种形式强化基本技能。具体如下:

最初,教师进行实验目的、要求、步骤和注意事项的详细讲解。

其次,以多媒体的形式将预先录制的实验过程向学生播放。这样既可以回顾理论教学内容加深实验印象,又可使学生初步了解实验过程、实验步骤及实验中的关键操作,帮助掌握实验技能。

再次,教师与学生同时进行实验操作。这样进行实验,学生在观看了录像后对部分仍不明白或是记忆不清楚的地方可以通过教师演示与他们实验的同步,进行实验信息交换,从而让学生能够最短最及时最迅速地掌握正确的实验技能。

最后,进行实验总结,认真完成实验报告的写作和批阅,从中找出问题并进行集中答疑,进一步修正学生实验中的错误。

(二)课外实验

不定期安排学生在课外做些简单实验或集中安排学生课外进行实验技能训练。如在讲微生物腐败变质时安排学生课外取一空矿泉水瓶内装入校园河流中比较清澈的水,然后进行封口存放,直至水质变化产生腥臭。让学生通过这种现象来强化课堂所学内容,起到了良好教学效果。再如集中学生利用课余时间进行校园河水中微生物检测实验,让学生以小组为单位独立完成从实验设计到完成检测报告一系列工作,并且最后进行结果评比。这样不但丰富了学生课余生活,而且还调动了学生的学习积极性,提高了学生的实际动手和综合运用知识的能力。

六、建立适合当代大学生的考核机制[6],正确评定学生成绩

实行理论和实验考试分离,突出实验,综合评定的考试模式。改以往教师授课内容为蓝本,学生考前背,考后忘的非正常态考试模式。将理论考查内容面放宽加大,强调与实际食品生产的联系,将知识点以命题形式溶入现实生活,做到“学以致用”。实验考试采用笔试和操作各占一半的命题形式,做到实验理论和实验操作并行,要求学生在规定时间内完成两部分命题,达到理论、操作都掌握的目的。实验笔试以实验基本原理和关键操作步骤为主要命题范围,实验操作以抽签形式定,内容均为食品微生物必须掌握的实验内容,如显微镜观察、细菌染色、细菌计数等。最后学生成绩由理论和实验两部成绩再结合平时的课堂提问及实验情况进行综合评定,给出学生一个公平公正科学的考核成绩。通过这种模式考试既要求学生掌握了食品微生物的相关理论知识,又培养了学生的实验操作技能,为以后的实际工作打下了坚实基础。

实践证明,我们进行的食品微生物课程教学改革的大胆尝试是成功的。教学内容的丰富更新、教学手段的现代化,考核机制的客观化,不仅提高了教学质量和教学效果,而且激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的知识面,增强了学生的动手能力,适应了现代社会对人才培养的要求。

参考文献

[1]贾英民,食品微生物学[M],北京,中国轻工业出版社,2001,1~243

[2]朱宏飞,微生物教学中激发学生兴趣的几点探索[J],微生物学通报,2007,34(1)173~175

[3]梁峙,微生物教学中的CAI[J],彭城职业大学学报,2001,3(16),76~79

[4]李平、杜先锋、蒋军,运用多媒体课件好食品微生物学的尝试[J],高等农业教育,2002,10,42~44

[5]叶丹玲,如何在微生物教学中培养学生的创新意识[J],宁波工程学院学报

摘要: 随着人类社会的进步,食品安全已经成为世界性的公共卫生问题,不仅影响到人类的健康,而且关系到国家的安全及稳定,大力发展科学技术,研究新检验方法,快速推广普及有效检测技术越显重要。本文介绍了免疫检测技术、分子生物学方法、快速测试片法、电阻电导测定法四方面的检测方法,并评述了他们的特点。随着生物等新技术新方法在食品微生物检验领域应用,文章对近几年食品微生物检测技术和方法进行介绍,这样做有效的提高了检测效率和检验速度。

关键词: 检测方法;微生物

0 引言

随着人们现代科学技术的发展,“细菌门”、“福寿螺”、“毒饺子”等名词的出现,食品安全问题越来越受到人们的重视,根据WHO统计,全球每年有近15亿人感染食源性疾病,其中70%是食品中致病微生物污染引起的。各个环节中都有污染微生物的可能,包括食品生产、加工、储存、运输、销售等,目前,微生物对食品的污染问题成为人们关注领域。

1 食品微生物分类及命名

微生物并不是生物学分类学上的专门名词,而是对所有形体微小,单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、甚至没有细胞结构的低等生物的统称。其群体非常庞杂,种类繁多,包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。细胞型微生物按细胞结构又分为原核微生物和真核微生物。

2 食品微生物检测技术及方法

免疫检测技术———酶联免疫吸附剂测定法 (ELIsA)[1]

免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的生物-医学科学。免疫应答是机体对抗原刺激的反应,也是对抗原物质进行识别和排除的一种生物学过程。现代免疫学将“免疫”定义为:机体对“自己”和“异己”识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和,正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性功能。

酶联免疫分析法(ELIsA)是食品检验中应用的主要免疫检测技术。它的中心就是让抗体与酶复合物结合,然后通过显色来检测。具体说就是使抗原或抗体结合到某种固相载体表面,即与某种酶连接成酶标抗原或抗体,这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性,又保留酶的活性。在测定时,把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开,最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定比例。加入酶反应底物,底物被酶催化变为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,可根据颜色反应的深浅来进行定性或定量分析。

分子生物学方法

核酸探针法[2] 核酸探针是将已知核苷酸序列

DNA片段用同位素或其他方法标记,加入已变性的被检DNA中,在一定条件下即可与该样品中有同源序列的DNA区段形成杂交双链,从而达到鉴定样品中DNA的目的,这种能认识到特异性核苷酸序列有标记的单链DNA分子就称为核酸探针或基因探针。与免疫学方法相似,探针也需要附加适当标记。以往研究的探针技术要使用放射性同位素,只在专门的实验室使用,而现在较热门的技术是以核酸杂交为基础的第二代技术一—比色计。该方法依赖核糖体RNA(tRNA)发育中储存的核酸成分进行检测。这种天然富含rRNA标靶序列的使用使得无辐射检测成为可能,同时又保持了与放射性同位素方法相当或者更高的灵敏度。总体说,核酸探针技术是一种较为理想的技术,特点是敏感、特异、简便、快速,缺点是一种菌就需要一种探针,目前尚未建立所有菌种探针,该技术还有待进一步发展,再者就是检验费用比较昂贵。

聚合酶链反应法(PcR方法)[2] 聚合酶链反应 (PCR)PCR是美国科学家Mllllis于1983年发明的体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。又称为基因体外扩增法,是一种体外选择性扩增DNA或RNA的技术。该方法通过对人工难以培养的微生物相应RNA或DNA片段扩增,检测扩增的产物含量,从而快速对饲料中致病菌的含量进行检测。PCR技术可直接检测样品中痢疾杆菌,大肠杆菌、乳酸杆菌、肉毒梭菌等。

快速测试片法 快速测试片法是利用无毒的纸膜、纸片、胶片为培养基载体,快速、定性和定量检测试纸和胶片的食品微生物检测方法,它是一种集现代化学、高分子科学、微生物学于一体的检测方法。对有些项目的测定,其准确度和精确度高,几乎与标准方法相媲美。其优点:第一,常规法需要时间较长,而且温度要求严格,而测试片操作简单,大大缩短了测试时间,以往许多实验室不能实施,不能达到及时检测的目的。第二,快速测试片可以在取样时同时接种,防止延长接种时间时由于细菌繁殖造成的数量增多,结果更能反映当时样本中真实的细菌数。第三,测定少量样品,不需配试剂,价格低廉,可随时进行,便于运输,携带方便,易于消毒保存,操作简便快速。

电阻电导测定法 电阻电导测定法原理是:在细菌生长繁殖期间,将大分子物质(蛋白质、糖类等)分解成有机酸、氨基酸等带电荷的小分子物质,改变其培养液的导电度。这样,通过电阻和导电度的数值变化,就可推算出样品含菌数。目前已开发出来的电阻电导检测器有:美国Vitek公司生产的Bactometer可适用于检测肉品、乳制品等含菌量;英国推出的Mathus系统,可用来检测牛乳、酿造液、鱼及海产品的含菌量[3]。

3 结束语

随着人们生活质量的不断提高,食品安全问题已逐渐成为世界性公共卫生问题,直接关系到人类的健康。本文中罗列了几个方面的食品中微生物的检测技术,虽然很多技术依然存在一定的问题,有的属于世界前沿,有的还处于发展阶段,但其应用价值日显突出。

参考文献:

[1]王兰兰.临床免疫学和免疫检验[M].北京:人民卫生出版社,2003:91-93.

[2]杨向荣,江志毅等.快速方法在食品微生物检测中的应用[J].学术论坛,2006,5.

[3]周向华,王衍彬,叶兴乾等.电阻抗法在食品微生物快速检测中的应用[J].粮油加工与食品机械,2003(10):73-75.

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生物技术是应用微生物、动植物细胞或细胞器、酶,在最适宜条件下,生产有价值的产物或进行有益过程的技术。近年来,随着生物技术在食品生产与开发中的应用,用生物程序生产细胞或其代谢物质来制造食品,改进传统生产过程,使食品工业得到了飞速发展,主要体现在四个方面:一是利用基因工程、细胞工程技术对食品资源进行改造与改良;二是利用生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如功能性低聚糖、食品添加剂等;三是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统食品加工工艺进行改造,降低能耗、提高产率;四是利用发酵工程、酶工程技术将农副原材料加工成商品,如酒类、调味品、酸奶类等。此外,与食品生产相关领域,如食品包装、质量检测、三废处理等方面,生物技术也得到了广泛应用。1 生物技术生物技术以生命科学为基础,是一门跨学科的综合性科学,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具,主要包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等5个方面。1.1 基因工程基因工程又叫遗传工程,是分子遗传学和工程技术相结合的产物,是生物技术的主体。基因工程是指用酶学法将异源基因与载体DNA在体外进行重组,将形成的重组因子转入受体细胞,使异源基因在其中复制并表达,从而改造生物特性,生产出目标产物的高新技术。主要包括重组DNA、基因缺失、基因加倍、导人外源基因以及改变基因位置等分子生物学技术手段。基因工程技术在食品工业中的应用,主要涉及微生物、植物和动物,通过对被加工材料的处理,生产出符合人们需要的基因食品。基因工程能够培育和创造出自然界所没有的新的生命形态。目前,用这种技术已培育出多种“工程细菌”,可以用来生产诸如含有生长激素、胰岛素、干扰素的功能食品和可食单细胞蛋白等,在食品工业中具有广阔的发展前景。1.2 蛋白质工程蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科基础之上,融合蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。蛋白质工程,又称“第二代基因工程”,是按人们的意志创造出适合人类需求的,具有不同功能的蛋白质,创造出世界上原来不曾有过的新蛋白质及其众多的新产品,利用蛋白质工程可以生产具有特定氨基酸顺序、高级结构、理化性质和生理功能的新型蛋白质,可以定向改造酶的性能,生产新型营养功能食品,以全新的思路发展食品工业。其内容主要有两个方面:①根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质;②确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上,实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能,设计合成具有特定生物功能的全新蛋白质,这也是蛋白质工程最根本的目标之一。1.3 细胞工程细胞工程是应用细胞生物学方法,按照人们预定的设计,有计划地保存、改变和创造遗传物质的技术。包括细胞培养、细胞核移植、细胞器摄取、染色体片断重组、细胞融合及细胞代谢物的生产等。虽然目前工业规模的细胞培养仍有一定难度,但该技术仍然是继微生物技术以后当代生物技术的重要发展领域。利用细胞杂交和细胞培养可生产具有独特香味和风味的食品添加剂,如香草素、可可香素、菠萝风味剂以及高级天然色素,如咖喱黄、紫色素、花色苷素、辣椒素、靛蓝等,而且培养的色素含量高,色调和稳定性好。1.4 酶工程酶工程是指在一定的生物反应器内,利用酶催化作用,将相应的原料转化成有用物质,其应用领域已经遍及农业、食品、医药、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面。酶工程包括各种酶的开发和生产、酶的分离和纯化技术、酶或细胞的固定化技术、固定化酶反应器的研制以及酶的应用等方面。随着基因工程、细胞工程等高新技术应用于酶工程领域,不断研究开发出更多的新品种、新用途、高活力的酶类,同时酶的固定化技术,酶分子修饰技术及模拟酶技术也得到更快发展。1.5 发酵工程发酵工程是利用微生物的某些特定功能,通过现代工程技术手段生产有用物质或直接把微生物应用于工业生产的方法和过程,包括培育优良菌种、发酵生产某些代谢产物、生产微生物菌体、改造某些天然物质等。发酵工程可用于工业化生产预定的食品或食品功能成分。利用发酵工程技术所取得的成就涉及到新食品配料、食品加工的催化剂、饮料稳定剂、D一氨基酸及其衍生物制造以及废弃物利用和食品品质的检测等。2 生物技术在食品工业中的应用2.1 食品资源及食品品质的改良利用基因工程,对用于食品资源的动植物,利用基因转移或DNA重组,使其蛋白质、脂肪、淀粉等营养要素的含量、性质、结构朝着有益人们身体健康的方向转移和发展。如提高水稻胡萝b素含量、谷物赖氨酸含量、马铃薯固形物含量、改变植物油组成中不饱和脂肪酸比例。应用基因工程技术,可以将任何生物的性状转移到植物、动物和微生物中,这项技术已用于改造或转化当今用作食品的植物、动物和微生物。采用基因工程改造的面包酵母可使得面粉的膨发性提高,所得面包更松软可口。Brigitte Ronnow等通过替代面包酵母或啤酒酵母中的Gall80或MIGI基因,解除了糖蜜发酵过程中的随着蜜二糖分解形成的葡萄糖对该基因编码的酶蛋白的抑制作用,从而最终提高酒精产率。用现代发酵工程改造传统发酵食品,最典型的是使用双酶法糖化工艺取代传统的酸法水解工艺,用于生产味精。利用优选的微生物菌群发酵,缩短发酵周期,提高原料利用率,改良风味和品质。在蛋白质食品加工中,用磷脂酶A进行活性面筋的改性;用肽链内切酶、醛脱氢酶等方法除去蛋白臭;用肽链内切酶方法生产人造肉和粉末蛋白质也取得了成功。在啤酒的生产中采用基因工程和蛋白质技术将 一乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达,可明显降低啤酒中双乙酰含量,从而改善啤酒风味。利用基因工程技术不但可以成倍地提高酶活力,而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中,构建基因工程菌来生产酶制剂,生产出的酶制剂不仅催化活性、稳定性得到提高,而且用于食品中可使蛋白质、碳水化合物和脂肪发生改性。例如,蛋白酶可以改善蛋白质的溶解性;新型食品酶制剂转谷氨酰胺酶可以使蛋白质分子间发生交联,因而可用于增加大豆蛋白的胶凝性能,使其具有更好的加工品质。在食品加工过程中,适量地添加一些酶类,可以改善产品的色泽、风味和质构,如用葡萄糖氧化酶可去除蛋液中的葡萄糖,改善蛋制品的色泽;葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的增香;木瓜蛋白酶可分解胶原蛋白,用于肉制品的嫩化。对于含有难消化成分的食品,可以通过添加一些酶类,改善这些食品的营养和消化利用性能。2.2 在食品检测中的应用生物技术检测方法具有特异的生物识别功能、极强的选择性,与现代的物理化学方法相结合,产生一些简单、结果精确、灵敏、专一、微量和快速的检测方法。生物技术检测方法的应用几乎涉及到了食品检验的各个方面,包括食品品质评价、质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究。目前常用的检测方法主要有:酶联免疫吸附测定(EUSA)、聚合酶链式反应(PCR)、DNA探针。2.3 在农副产品深加工方面的应用生物技术可以迅速提高农副产品加工能力和水平,使我国农副产品加工技术在整体上实现跨越式发展,甚至能在一些重大关键技术领域达到世界先进水平。利用遗传工程技术选择培育对乙烯敏感性低的新品种,从基因工程角度解决农副产品的保鲜问题,以便向食品行业、医药行业提供更多的易于贮藏的工业原料。肉类保鲜方面,重点在于提高综合品质以及瘦肉、嫩肉和肥肉的综合利用;奶制品方面重点是发酵乳制品、双歧杆菌发酵乳等;鱼类产品方面重点是从淡水鱼内脏、鱼眼、精卵巢中分离提取有效成分,不断推出保健制品和药物制品;将以前废弃不用的农副产品下脚料如麦秸、稻草、豆秸、木屑、枝叶、玉米秆、薯蔓等植物纤维素资源,通过生物转化,生产一些重要的生物产品。2.4 生产功能食品及新型食品用酵母或细菌等微生物菌体发酵得到的单细胞蛋白(SCP),含有丰富的蛋白质、碳水化合物、维生素、矿物质等,营养价值极高。而富硒酵母的生产开辟了发酵工艺应用于微量元素生产的新途径。利用转基因手段从目的供体物种体内获得带有特定优良遗传性状的DNA片段,直接或通过载体导入被改造物种即“受体物种” 的胚胎内,培育出优良的新品种,如生长速度快、抗病力强、肉质好的转基因兔、猪、鸡,这将大力推动畜牧业的发展,为改善人们的膳食结构提供一条新的思路和方法。利用发酵技术和酶技术可生产双歧杆菌增殖因子,如低聚果糖、低聚半乳糖、低聚甘露糖、低聚木糖等;利用酶技术,如木聚糖酶、B一葡聚糖酶、 一淀粉酶及其他降解细胞壁的酶类可生产膳食纤维素;还可生产各种活性肽,如降压肽、抗氧化肽、减肥肽、预防肝性脑病肽和心血管疾病肽等,提高人类的营养水平和健康状况 。3 展望生物技术的迅猛发展必将影响到工业、农业、医药、食品等众多领域,将有助于解决能源、粮食、疾病和环境污染等一系列全球性的重大问题,给人类带来难以估量的经济效益。我们要充分利用生物技术迅猛发展的契机,重视食品生物技术的研究,利用现代生物技术,促进我国食品工工业的改革,实现我国食品工业健康有序地发展。

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化学反应食品检测应用论文

冰冻三尺,非一日之寒,近期曝光的几个假食品,不是在市场上横空出世,而是滋生蔓延已久,甚至已经形成产业链,颇具规模。像“合成豆腐”,外包装袋上还有其仿冒的正宗产品独有的激光防伪标志,原来制假者专门配备了价值800万元左右的激光制版机,舍得下如此血本,可见其规模之大,销路之广。俗话说,苍蝇不盯无缝的蛋,以假豆腐之“软”,竟然能在市场上获得如此强劲的生命力,监管的长期乏力甚至缺失,难辞其咎。更有甚者,在生产假葡萄酒厂家的车间里,都安装着监控摄像头,直接连通当地质监部门,并有专人监控。但就是在这些摄像头底下,造假者毫无顾忌地灌装假冒的名牌葡萄酒。这种“睁一只眼闭一只眼”的背后,恐怕还不只是失职渎职那么简单。监管的眼睛是闭上了,而利益的眼睛则可能睁得贼亮。出了事,要么说“不归我管”,要么说“管不了”。其实,这些“说法”本身,就已经能说明食品监管存在问题。一则,造假手法不断翻新升级,食品安全挑战变幻莫测,确实存在制度不完善、职能不健全的问题,相关部门“心有余而力不及”;二则,恐怕还是“非不能也,是不为也”,或者“为”起来也不那么给力。工业文明的技术和成果,如果在不良的法治和道德环境中,将会发生怎样可怕的异化,其威胁的,还不仅仅是人们餐桌上的美味佳肴,更是一个文明社会的公序良俗。假鸡蛋、“合成豆腐”等假食品,在制假技术上可能还很“初级”,但其技术化、产业化的危险倾向已经值得引起全社会的警觉。有鉴于此,我们既需要提倡行业道德,净化市场环境,构筑隐形的防线;更需要有关部门更加负责、更加主动、更加常态化地开展工作,变事后推责为事先履职,变“踢皮球”为“打组合拳”,变感叹空白为填补空白,构筑起坚实的监管防线,食品安全问题才会逐渐冰消瓦解,百姓才会真正放心

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关键词:食品安全 快检 技术综述

引言

食品安全(food safety)是指食品无毒、无害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。俗话说“民以食为天”,食品安全关系到人民群众的身体健康和生命安全,关系到社会和谐稳定,而近年来食品安全问题层出不穷,加了吊白块的面粉,有毒的大米,注了水的鸡肉,掺了石蜡的火锅底料,硫酸泡过的荔枝,以及假酒假烟假蜂蜜劣质奶粉充斥着市场,真让老百姓担心起这片“天”。因此,对食品的生产、加工和销售环节实施监测监控势在必行,食品安全分析检测技术应运而生。

传统的食品安全分析检测技术主要是指化学分析法和大型仪器检测法,相对成熟。但它们的操作只能局限于实验室,操作复杂,耗时长,不能满足对食品质量安全实时监督掌控的需求,尤其在突发事件时,快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。

1、食品快速检验检测技术的研究现状

化学速测技术

化学速测技术主要是根据待测成分的某些化学性质,将样品与特定试剂发生水解、氧化、磺酸化或络合等化学反应,通过与标准品的颜色比较或特定波长下的吸光度比较,以获得检测结果,通常也成为化学比色分析法。

利用普通化学原理的速测法主要包括检测试剂和试纸,随着检测仪器的不断发展,国内外均已有与测试剂相配套的微型光电比色计。针对试纸检测的仪器也有报道,如硝酸盐试纸条[1],主要是将硝酸盐还原为亚硝酸盐,在弱酸性条件下与对氨基苯磺酸重氮化后,和N-1-盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料,试纸变色,插入检测仪读数即可。德国默克公司生产的与试纸联用的光反射仪技术相对成熟,国内尚无商品化仪器问世。

利用生物化学原理的速测法主要应用于微生物的检测,商品化成品以美国3M公司的PerrifilmTM Plate系列微生物测试片为代表,在检测金黄色葡萄球菌时,只需要测试片与确认片配套使用即可。测试片有上下两层薄膜组成,下层的聚乙烯薄膜上印有网格,便于计数,同时覆盖着含有特异性显色物质和抗生素的培养基,若样品中含有金黄色葡萄球菌,无须增菌,直接接种纸片培养24h后便可观察到显示出特殊颜色的菌落;确认片与测试片相似,只是含有不同的特异性显色物质,将有疑似菌落的测试片影印到确认片后,培养1-3h即可观察,不需进行繁琐的生理生化鉴定。而常规的Baird-Parker平板计数法耗时长达78h。

酶抑制速测技术

酶抑制速测技术主要用于食品中农药残留和重金属的快速检测。这些物质可通过键合作用造成酶的化学性质和结构的改变,产生的酶-底物结合体会发生颜色、吸光度或者pH值的变化,通过测定这些变化以达到定性或定量检测的目的。根据检测方式的不同,可分为试纸法、pH计法和光度法。相比而言,试纸法成本低、操作简单,更易于推广。它主要是将酶和底物分别固定在两张试纸片上,当样品中有待测组分时,会对酶产生抑制作用,两张试纸片接触后,酶和底物结合便会发生显著地颜色变化,比较适合农贸市场和超市等一些食品集散地的实时安全监管。由于该方法的检出限和保存性等方面的局限,只适用于初筛检测[2]。

生物传感器速测技术

生物传感器技术是利用生物感应元件的专一性,按照一定的规律将被测量转换成可用信号,使这种信号强度与待测物浓度形成一定的比例关系,具有快速、灵敏、高效的特点,是目前食品安全检测技术的研究热点,广泛应用于食品中农药残留、兽药残留等方面的检测,与传统的离线分析技术相比,它更适应于在复杂的体系内进行快速在线连续监测,在现场快速检测领域有着不可逾越的优势,按照传感器类型又可分为免疫传感器、酶传感器、细胞传感器、组织传感器、微生物传感器等等。

免疫传感器是在抗原抗体结合免疫反应的基础上发展起来的生物传感器。利用压电免疫传感器检测食品中常见肠道细菌时,通过葡萄球菌蛋白A将肠道菌共同抗原的单克隆抗体宝贝在10MHz的石英晶体表面,以大肠菌群为例,响应值可达10-6-10-9。

免疫速测技术

免疫速测是利用抗原抗体的专一、特异性反应建立起来的方法,根据选用的标记物可分为放射免疫检测、酶免疫检测、荧光免疫检测、发光免疫检测、胶体金免疫检测等。酶联免疫吸附检测法是应用较为广泛的一种免疫速测技术。它将酶标记在抗体/抗原分子上,形成酶标抗体/抗原即酶结合物,抗原抗体反应信号放大后,作用于能呈现出颜色的底物上,可通过仪器或肉眼进行辨别。目前,黄曲霉毒素酶联免疫试剂盒已广泛应用于食品检测中。

分子生物学速测技术

聚合酶链式反应(PCR)是近年来分子生物学领域中迅速发展并运用的一种技术,在食品检测中主要用于微生物的检测。它利用是否能从待测样品所提取的DNA序列中扩增出与目标菌种同源性的核酸序列来判定是否为阳性,该方法从富集菌体、提取遗传物质、PCR扩增到电泳、测序鉴定,可控制在24h,而致病菌的传统培养检测至少需要4-5天。

随着研究的逐深入,由PCR技术派生出的实时荧光PCR法、DNA指纹图谱法、免疫捕获PCR法、基因芯片法等也逐步得到了应用。基因芯片技术可以在很小的面积内预置千万个核酸分子的微阵列,利用细菌的共有基因作为靶基因,选用通用引物进行扩增,利用特异性探针检测这些共有基因的独特性碱基,从而区分出不同的细菌微生物。该法特异性强、敏感性高,可实现微生物检测的高通量和并行性检测。

2、食品快速检验检测技术的发展方向

食品安全快检法以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展,但缺点也显而易见,需要完善的地方依然很多:

简单 速检验检测技术往往是由一些非专业技术人员使用,因此,检测方法采样、处理、检测、分析等各个环节简单、易行是该方法的一大发展趋势。

准确 检法前处理简单,势必导致待测样品纯度不高,基体干扰大。因此,在今后方法的研究中,应更多关注与如何避免假阳性结果,尤其是在分子生物学速测法中,增强靶基因的特异性、引物的特异性、排除死菌体造成的假阳性应得到进一步探索。

便携 着微电子技术、智能制造技术、芯片技术的发展,检测仪器应向微型化、集约化、便携化方向发展,以满足更多的现场、实时、动态的检测要求。

经济 测成本的高低直接决定着检测技术能否得到广泛的推广和应用,如何在确保又好又快的检测基础上,尽最大可能的降低成本也是今后的研究方向。

标准化前,我国尚未制定出与食品安全快速检测技术相关的标准和规范,这也阻碍了快检法的推广和应用。随着技术的提高和检测中对快检法的需要,应及时制定出相关标准规范以增强快检结果的认可性和权威性。

参考文献

[1]房彦军,周焕英,杨伟群。试纸-光电检测仪快速测定食品中亚硝酸盐的研究【J】解放军预防医学杂志,2004,22(17):18-21

[2]易良键。食品安全快速检测方法的应用和研究【J】中国信息科技,2012,3:46

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美拉德反应及其对食品加工过程的影响论文

无论在学习或是工作中,大家都跟论文打过交道吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。你写论文时总是无从下笔?以下是我整理的美拉德反应及其对食品加工过程的影响论文,欢迎大家分享。

美拉德反应是由法国化学家在1912年发现的,JohnHodge等在1953年时将其命名为美拉德反应。美拉德反应也被叫做羰胺反应,其定义为:还原糖或者是羰基化合物在常温或者加热时与含游离氨基的化合物发生缩合、聚合等化学反应,反应物和中间产物经过一系列复杂的化学变化,最终生成棕褐色的大分子物质——拟黑素(类黑素)。美拉德反应除了生成拟黑素之外,其还有醛、酮、杂环化合物生成,这些化合物为食品增加了色泽和风味。

一、美拉德反应

对于美拉德反应的相关研究已经达到了一个相对成熟的阶段,美拉德反应也成为了现代食品加工过程中应用最为频繁的技术之一。Hodge在1953年首次提出了美拉德反应的流程图,其对美拉德反应的过程进行系统性地阐述。依据现代化学观点,美拉德反应主要可以分为三个阶段,其分别为起始阶段、中间过程、最终阶段。

1、起始阶段。美拉德反应的起始阶段涉及到化学分子或基团的缩合、环化、取代重排等历程。首先,氨基化合物和醛糖缩合成为席夫碱,席夫碱不稳定,其环化生成N-取代醛糖基胺,该化合物又经过重排(Amadori方式)生成Amadori化合物。

2、中间过程。美拉德反应的中间阶段为起始阶段产物Amadori化合物以三种不同形式的分解过程,其分别为:碱性条件下的2,3-烯醇化反应,产物包括了脱氢还原酮类和还原酮类化合物;酸性条件下的1,2-位烯醇化反应,产物包括了含呋喃环的醛类化合物和羟甲基呋喃醛;碱性产物和酸性产物继续发生裂解,生成羰基(单羰基或双羰基)化合物,除此之外,碱性产物和酸性产物也可以发生Strecker分解,与氨基共同作用生成Strecker醛类化合物。

3、最终阶段。最终阶段是美拉德反应生成拟黑素的过程,其主要为低温下胺类和醛类的聚合反应,该反应过程较为复杂,目前尚未完全明确该过程的反应机理。胺类和醛类除了聚合生成高分子以外,其还产生美拉德反应的中间体杂环化合物(具有挥发性)、醛类化合物、还原酮等。

二、美拉德反应对于食品加工过程的影响

美拉德反应的发现与应用对现代食品加工及贮藏过程有着深刻的影响,至今其仍作为一项食品加工技术被广泛应用于食品加工过程中。美拉德反应的反应产物是影响食品口味、色泽、安全、营养等功能性质的主要因素,对于传统烤制食品(北京烤鸭、烤乳猪)、油炸食品(油炸肉卷、炸带鱼)影响尤甚。从营养学的角度分析,美拉德反应对于食品加工过程并非是有利无害的,美拉德反应的反应底物为蛋白质和糖类,蛋白质和糖类是人体所必须摄取的营养成分,食品加工过程中的美拉德反应无疑在一定程度导致了这些影响成分的流失;对于那些食品中含有的人体所不能合成的氨基酸,美拉德反应有可能导致其遭到破坏,进而导致食品的营养价值下降。因此,需要辩证地看待美拉德反应对于食品加工过程的影响。在实际的食品加工过程中,应当合理控制美拉德反应,通过美拉德反应增加食品的色泽、风味和安全性,同时最大程度地保留住食品中的营养成分。

1、对食品风味的影响。美拉德反应对于食品的风味有着重要的影响,例如,享誉全国的名菜“全聚德北京烤鸭”在其放入烤炉进行烤制之前,其会在烤鸭外层涂上一层秘制调料,调料中含有糖和香料物质。在烤制的过程中,调料中的各种化学物质发生相互作用(主要为热降解、美拉德反应、产物的二次和三次反应等),这是“全聚德北京烤鸭”具有独特风味的重要原因。美拉德反应能够产生一些影响食品风味的物质,其主要有含硫杂环,如噻吩类、噻唑类;含氮杂环,如吡嗪类;含氧杂环,如呋喃类,此外,还存在着一些硫化氢和氨类物质。并非所有的物质都能够使食品增加风味(吡嗪类、硫化氢、氨类),这些是在食品加工过程中需要避免的。例如,在烤制面包时,美拉德反应生成的麦芽酚能够使面包具有特殊的香味,而生成的吡嗪类物质或醛类物质则会使得面包有糊味。

2、对食品色泽的影响。美拉德反应经过的一些列复杂的化学变化,其所产生的一系列化合物能够赋予食品不同的色泽。美拉德反应中的温度、反应途径等因素发生变化,能够使得食品依次呈现出浅黄色、金黄色、褐色、棕色直至棕黑色的色泽变化。例如,金黄色面包、红褐色红烧肉、红茶等,这些食品所呈现出的颜色很大程度上与美拉德反应有关。对于食品加工过程而言,其需要控制好美拉德反应的影响因素(原料用量、温度、加工途径),例如,酱油加工过程中,应当控制好温度,防止因为温度过高而导致酱油颜色加深;面包烤制过程中,需要氨基酸和还原糖的用量以及烤制温度,防止其过度反应而导致面包呈焦黑色。

3、对食品营养的影响。上文已经提到,美拉德反应的底物多是糖和氨基酸,这些营养物质会随着反应的进行被转化为其他物质,进而造成食品中营养流失的问题。科学研究表明,糖类在和许多氨基酸作用时,容易使氨基酸失去其原有功能,例如,苏氨酸、赖氨酸、亮氨酸、色氨酸,在与糖类进行美拉德反应时,赖氨酸最易损失。赖氨酸对于人体具有重要的生理意义:其是人体合成各种蛋白质的重要前提。乳制品加工过程中最易受到美拉德反应的影响而导致食品营养降低,而低乳糖食品由于其乳糖含量较低,能够减少美拉德反应的发生,从而最大程度地保留了食品中的`营养成分。值得注意的是,美拉德反应也能够降低食品中矿物质的生物活性,原因是美拉德反应的产物(MRPs)与食品中的矿物质发生螯合反应形成了难溶化合物。

4、对食品安全性的影响。美拉德反应会生成一系列的中间产物,这些中间产物对食品安全性有着不可忽视的影响。这美拉德反应的部分中间产物对食品的色泽和香味等功能特性做出了一定的贡献,但是另一些中间产物,如醛类化合物、杂环胺类化合物等则带来了食品安全隐患。美拉德反应所生成的中间产物具有不稳定性,目前对于糖类和氨基酸反应的中间产物是否存在安全问题尚不清楚;但美拉德反应所产生的丙烯酰胺是公认的致癌物质(有神经毒性)。土豆富含还原糖和天冬氨酸,其在加热(120℃以上)的条件下容易产生丙烯酰胺,但世界卫生组织目前还没有给出明确的丙烯酰胺致癌浓度。

三、结语

美拉德反应是一系列复杂的化学变化过程,美拉德反应的产物对于食品加工过程有着重要影响。在实际的食品加工过程中,应当合理控制美拉德反应,趋利避害,提高食品的功能特性。

参考文献:

[1]周永生,周文娟.美拉德反应及其对食品加工过程的影响[J].安徽农业科学,2010,38(27):15092-15095.

[2]于彭伟.美拉德反应对食品加工的影响及应用[J].肉类研究,2010(10):15-19.

[3]龚巧玲,张建友,刘书来,等.食品中的美拉德反应及其影响[J].食品工业科技,2009(2):330-334.

[4]美拉德反应在肉味香精中的研究进展[J].蔡培钿,白卫东,钱敏.中国酿造.2009(05).

[5]美拉德反应产物的抗氧化活性研究[J].鲁伟,黄筱茜,柯李晶,周建武,饶平凡.食品与机械.2008(04).

食品添加剂在食品中的应用论文

毕业论文,泛指专科毕业论文、本科毕业论文(学士学位毕业论文)、硕士研究生毕业论文(硕士学位论文)、博士研究生毕业论文(博士学位论文)等,即需要在学业完成前写作并提交的论文,是教学或科研活动的重要组成部分之一。其主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。其主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识,基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法,对所研究的题目有一定的心得体会,论文题目的范围不宜过宽,一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是:1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识,培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力;2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的科学态度;3、培养学生进行社会调查研究;文献资料收集、阅读和整理、使用;提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。毕业论文是毕业生总结性的独立作业,是学生运用在校学习的基本知识和基础理论,去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程,也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结,是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中,需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程,其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程,也是论文能否进行的一个重要指标。

【食品与营养科学】说了这么一句话:随着人民生活水平的提高,生活节奏的加快,食品消费结构的变化,促进了我国食品工业的快速发展,要求食品方便化,多样化,营养化,风味化和高级化,为了达到这些要求就离不开食品添加剂。论文这件事儿,是得你自己好好思考的~

添加剂在食品领域立下的功劳可不能因几个“害群之马”被统统抹煞。食品添加剂可以起到提高食品质量和营养价值,改善食品感观性质,防止食品腐败变质,延长食品保藏期,便于食品加工和提高原料利用率等作用。 例如,我们家家户户用的酱油,为了防止夏天发霉,必须添加防腐剂苯甲酸钠。大家熟知的名牌饮料可乐等,为了防止变质也添加了防腐剂苯甲酸钠;为了在常温下保存水果 和蔬菜,可以采用含仲丁胺的气雾保存,或用有防腐功能的保鲜涂膜保存;肉肠为了保证其保质期,必须添加防腐剂山梨酸钾及异维生素C等抗氧剂……有些添加剂还已经被保健食品和药物采用。例如着色剂红曲、甜味剂甘草甜和木糖醇,均被列入了2002年的药物名单。 防腐剂是食品添加剂中的一种,不添加防腐剂,食品会很快霉变,腐烂。花生等食品中产生的黄曲霉,肉类中产生的芽孢杆菌毒性都很大,不使用防腐剂,就更容易对人体造成危害。我国目前允许使用的防腐剂有苯甲酸、山梨酸、乳酸 链球菌素、二氧化硫、焦亚硫酸钾、钠等13种。苯甲酸和山梨酸在饮料中常用。 苯甲酸进入人体后,在生物转化过程中,形成葡萄糖苷酸,并全部从尿中排出体外,不在人体内蓄积。苯甲酸是已知防腐剂中比较安全的一种。山梨酸是一种不饱和 脂肪酸,在体内可以直接参与脂肪代谢,最后被氧化为二氧化碳和水,因此几乎没有毒性,是各国普遍使用的一种较安全的防腐剂。 市场上的一些食品的外包装上注明“本产品不含有任何食品添加剂”的字样其实都不够真实。事实上,所有食品都含有食品添加剂,不含有食品添加剂是做不到的,也是不真实的。某些厂家之所以这样标识,主要是迎合消费者对食品添加剂的一些误解,是一种误导消费的行为。

在现代社会中,食品添加剂是现代食品加工技术发展的基础,食品添加剂安全性和有效性是各界关注的重点。下面是我为大家整理的食品添加剂论文,供大家参考。

摘要分析食品添加剂应用存在的问题,并提出对策,以为促进食品添加剂的合理使用,确保我国食品安全提供参考。

关键词食品添加剂;应用;对策;食品安全

食品添加剂是为改善食品品质、防腐以及加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。按来源不同可分为天然食品添加剂和化学合成食品添加剂两大类[1-2]。食品添加剂由于能改善食品品质和档次,产生较好的经济效益和社会效益,在食品行业中得到越来越广泛的应用。但是,近年来随着“苏丹红”、“三聚氰胺”等事件的频频发生,食品添加剂的安全性问题越来越受到人们的关注。

1存在的问题

用量不规范

食品添加剂在食品加工过程中不按国家规定标准而随意使用的现象较为突出,比较突出的是超量使用现象。一方面,某些厂家缺乏食品安全意识,不顾食品添加剂的用量问题;有些厂家设备简单陈旧,缺乏精确的计量设备,缺乏生产技术人员;对有预包装产品中食品添加剂的用量标示不准确甚至不标。另一方面,在饮食行业,非包装食品添加剂标准缺失[3]。自2010年6月起颁布实施的《食品添加剂生产监督管理规定》中对于现场制作、产量较小的产品并没有做出用量的的规范。像面包店中预包装好的牛角包、酥皮包、方包上都有配料表一栏,除了标了小麦粉、白砂糖、牛油、鸡蛋等原料外,还标了“面包改良剂”,后面往往用括号表明了成分“淀粉、双乙酰酒石酸单甘油酯、维生素C、酶制剂”,但对于用量没有明确。

超范围使用

在食品安全法草案中,明确了食品生产者应当按照食品安全标准关于食品添加剂的品种、使用范围、用量的规定使用食品添加剂,不得在食品生产中使用食品添加剂以外的化学物质或者其他危害人体健康的物质。但实际上,如吊白块、孔雀石绿、苏丹红等被广泛应用于食品生产。

使用过期、劣质的食品添加剂

过保质期的食品添加剂,其功效会大打折扣,而且长期存放可能发生化学反应,产生有毒有害物质,影响添加食品的安全性;劣质食品添加剂,不仅产品不纯,而且含有汞、铅等重金属有害物质添加到食品中,会严重影响食品的安全。

重复、多环节使用食品添加剂

一般有2种情况,一种是在某一食品中添加了单一的添加剂后,又因其他功用添加了复合食品添加剂,而复合添加剂由于配方保密不便公开,可能会出现重复添加的情况[4]。比如某种食品防腐剂应用在酱油中,目的是为了保证酱油防腐,但酱油被用于某种罐头食品中,这种防腐剂就带入到罐头食品中,这种罐头食品可能未被批准用这种食品防腐剂,或者这种食品防腐剂限量低,罐头食品生产厂家不知道原料酱油里使用了防腐剂,再添加就超标了。另一种是多个环节进行了添加,比如国家允许使用的面粉增白剂过氧化苯甲酰,在现实中,生产面粉厂添加、销售商添加、生产馒头的小作坊添加,致使最终产品的增白剂严重超标。

2对策

统一食品添加剂标准,加强政府主导作用,及时发布权威食品信息

由政府主导,加快完善我国食品添加剂标准体系,改善“多头管理标准制定政出多门”的这一现状,从全局、系统的角度实施监管,使部门之间在执法衔接上进行有效的沟通,明确质监、卫生、安全等部门和社会监督的职责以及生产、销售、使用单位的内部管理职责,形成共管氛围。加强食品添加剂安全性的研究,将现行《食品卫生法》中食品添加剂方面的规定与《食品添加剂卫生管理办法》《食品添加剂生产企业卫生规范》内容相统一,研究制定食品添加剂的具体检测 方法 、生产规范、使用规范,完善食品生产经营单位食品添加剂管理模式,建立定期对食品添加剂进行评估的机制,及时对食品添加剂的品种进行补充和淘汰,及时发布权威信息[5]。

卫生部门要切实严格履行监管职责

卫生行政部门应强化对食品添加剂生产和使用单位进行监管,督促企业依法、科学使用食品添加剂,并建立完善的内部管理制度和内部的自检机构。要重点提高县一级卫生监督机构的检验检测水平,加大对食品添加剂使用情况的抽样检查力度,扩大覆盖面。特别是要加强作坊式的餐饮企业的监管力度,对非包装食品的经营者要进行技术指导,使其明确添加剂的适应范围、用法、用量。

加大食品添加剂监测技术的研究

目前,我国对食品添加剂的监测技术相对比较落后,监测的准确性和迅捷性需要进一步提高,需要寻求高新监测技术以适应食品添加剂的监测发展要求。当前情况下要多个部门共同建立统筹协作的监测系统,整合食品安全监督检测资源,更新检测装备,同时相关部门根据监测技术以及食品添加剂的发展,进一步完善食品添加剂使用的标准和法规,规范食品添加剂的使用,提高食品的安全性[6]。

加大对食品添加剂生产经营和使用安全的宣传力度

加强对生产经营者的培训力度,应实行培训持证准入上岗制度。通过组织食品和食品添加剂生产经营者进行培训,提高企业及销售者对违法添加食品添加剂危害性的认识,使其切实担负起“第一责任人”的责任。同时,要通过报纸、电视媒体、网络等各种宣传载体,向广大消费者进行宣传,提高自身防范意识,加强对食品添加剂知识的学习,在购买时多进行比较分析,自觉抵制劣质食品的购买。

3参考文献

[1] 阎炳宗.食用着色剂发展趋势[C]∥第八届中国国际食品添加剂和配料展览会暨第十一届全国食品添加剂生产应用技术展示会学术论文集.北京:中国食品添加剂生产应用工业协会,2004.

[2] 任镇.解读食品添加剂[J].监督与选择,2004(9):B016-B019.

[3] 张彩虹,程荣仙.实施绿色食品发展战略应处理好几个关系[J].河南农业科学,2003(3):16.

[4] 张慎举,袁仲,宋成斌.转基因食品的发展及其安全性管理[J].河南农业科学,2005(11):111-113.

[5] 赵同刚.食品添加剂的作用与安全性控制[J].中国食品添加剂,2010(3):45-50.

[6] 食品添加剂生产监督管理规定[J].中国质量技术监督,2010(6):22-25.

摘要:本文从食品安全事件中人们对食品添加剂的错误认识谈起,科学地讲解了食品添加剂的定义,介绍了其对现代食品工业发展的作用,并从加强非食品添加物质的管理、加强食品添加剂的生产与管理、加强食品行业操作人员的 教育 及国民食品 安全知识 教育等几个方面论述了如何使食品添加剂更好地服务现代食品工业。

关键词:食品添加剂;现代食品工业;作用

近年来,食品安全正因为各类食品安全事件的频繁发生而日益受到人们的强烈关注。仅以2008年为例,从年初的输日“毒饺子”事件到人造“新鲜红枣”流入乌鲁木齐市场事件,再到三聚氰胺污染婴幼儿配方奶粉并导致大批婴幼儿患肾结石甚至死亡事件,都在全国及至全球范围内产生了很大的影响,也对食品相关行业形成了严重的冲击。而几乎每一次食品安全事件,人们都会把罪魁祸首紧盯在添加在食物中的某些特殊成分上,食品添加剂一次又一次成为众矢之的。那么这一切都是食品添加剂惹的祸吗?

一、正确理解食品添加剂的定义

根据《中华人民共和国食品卫生法》(1995年)的规定:食品添加剂是指“为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质”;同时规定,“为增强营养成分而加入食品中的天然或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂”称为“营养强化剂”。因此,营养强化剂显然也属于食品添加剂范畴。

在食品加工和原料处理过程中,为使之能够顺利进行,还有可能应用某些辅助物质。这些物质本身与食品无关,如助滤、澄清、润滑、脱膜、脱色、脱皮、提取溶剂和发酵用营养剂等,它们一般应在食品成品中除去而不应成为最终食品的成分,或仅有残留。对于这类物质特称之为食品加工助剂。

国际国内对食品添加剂都有严格的管理程序。如,批准一种新的食品添加剂必须进行多种毒理学评价,当确证其不对人体带来危害时,才能获得国家多个部门的批准和发布。能够列入使用名单的食品添加剂品种,均是在长时期内经过众多实验并“过五关、斩六将”慎之又慎确定下来,被严格规定了使用范围和最高使用的限量,只要按照规定使用,食品添加剂的安全性是有保证的[1]。

而本文所举事件中提及的三聚氰胺绝不是一种食品添加剂,而是一种化工原料,不应该在奶粉里面存在,这次问题奶粉中的三聚氰胺是非法添加的一种有害物质,奶粉里面查出任何含量的三聚氰胺都是非法。现在,检测蛋白质的方法都是通过检测里面的氮来推算蛋白质,一些不法分子为了牟取暴利,向奶粉中加入三聚氰胺,三聚氰胺里含氮,检测时用来假冒蛋白质含量增高。因此,加入三聚氰胺是为了掩盖食品原料质量方面的缺陷,是非法掺假,三聚氰胺起到了掺假的作用。

二、食品添加剂对现代食品工业发展的作用

食品添加剂工业是伴随着食品工业的发展而发展的,可以说“没有食品添加剂,就没有现代食品工业”。食品添加剂在食品中的应用,可以有效地改善食品的品质和色、香、味、形,以及延长食品的贮存期等。为避免某些不该添加的食品添加物对人体造成损害,国际上于1955年和1962年先后组织成立了“FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会(JECFA)”和“食品添加剂法典委员会(CCFA)”(后者1988年改名为食品添加剂和污染物法规委员会,即CCFAC;2006年更名为CCFA,中国为主持国),集中研究食品添加剂的安全性问题,并向各有关国家和组织提出推荐意见,从而使食品添加剂逐步走上健康发展的轨道[2]。据相关资料表明,目前全世界的食品添加剂品种有25000多种,其中80%为香料,常用的添加剂品种有5000多种,直接使用的品类大约有3000-4000种,而比较常见的有600-1000种。

在大规模、现代化的食品生产中,正确、规范使用食品添加剂有以下的好处:(1)增加食品的保藏性能,延长保质期,防止微生物引起的腐败和由氧化引起的变质;(2)改善食品的色香味和食品的质构如色素、香精、各种调味品、增稠剂和乳化剂等;(3)有利于食品的加工操作,适应机械化、连续化大生产。如用葡萄糖酸内酯作为豆腐凝固剂;(4)保持和提高食品的营养和保健价值。如营养强化剂、食品功能因子等。

现在许多人反对食品添加剂的理由是害怕使用了添加剂的食品不营养、不安全,但合理的食品添加剂恰恰能够调整营养结构,达到均衡营养、补充营养的效果。如针对不同的消费群体,在面粉里面可以添加钙粉、维生素、功能因子等,强化面条的营养功能;此前我国推行的酱油加铁工程、碘盐工程等,都是在食品里添加人体必需营养成分的最好例子。

三、如何使食品添加剂更好地服务于现代食品工业

应该看到,随着我国食品工业的发展,今后几年我国食品添加剂工业也会迅速发展,会有愈来愈多的食品添加剂产品用于食品工业,这是客观事实。需要引起重视的是,尽管食品添加剂在食品中使用量很少,但对食品的品质影响很大,特别是不少食品添加剂有一定毒性,不合格和使用不当,都会对人体健康产生影响,这并非一件小事情,而是关系着人民群众饮食卫生的大事情。

1、加强在食品中严禁使用非食品添加剂的管理

非食品添加剂是指已被证实不能用于食品中,而却可以对提高食品某一功能的物质,这些物质大都属于某一工业所用添加剂,对人体有一定或很大的危害,如三聚氰胺、吊白块、苏丹红、美术绿、罂粟壳等等。以吊白块(又称雕白粉)为例,它是一种氧化剂,可以氧化面粉、米粉、豆制品等食品中的色素,但其毒性很大,正常人体摄入10g就会产生严重的后果,但在国家有关部门的专项查处中,却发现不少违法使用的现象。

2、加强和完善食品添加剂生产及应用的管理

食品添加剂在我国仍属新兴行业,它不同于 其它 行业,是关系到人们的饮食卫生的大事。添加剂本身并不可怕,可怕的是被超标使用,被不法分子滥用。在国外发达国家,对食品添加剂的生产和使用的管理都很严格。如美国把食品添加剂放在和药物管理同等重要的位置,其食品添加剂法规规定的比较全面和严谨,并由美国食品与药物管理局(FDA)负责贯彻实施。美国对违规生产和使用食品添加剂的处罚相当严历,违规企业和企业主的下场不堪设想。而我国的一些生产者却没有严谨的法规意识,容易造成严重的后果。如面粉增白剂的生产和使用方面就存大着较为严重的问题。因此,我们应加快和完善食品添加剂法规的制定和管理工作,特别对食品添加剂的生产和使用应集中管理,不能多部门管理,应有专门的管理机构,做到严格监督、严格控制[3]。

3、加强食品行业操作人员的教育培训管理

目前,我国对在食品行业从业的人员基本上停留在办理“健康证”即确保无传染性疾病即可上岗的层面上,没有更加严格的上岗要求,对他们在食品安全方面的教育和培训甚为缺乏,食品方面的法律规范知之甚少,导致在食品加工中他们仅凭“ 经验 ”添加某些食品添加剂,而没有进行科学的计算和产品检测,这样的食品流向市场,肯定会影响到人民群众的健康。尤其对于食品生产企业,如果能够不断地强调使用食品添加剂的“良心标准”,严格按照卫生标准控制添加剂的使用,并且通过研发,提高食品加工技术,来减少一些添加剂的使用,那么食品安全问题就会越来越少。

4、加强国民的食品安全知识培训

人们对食品添加剂的恐慌源于他们并不真正了解它。食品添加剂在食品加工中只要食品原料能达到要求,能不用,最好不用,但也不要过分夸大食品添加剂的弊端。对美国人来说,食品添加剂这个概念事实上跟其他的食品成分完全一样,根本不会让人产生反感,甚至美国天然食品添加剂的增长率达到10%,远远高于其经济增长比例。而近来我国一些食品生产商为保证产品的销量,不负责任地打起“本品不含任何食品添加剂”类似的 标语 ,来误导消费者;部分媒体一遇食品安全事件便在不尊重科学依据的情况下发布一些不严谨的言论或调查;为应对消费者的“恐惧”,其他企业不得不“跟风”声明,这些做法使得公众对食品添加剂产生错误的认识,客观上阻碍了其发展。因此我国应通过种种 渠道 加强国民的食品安全知识培训。

参考文献

[1]胡毅. 正确认识食品添加剂 促进食品工业健康发展.中国食品质量报.2008,11,28.

[2]宋雪莲.食品添加剂标准需与国际接轨.人民网-中国经济周刊.2008,10,06.

[3]斯波.食品添加剂是现代食品工业发展的根本.

摘要:人们的日常生活水平在不断地提高,随之而来的,人们的生活要求以及品味也越来越高。食品的单纯的饱足感已经不能再满足人们了。食品的色香味给予人的感官刺激正在受到越来越广泛的重视。因此,食品添加剂应运而生且得到了广泛的应用。但是,食品添加剂不仅仅带来视觉味觉等的享受,还带来了不少的危害。本文就此方面做了简单地介绍,希望对以后的研究工作等有所裨益。

关键词:食品添加剂 应用 危害

食品添加剂在我们的生活中无处不在:方便面中的乳化剂以提高面团的吸水性;火腿香肠中增稠剂和鲜味剂使火腿变得更加香嫩;月饼中的防腐剂可以保持其新鲜……盐,则是我们最为熟悉和常见的添加剂。倘若我们的生活中没有盐,我们的生活将会是个什么样子?!食物毫无味道可言!所以,由此可见,食品添加剂已经是我们生活中不可缺少的一部分了。

一、食品添加剂简介

用于改善食品品质和色、香和味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质就是食品添加剂。食品添加剂能够改善食品的色、香、味等品质,还能够在一定的程度上防止食品变质。是当代食品加工产业不可或缺的组成部分。目前我国食品添加剂有23个类别,2000多个品种,包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂、香料等。对于这些食品添加剂按其来源、功能和安全性可以对食品添加剂进行分类。按来源可分为天然食品添加剂和人工化学合成添加剂,按功能分为防腐剂,漂白剂,着色剂等22种,按安全划分为A、 B、C三类。

二、食品添加剂的主要作用

为了确保食品的质量,在食品的加工制作过程中,必须依据所要加工的产品的特点适量选用合适的食品添加剂。食品添加剂的种类繁多,作用也不尽相同。食品添加剂能够起到以下重要的作用:

在食品原有基础上改善和提高食品的色香味感官指标。高质量的食品不仅仅有极为丰富的营养,往往还色香味俱全。与此同时,食品的色、香、味、形态和口感也是衡量食品质量高低的一个重要指标。但是,在食品的加工过程,多数情况下都有碾磨、破碎、加温、加压等物理作用的过程,其中很容易导致食品褪色、变色,甚至于一些食品的固有香气也大部分散失。而且,一个加工过程下来,食品的软、硬、脆、韧等口感要求几乎不能够同时达到所理想的效果。

使食品的营养价值得以保持甚至提高。食品氧化,就会直接降低其营养价值。另外,为了是食品更有营养,还可以在食品中加入各种营养素,例如各种维生素或钙元素等。食品防腐剂和抗氧保鲜剂在食品工业中可减少并防止食品的氧化变质,能够很好地保持食品的营养,食品中添加的适当的营养素,则大大提高和改善了食品的营养价值。这就为营养不良和营养缺乏等人群提供了很好的食品选择,能够有针对性的使用,对于保持营养平衡,提高健康水平具有十分重要的意义。

保藏和运输食品,延长食品的保质期。在自然环境下,食品的放置时有一定的时间以及环境限制的,空气、水分以及温度都会对食品的质量产生影响。而且,长时间长距离的食品运输在自然环境下也是极为困难的。例如,生鲜食品和高蛋白质食品如果不采取防腐保鲜的基本 措施 ,在其出厂后就会很容易腐败变质,成为废品,很难为人们所用。各种防腐剂、抗氧化剂以及保鲜剂就很好地解决了这一系列的问题。这类的食品添加剂保证了食品能够在保质期内保持其应有的质量和品质,使食品加工之后能够运输至其他地区满足更多的人的需求,给人们的生活带来了极大的方便。

使已有的食品品种更加丰富多样。在当今的食品货架上,不再只是单纯的粮油、果蔬、肉、蛋和奶,更多的则是有这些原材料与食品添加剂共同加工而成的琳琅满目的食品了。例如罐头、香肠、果汁还有 蛋糕 等等。各种各样的食品原材料能够根据其品种以及口味的不同,选择适当的加工工艺,添加适当适量的食品添加剂,就能够成为新的食品花色。与此同时,不同的食品添加剂往往能够获得不同的花色品种,使我们的日常生活更加丰富多彩。

使食品的技工操作更容易,满足不同人群的需要。食品的加工过程中难免会有润滑、消泡、助滤、稳定和凝固等做法,进行这些加工细节时,如果没有食品添加剂,几乎是不可能的。而在现实生活中,有部分人群对于食品是有其特殊要求的,例如糖尿病患者不能食用蔗糖,但是有想要满足甜的需求,就可以在无糖食品中添加各种适量的甜味剂如木糖醇、山梨糖醇等;婴儿的生长发育过程中需要各种营养素加强体质,因此就发展了添加有铁锌钙等矿物质、维生素的配方奶粉等。

对经济效益和社会效益有稳固的提高。食品生产过程使用的稳定剂、凝固剂、絮凝剂等各种添加剂之后,能够不同程度地降低原材料消耗量,提高产品产出率,从根本上降低了生产成本,可以达到很好的经济效益。另外,使用食品添加剂之后,由于食品的花色增多,增加了人们的购买率以及购买量,也受到了明显的经济效益和社会效益。

食品添加剂大大促进了食品工业的发展,并被誉为现代食品工业的灵魂,这主要是它给食品工业带来许多好处。防腐,增加花色等等都是食品添加剂所带来的惊喜效果。运用这些食品添加剂,我们的生活才能够更加丰富多彩,企业才能够有更加好的收益,社会才能更好的向前发展。食品添加剂是当今社会食品工业中研发最为活跃,发展、提高最为迅速的领域之一,研究人员正在努力使食品添加剂在纯度,使用功效方面尽可能地提高,例如酶制剂,许多产品的活力、使用功效等年年甚至每季度都有新的进展。

三、食品添加剂的负面影响

一般情况下,食品添加剂采用很少的量就能够达到预期的比较理想的效果。在食品中使用的添加剂的标准用量极少,一般控制在之间。因为,大量的食品添加剂会给人们的身体机能产生负面的影响甚至是生命危险。即便是最为天然的食品添加剂―盐,一旦在食物中加入量过大,对我们的生理平衡也会产生负面的影响。

对于化学合成的食品添加剂,其作用更显著,但是过量所带来的危害也是极为严重的。近些年来,由于食品添加剂超标而引发的事故频频发生,不得不引起我们的高度重视。而由于防腐剂所引发的事故更是普遍。例如二氧化硫,亚硝酸盐等。

二氧化硫类物质通过生成亚硫酸(一种较强的还原剂)在被氧化时可将着色物质还原退色,使食品保持鲜艳色泽,还可抑制食品中的氧化酶,防止食品褐变,还可以起到防腐的作用。因此,二氧化硫类物质是食品加工过程中常用的漂白剂和防腐剂。事实上,少量的二氧化硫进入机体是不会对机体造成任何危害的,但是,摄入过多就会引起胃肠道反应,如恶心、呕吐。此外,还影响钙吸收,造成机体钙丢失。世界各国都普遍使用的食品添加剂――亚硝酸盐,主要用作肉制品加工的发色剂,可以保持肉类(火腿肠、香肠等)食品颜色鲜艳、亮红,肌纤维膨松。但是亚硝酸盐能在肉食品中能产生强致癌物亚硝胺,而且它也是属于较毒的食品添加剂,摄入 克就可引起中毒,3 克可致死。诸如此类的事仍然不胜枚举。

结束语:

食品添加剂是一把双刃剑,现代生活少不了添加剂。它已经深入我们的生活中,我们不能忽视它的各种优秀的作用,同样不能因为它可能给我们带来的副作用而完全敌视它,更不能“谈剂变色”、因噎废食。我们要做的是,懂得如何运用它的优势为我们创造出一个色彩斑斓的生活。

参考文献:

[1] 李宁.《食品二氧化硫超标的危害》.《健康报 》2010-01-17

检测技术在电厂中的应用论文

关于智能技术在变电站中应用探究论文

在日复一日的学习、工作生活中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。写起论文来就毫无头绪?以下是我帮大家整理的智能技术在变电站中应用探究论文,仅供参考,大家一起来看看吧。

随着科技的不断创新、改革,当前电力企业当中,智能技术有了突飞猛进的发展,具备智能化、集成化、标准化等特点。智能技术在变电站中的应用非常广泛,能够应用在设备层面、间隔层面以及站控层面,智能技术的合理应用不仅能够降低变电站对人工的依赖性,还能够显著提升变电站数据的收集、数据正常性判断的准确性等。本文主要分析变电站中智能技术的应用。

近些年,智能化技术在不断的创新,越来越多的先进技术在各个行业当中逐渐普及。智能技术在当前已经较为成熟,在工业产业当中,智能技术本质上就是代替人工进行一些分析、操作。相关研究报道,合理应用新型设备、自动化设备、电子计算机、新技术以及新工艺等智能技术能够显著改善电力行业的经济价值,能够达成高效、高产、低能耗以及低成本的企业目标。

1、智能技术在变电站的使用现状

我国当前主要的枢纽性变电站数量大约有1000座左右,其中大部分已经基本实现自动化管理、运作。智能技术在其中有着较多的使用,并且取得的经济效益十分是显著。采用先进的智能数据整理、收集与对比系统,能够给予变电站非常多的自动化、智能化功能。在新型变电站中,主要有全部分散、局部分散以及集中配屏等多种模式,智能系统在多个模式当中具备的功能大致相同,具备基本的监控功能、保护、防误操作、事故紧急修复、经济运维处理、设备实施管理等等。传统变电站与智能技术变电站而言其体系结构全然不同,其信息的交替效率也有所不同。想要将传统变电站全面改造成为智能化变电站,在技术上、安全性上以及造价成本等方面都有相当的难度。对此,智能技术应用在变电站中的优化工作重点应当是新变电站的建设方面。

我国终端站以及受控站的数量大约有1万左右,其因为人力资源以及资金等方面的限制,当前还无法真正、全面的实现智能化。在当前,新建变电站已经能够全面完成智能化管理。而对于常规变电站而言,变电站的无人化、自动化问题仍是问题解决重点。在未来的工作中,应当尽量将变电站向无人值班转变。对此,就需要电气设备具备更加强大的自动控制功能和更高的安全性。

2、智能技术在变电站当中的应用

引入控制端

引入计算机终端,促使变电站具备自动化控制功能。计算机终端系统能够按照实际的要求检测变电站的电能转变、运输等情况,判断运输电力时的电压、时间等情况,从而判断故障的发生。此外,计算机终端还能够通过数据的实时监控,实现自动化控制的功能,从而降低突发事件所引发的变电站故障,从而提升供电的可靠性。

分级控制技术

基于电力安全运输、管理的要求所创造的分级式控制技术,在站控层、间隔层以及设备层等方面实现了基本相对应的分级控制模式,这不仅能够显著的降低中央处理设备的负荷,还能够促使设备体现较高的使用效率,从而实现集中式控制,并且消除潜在的安全风险。

光纤技术的应用以及电力装置的集成性

智能变电站能够借助光纤技术完成变电站与变电站之间的各个控制层局域网管理目的,在控制中心可以分别对站控层、间隔层以及设备层的实时信息,实现自动传播信息。与此同时,局域网当中的控制层能够借助光纤技术更加稳定、可靠的传输各类数据。电力装置的集成性配合光纤技术能够将电力装置的所有运行参数进行集成化传输、管理,从而节约数据收集的时间,节约设备的维护繁琐性。

实现全局或局部智能控制

智能设备在变电站当中的合理使用能够基本满足智能化控制的需求。通过对变电站各级设备的优化控制,能够完成电流闭锁装置、电流互感器以及控制柜等设备的智能化管控,从而实现设备半自动、全自动化管理。

智能技术在变电站中的突出应用

智能技术在变电站当中的应用能够促使变电站实现高压配电设备具备智能化,完成小范围内的智能化电网建设工作。基于智能传感器的实时监控能力,监控电力设备的运行状况,并根据监控结果进行实时的调整、控制。智能技术在变电站中能够使一次变电设备实现一体化控制、检测。对于高压设备的断路器实现一体化设计,从而实现一体化管理的目的。

智能技术在变电站中基于计算机终端,通过站控系统便可以实现全面的设备检测,并可以按照实际需求不断的完成电力设备运行数据的实时监测以及各类型智能变电装置的工作信号的监控,检测变电站的输出、输入状态。智能技术在变电站当中大量应用,能够极大程度的控制无效数据的采集量,并提升变电站的整体监控效率。

采用先进的数据采集智能系统,能够促使智能变电站具备相当庞大的信息收集能力。基于先进的数据处理技术,智能变电站便具有非常显著的信息处理效果。借鉴在线处理技术以及数据库模型技术,智能变电站能够具备基本的故障诊断能力以及状态监测能力,工作人员需要将变电站内部的设备正常工作状态时的特性、参数输入到数据库当中,系统便可以根据输入的参数、特性与当前检测到的数据是否一致来判定变电站是否处于正常工作状态,并在协议允许范围之内进行自主整改、调整,能够在一定周期之内完成变电站基本设备的实时工作状态监测、评估以及上报等工作。

3、总结

综上所述,智能技术在变电站当中的巧妙应用,不仅能够降低工作的复杂性、繁琐性,还能够极大程度的提升变电站的自动化程度,对于变电站而言有着极其重要的意义。电力企业的创新必然需要依靠智能技术,通过改善智能技术优化电力企业变电站的运维质量,从而实现智能化发展。

摘要

随着科技的发展,社会的进步,国家电网快速发展,智能变电站的建设也越来越多,智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征,具有多信息融合,智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响,具有重大的技术和经济意义。

【关键词】智能变电站防误

智能化变电站由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)以及网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建,它建立在IEC61850标准和通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站为采用先进、可靠、集成、低碳、环保智能设备,并以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,采用自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,能够实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。智能变电站体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。

1、智能变电站的智能特征

智能变电站是与传统电网相对而言的一种新型电网,其智能主要包含智能设备和智能高级应用在两个方面。

智能变电站的智能设备

智能变电站的智能设备由一次设备和智能组件有机结合而成,智能变电站系统由过程层、间隔层和站控层3层组成,

智能变电站的过程层由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端组成,能够完成变电站电能的分配、变换、传输、测量、控制、保护、计量以及状态监测等相关的功能。

智能变电站的间隔层设备一般由继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备构成,能够实现使用一个间隔的数据并作用于该一次设备的功能,即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。

智能变电站的站控层功能高度集中,能够在一台计算机或嵌入式装置中实现,同时也可在多台计算机或者嵌入式装置中实现。它主要由自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统构成,能够实现面向全站或者一个以上一次设备的测量和控制功能,能够完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

智能变电站的智能高级应用

智能变电站的智能是与传统的变电站相对而言,传统的变电站大都也实现了自动化控制,但是这种自动化是被动式的,与现在意义上的智能变电站是有区别与差异的。智能变电站具有良好的互动功能,可以与调度机构友好互动,其采集数据信息量非常大,全景采集,经站内信息一体化平台和电站自动化系统高级应用模块,来对数据进行初步的挖掘、分析,以便实现智能告警、顺序控制、设备状态可视化、事故综合分析决策等智能功能

2、 多信息融合,智能化监控设备状态功能

智能变电站采用信息融合(数据融合)技术对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化。多信息融合技术能够从多视角进行处理及综合,可以得到各种信息的内在联系和规律。智能变电站现在已经实现了广泛的在线监测,可有效获取电网运行状态数据,掌握各种智能电子装置的故障动作信息及信号同路状态。而状态监测与诊断系统的有机结合,可以对变电站设备进行综合故障诊断:根据获得的被监测设备状态数据,利用多信息融合技术、结合被监测设备的结构特性和参数对设备进行综合故障诊断,结合其运行历史状态记录以及环境因素,对被监测设备工作状态和剩余寿命做出科学、合理的正确评估,以减少故障,确保设备安全、稳定运行。

3、智能化变电站防误闭锁功能

智能化变电站防误闭锁系统根据IEC61850标准三层架构体系构建,分为站控层防误主机、间隔层智能防误装置、过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具、闭锁附件,及电脑钥匙等部分。其中防误主机、智能防误装置层以及智能闭锁单元之间所采用的均为IEC61850规范完成变电站内各种操作的防误闭锁,能够有效实现智能变电站防误闭锁的强制性和全面性要求,同时实现与监控系统站内模型信息共享,监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置等功能。其主要功能特点如下:

标准统一、信息共享

智能化变电站各设备及系统之间数据采用统一的IEC61850标准进行交互,为防误闭锁装置和自动化装置互联与互操作性提供了技术上的支持,所以两者之间的数据能够好的进行交互访问,能够在误闭锁装置独立的基础上实现信息统一和共享。

全面防控、强制闭锁

智能化变电站系统根据IEC61850标准三层架构体系构建,能对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能,实现了间隔层防误。同时,为了防止过程层网络GOOSE报文错误或者监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作,在过程层上设置智能闭锁单元,能够实现防误闭锁的强制性要求,智能闭锁单元同时支持就地操作时使用电能钥匙对其进行解闭锁操作功能。

顺控操作

顺控操作由间隔层智能防误闭锁装置和监控系统配合完成,顺序控制操作方式是指通过监控中心的计算机监控系统下达操作任务,再由计算机系统独立地按顺序分步骤地实现操作任务。按防误操作方式可分为:远、近控均采用逻辑防误加本间隔电气节点防误。智能防误闭锁装置具有良好的开放性以及互操作性,融合了从权限管理、唯一操作权限管理、模拟预演、实时逻辑判定、闭锁元件五个方面,能够完整的实现对设备操作的防误功能,最大限度地实现防误功能。

智能变电站是智能电网的重要基础和支撑,同时是变电站建设和发展的方向,我们要结合我国智能电网发展的情况,充分发挥智能变电站的功能,做好我国智能变电站的建设工作,为促进我国电网向自动化、信息化发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]苏鹏声,王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[]J.电力系统自动化,2003,27(l):61-65.

[2]王璐,王鹏.电气设备在线监测与状态检修技术[]J.现代电力,2002,19(5):40-45.

[3]严璋.电力设备绝缘的状态维修[A].电力设备状态检修和在线监测论文集[C].2001.

作者简介

董德永(1981-),男,现为国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司工程师。研究方向为高电压电气设备绝缘。

作者单位

国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司辽宁省辽阳市111000

摘要:介绍智能变电站的涵义、结构、应用,分析其关键技术并提出智能变电站的一些应用。智能化变电站是在数字化变电站的基础上,根据标准的通信协议体系,考虑到智能电网中分布式电源的大量接入和与用户的互动性要求,应用数字化测量等智能技术构建的智能电网枢纽;智能变电站建设是智能电网发展的基础。

关键词:智能变电站技术功能

中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1007—3973(2012)009—042—02

1、引言

目前,国家电网公司正在大力推广智能电网的建设,作为智能电网的一个重要组成部分智能变电站正在越来越称为今后电网建设的主流,虽然关于智能变电站的相关技术、规范还处于不断的改进、修订过程中,智能变电站在实际工程中的应用已经在不断的扩大,技术、经验也已经不断的成熟。下面我们对智能变电站的一些技术、功能等方面作一简单介绍。

2、智能变电站的涵义

目前,广为认可的对智能变电站的定义是“采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站”。

3、智能变电站的结构

智能变电站内的设备

智能变电站内的设备按照功能的不同可分为三大类(有时常被称为三层):

过程层:主要指一次设备,变压器、断路器、互感器、刀闸等;

间隔层:主要指二次设备,保护装置、测控装置、在线监测装置、自动装置等;

站控层:基于计算机主机的后台系统、监控系统、远动、视频安防。

智能变电站与传统变电站的区别

智能变电站与传统变电站相比一个很大的区别在于:二次设备和一次设备的功能重新定位,并且一次设备的智能化改变了传统变电站中继电保护设备的结构。

其中,一次设备的变化主要体现在一次设备的智能化:

(1)互感器方面的变化。由电子式互感器取代以前的常规互感器,这里包括电流、电压互感器。AD变换装置移入电子式互感器,并配备高速数据接口。(2)开关方面的变化。由智能化开关取代以前的常规开关,开关量输出DO、输入DI移入智能化开关,保护装置发布命令,由一次设备的执行器来执行操作。表1为常规互感器与电子式互感器优缺点的比较。

电子式互感器就其结构原理分为有源式和无源式两种类型,目前广为采用的是有源式结构。

从电压等级上区分,大体上也分为两种:

(1)110kV及以上采用数字输出的电子式互感器,需要合并单元;

(2)10kV、35kV采用模拟输出电子式互感器直接接入就地四合一智能单元。与电子式互感器配合使用的设备被称为“合并单元”,它是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置。它的作用主要有以下几个方面:

1)数据合并:合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号,并按照IEC60044—8或IEC61850—9—2格式输出;单间隔内IEC61850—9传输,跨间隔60044—8/FT3传输;

2)数据同步:合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步;

3)信号分配:智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息;

4)激光供能(户外支柱式电流互感器);

5)完善的自检功能,如CT断线等。目前,真正意义上的智能开关还未得到广泛的生产及应用,在实际中应用较多的是在传统开关上,安装智能装置,提供开关量输出DO、输入DI,接收保护装置发出的命令,由一次设备的执行器来执行操作。实现此功能的设备被称为“智能终端”,通过它实现输出DO、输入DI信号的光电转化。

它的作用主要有以下几个方面:

a)给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口,接入GOOSE网络和MMS网络;

b)在开关端子箱安装智能终端:对刀闸等进行状态采集和控制,就地操作箱功能;

c)在变压器端子箱安装智能终端,实现变压器测控功能:采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态,控制风扇和档位。

可见,目前被广泛使用的“智能开关”是由一个“传统开关”,一个“合并单元”以及一个“智能终端”组成的集合体。它所实现的功能已经基本具备了真正意义上的“智能开关”的一些常用的功能了。

在电子式互感器进行采样时,涉及到同步的问题,即需要使相关的几种设备之间传输、交换的数据达到相对的同步。这有点类似于传统变电站保护测控装置中的所使用的GPS对时功能。

在这里我们采用的是在过程层构建独立的采样同步网,这里我们采用了IEEE1588精密对时协议,它的优点主要体现在以下几个方面:

(1)硬件对时精度在ns级别,满足计量需要;

(2)与数据网络合一,减少了故障点,增加了系统的可靠性;

(3)支持绝对时间;

(4)光纤纵差保护可以借助硬件1588实现与合并单元的同步;

(5)软件1588可以实现事件“打时标”的要求。

说到信息通信,我们不得不提到GOOSE网络,它与传统变电站中的通信网络系统相比有以下几个特点:

(1)GOOSE(面向通用对象的变电站事件)以快速的'以太网组播报文传输为基础,代替了传统的智能电子设备(IED)硬接线的通信方式,为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法;

(2)GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换,主要用于保护跳闸、断路器位置、联锁信息等实时性要求高的数据传输;

(3)GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上,同一GOOSE网中的任一智能电子设备,既可以作为订阅端接收数据,也可以作为发布端为其他设备提供数据。这样可以使得设备之间通信数据的增加和更改变得更加容易实现。

可以说,引入了GOOSE通信技术后,变电站内的信息通信系统变得更加强大了。

目前,对一次设备进行智能化改进,主要包括:断路器智能化、变压器智能化。

其中,断路器智能化方案包括:

(1)研制功能合一化的智能组件装置;

(2)合并单元+开关控制器合一的智能组件;

(3)保护+测控+开关控制器+合并单元,四方面功能合一的智能组件;

(4)监测功能组主IED;

(5)优化检测设备传感器的配置;

(6)一体化设计智能组件与机构,简化回路;

(7)使用软件联锁替代硬件联锁;

(8)研制机构控制器;

(9)简化断路器和刀闸机构;

(10)从机构到智能组件柜实现光纤替代电缆;

(11)用自动控制替代手动控制。

同时,当以GIS设备为代表的等设备的智能化方案中,GIS智能组建柜内包括:主IED、断路器机械特性在线控制IED、局部放电IED、SF6密度及微水监测IED、避雷器在线监测IED、智能终端、合并单元。

现在普遍使用的变压器智能化方案,主要是采用“传统的变压器+智能终端”的方法,实现以下几个方面:

(1)现阶段智能终端已实现的功能;

(2)档位上传与控制;

(3)中性点地刀控制;

(4)非电量及其他信号测量;

(5)主变温度等测量;

(6)冷却控制。

变压器智能组件柜内包括:主IED、控制测量IED、冷却控制IED、局放监测IED、油中气体在线监测IED、分接开关监测IED、套管在线监测IED、非电量保护、合并单元、本体保护。

保护与控制系统和传统保护控制设备的主要区别:

(1)接口。传统保护只需支持传统的5A/100V的模拟量接口,数字化保护需支持GOOSE和SV点对点模式、组网模式等多种接口,接口方式多样。(2)通讯规约。传统保护为103规约,数字化保护需支持IEC61850规约。

4智能变电站的智能高级应用

智能变电站系统除具备以上最基本的应用功能外,还包括以下方面的高级应用功能。

一体化信息平台

在实现传统综自变电站当地监控功能的基础上,利用一体化信息平台,对变电站的全景数据进行综合分析和应用,以实现支持电网的安全优化运行。一体化信息平台的主要功能包括:

(1)实时自动控制;

(2)智能调节;

(3)在线分析决策;

(4)协同互动;

(5)其他高级功能。

从而提高运行管理的自动化程度,减少系统的维护工作量,减轻变电站和调控运行人员的劳动强度。

图形化的配置工具与源端维护

其中,“源端维护”是指利用SCD文件直接生成一体化信息平台的数据库,图形可导出为SVG格式供远端系统使用,从SCD文件导出变电站一次设备连接的拓扑关系,并且从SCD文件导出符合IEC61970标准的CIM模型。

智能告警及分析决策

在目前的变电站监控系统中,告警的方式比较单一,功能也比较有限,基本上信息按照时间顺序全部显示,未作筛选和推理判断处理。一旦发生事故后,信息多,值班人员很难从大量的信息中获取到重要告警信息,影响对事故的正确判断。因此,智能告警与分析决策能够实现:分类告警、信息过滤、在线实时分析和推理变电站运行状态、自动报告变电站异常并提出处理指导等功能。

智能视频

可以实现视频系统与监控系统联动。

(1)正常遥控时。操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时,视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面,并且在监控机上显示现场的视频。

(2)事故异常时。当发生事故导致站内设备动作时,视频系统能够通过事故总和SOE告警信息主动推出动作设备的现场视频。

此功能需遥视设备厂商与监控系统厂商合作进行。

设备在线监测

采集主要一次设备(变压器、断路器等)的状态信息,进行状态可视化展示并发送到上级系统,为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。

采集的数据主要包括:

一体化在线五防

(1)五防规则在监控系统统一制定,在监控系统实现防误闭锁功能;

(2)五防规则由监控系统传递到间隔层测控装置,取消传统电脑钥匙,遥控回路采用硬接点闭锁;对于手动操作设备采用在线式锁具闭锁。

此功能需五防设备厂商与监控系统厂商合作进行。

程序化顺控

(1)可接收和执行调度/集控中心和本地后台系统发出的控制命令,经安全校核正确后,自动完成相关运行方式变化要求的设备控制,具备投退保护软压板功能,具备急停功能,可在站内和远端实现可视化操作。

(2)在顺控控制过程中,变电站可以及时向调度/集控中心反馈执行过程的信息,如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等,以便远端系统能更全面的掌控。

5、结语

智能化变电站是数字化变电站的升级和发展,在数字化变电站的基础上,结合智能电网的需求,对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能化变电站的相关技术及应用正在不断的成熟与积累经验的过程中,相信在不久的将来,智能化变电站的相关技术将越来越成熟、完善,能够为我国电网的建设、运行提供越来越多的帮助。

参考文献:

[1]冯军.智能变电站原理及测试技术[M].北京:中国电力出版社,2011.

[2]钟连宏,梁异先.智能变电站技术与应用[M].中国电力出版社,2010.

[3]周裕厚.智能化变电所—专业技能入门与精通[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]国家电网公司.智能变电站继电保护技术规范[S].

[5]包红旗.HGIS与数字化变电站[M].北京:中国电力出版社出版,2009.

发电机漏水检测技术的应用及推广论文

1发电电动机机坑漏水的危害

琅琊山电厂发电机组冷却方式采用自循环空气冷却,当机组运行时,转子转动产生离心力,在离心力的作用下机坑内部的空气形成自循环通道,热风通过转子磁极、定子绕组、定子铁芯等其他构件,吸收热量的空气从风道排除进入空气冷却器,由流过空冷器的冷却水将热量带走,同时降温后的空气再次进入定子铁芯、定子绕组、转子磁极,如此往复循环,构成了封闭式自循环空气冷却系统。

发电机机坑冷却水管路漏水会为机组安全稳定运行带来隐患,出现异常现象。当冷却器发生漏水时会引起定子绕组受热不均,从而引起铁芯受热不平衡,直接引起发电机振动加强。当漏出的水源随风进入定、转子时,会使定、转子绝缘下降,可能直接引起线圈接地甚至短路,对发电机组的安全稳定运行造成了极大的威胁。因此,必须有效地对机坑漏水进行检测,及时发现异常并进行处理,为机组的运行提高安全保障。

2漏水检测装置及工作原理

琅琊山电厂水源取自安徽滁州市城西水库,经过长年水质监测,水质满足评价标准(GB3838—2002)n级,据主坝上安装的温度计,2012年最高温度,最低温度'C,平均值为'C,年变幅'C,全年pH值维持在、悬浮物低于20mg/L。为保证机组在高频次、长时间的运行过程中,有效消除发电机冷却水管路漏水带来的安全隐患,琅琊山电厂采用了TraceTek泄漏检测定位系统,它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏测定和报警。该厂将其应用在发电电动机机坑内部,是对TraceTek泄漏检测定位系统应用区域的拓展,同时因为机组在不同工况下造成的复杂环境,也对TraceTek泄漏检测定位系统安装工艺提出更高的要求。

漏水检测定位系统是由一条检测液体泄漏的感应线缆和一个带定位显示报警的控制器构成。当泄漏发生时,感应线缆将信号送往控制器,经微处理器处理后,显示泄漏精确位置同时报警。感应线由4根不同类型导线组成,其中2根由导电聚合物加工而成,其单位长度电阻值被精密加工并定值,感应线缆结构示意图如图1所示。在无泄漏时,其中2根导线间电流值为正常,当感应物被泄漏物浸泡,则2根导电聚合物之间被短接,并使所测电流值发生变化,控制器根据欧姆定律,通过测算,能够得到发生故障泄漏点的位置并发出泄漏报警。

检测电缆的选型为保证漏水检测装置在复杂多变的环境下能够长期稳定工作,琅琊山电厂根据现场实际情况,经过分析和对比,选择TT1000线缆作为机坑漏水检测电缆。琅琊山电厂机组为混流可逆式,为满足电网需求,既运行时机坑内部热风温度最高可达70C,风速可达4m/s,会带动检测电缆与地面发生轻微摩擦。TT1000型号线缆主要针对于水的检测,为氟化聚合物结构,抗腐蚀,耐磨性高,并且可在最高温度为75'C的环境下运行,从而有效保证了漏水检测装置的正常运行。

漏水检测控制器工作原理漏水检测控制器包括3套继电器触点,可用于远程监控和设备控制,控制器结构示意图如图2所示。它尺寸小,安装方便。“泄漏”继电器可以现场调解,延时动作,延时时间可以设置,到感应线干燥时自动复位,或用手动按RESET(复位)键来实现。可根据现场进行敏感度调整。

(1)LEAK(泄漏)指示:红灯指示系统已经检测到液体泄漏。

(2)CABLEBREAK线缆断裂指示:黄灯指示系统已检测到感应线断裂。

(3)RESET(复位)开关指示:红灯指示泄漏继电器已动作,按下复位键进行手动复位。

(4)POWER(电源)指示:绿灯指示系统通电。

要作为发电机发电也要作为电动机抽水,因旋转方向

(5)调节时间:0?2min的不同,机坑内部情况也随之发生变化。琅琊山机组

(6)调节灵敏度。

3漏水检测装置安装

因漏水检测装置精度高,检测能力极强,感应线缆轻微的破损将会造成漏水检测装置不可修复的故障,所以在装置安装过程中既要按照装置使用说明进行,又要根据发电电动机机坑实际情况进行改进,以确保漏水检测装置稳定运行,切实达到可靠检测漏水的目的.。琅琊山电厂漏水检测电缆布置图所示,在机坑发电机空冷器下侧布置了漏水检测电缆,尽可能覆盖机坑内部整个冷却系统,保证漏水检测装置工作的可靠性。

漏水检测装置安装前注意事项

(1)安装前应将传感电缆封存在原包装盒内,并置于干净、干燥处存放。

(2)将待安装传感电缆的区域清理干净,轻触碎屑或其他污染源。

(3)禁止让工具、尖利或沉重的物体掉落到电缆上。

(4)牵引传感电缆时不得用力过大,以防损坏电缆接头。

(5)不得让电缆接头受潮,变脏或受到污染,造成装置损坏。

漏水检测装置安装步骤

(1)确定漏水检测装置在机坑内部的安装线路。为保证机传感电缆在机坑内部能够可靠运行,在风力、温度变化很大的条件可以正常工作,不但要满足设备安装说明的要求,还要根据实际情况加以改善。漏水检测电缆典型安装示意所示。

以琅琊山电厂为例,安装说明明确要求需要用电缆固定夹通过黏合剂将传感电缆固定于地面,但是当机组运行时,机坑内部风速块、温度高,容易造成固定夹的脱落,一旦卷入定子或转子中将造成严重后果,考虑到黏合剂不牢靠,若用螺栓等其他金属器材对传感电缆固定,那么机组运行时产生的振动常年积累也可能引起同样的问题,为机组的运行带来安全隐患。为此,琅琊山电厂以现场实际经验为导则,通过使用耐高温绝缘扎带进行固定,配合缠绕管将电缆与底座进行隔离,既能防止温度过高损坏电缆又能减小冷却风对电缆的拉力。

(2)对传感电缆进行检验测试。在开始对传感电缆进行铺设之前,为确保每段传感电缆完好无损,未受污染,应按照装置说明进行传感电缆的测试程序,以琅琊山电厂为例,采用欧姆测试法,将终止端与传感电缆相接,再将引出线连接至传感电缆,测量黄线和黑线之间的电阻以及红线和绿线之间的电阻,读数应大概等于传感电缆长度的倍数,并且两个回路的电阻相差不应超过5%。

(3)根据之前制定的安装线路安装漏水检测装置电缆。安装过程中,为防止检测电缆受到损伤,安装人员必须进行密切配合,掌握安装方法,合理使用安装力度。为防止安装过程中力度过大或者在机组运行时检测电缆随风力拉扯引起检测电缆线接头部位的折断,安装人员在进行电缆接头连接时要进行固定,在每个接头处留一个环路,为电缆线接头连接处的拉扯留出足够空间。

(4)安装电缆检测装置控制器。控制器可以进行远程报警及设备控制,琅琊山电厂接入一组故障报警点和一组漏水检测报警点。根据控制器接线说明以及现场监控盘柜图纸,合理安排二次回路走线,配备齐全端子套管,完成端子可靠连接。然后在上位机数据库进行参数配置,将漏水检测装置故障点和报警点接入电站监控系统。

(5)基坑漏水检测装置现场调试。在漏水检测装置安装完成后,再次通过欧姆测试法对装置进行测试,以确保传感电缆保持清洁和完好。同时,在确认监控系统已加入机坑漏水检测装置故障报警和漏水检测报警后,现地在漏水检测电缆上进行洒水试验。从洒水起开始计算时间,观察漏水检测装置报警指示,当漏水装置报警指示灯亮时,查看监控系统事件记录。根据报警出现的时间,对漏水检测控制器进行时间整定。

漏水检测装置安装后在日常维护工作中发挥了显著的作用,多起基坑内部漏水事件被及时发现,其中包括冷却水法兰滴漏以及压力表计的击穿,漏水检测装置全部可靠发出报警信息,节省了大量的人力物力,将隐患牢牢控制在最小的范围内。

4漏水检测系统应用

伴随科技水平的提高和技术的发展,越来越多的设备对其工作环境提出了多方面的要求,湿度、温度等客观因素为设备的稳定运行带来不同程度的影响,而漏水检测定位系统在大时代的背景下应运而生,它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏检测定位和报警,广泛应用于通信、半导体、金融系统及图书馆、博物馆、档案馆、机场、油库以及石油、石化、化工、药业等行业。

发电机机坑漏水检测系统的应用则是琅琊山电厂在漏水检测方面的一次伟大尝试。自机组投运以来,发电机机坑内部多次出现管路漏水而不能及时发现的事件。频繁的机坑内部巡视既浪费时间又浪费人力,而且很难达到密切监视的要求。为解决此类问题给机组安全稳定运行带来的困扰,琅琊山电厂收集大量资料,针对发电机机坑内部的复杂环境,通过不断对漏水检测系统进行分析和试验,得出漏水检测装置在机坑内部切实可行的安装方案。

由于机坑内部结构复杂,合理的布线成为漏水检测系统安装的首要前提,既要保证漏水点的可靠检测,也要保证不能对机组正常运行造成影响;机坑内部的高温也对检测电缆的可靠运行出更高的要求,铺设检测电缆不得直接与金属等高温构件接触,以免造成电缆高温损坏或熔丝脱落,引起装置故障;当机组运行和备用、发电和抽水时,机坑内部的环境相差较大,风速和风向的频繁变化导致漏水检测装置要比其他行业的工作环境更加恶劣,牢固可靠的固定措施是保证设备的稳定运行的根本措施。

在安装过程中,琅琊山电厂前前后后遇到不少困难,多次出现安装好的漏水检测装置不能长期稳定运行,经受不住多变的环境引起电缆受损。但通过不断改进,逐渐完善安装工艺,目前4台机组漏重,有的甚至已被腐蚀断,不得不投巨资更换成铜接地装置。还有,北京房山变电站,大同二电厂等大型500kV变电站投运10?11年后,因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置,恢复路面和绿化等工作花费了不少资金,因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多。

综上所述,铜覆钢应用在主体工程接地网中,将有效地降低接地电阻,使用寿命长,避免后期改造,也对电站将来永久运行提供了可靠的保证。

传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,下面我给大家分享一些检测与传感技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

传感器与检测技术课程教学探索

摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。

关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法

中图分类号:G71 文献标识码:A

文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02

传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。

一、课程教学现存的问题

自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难:

(一)教学内容多而散

课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。

(二)典型应用性

传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。

(三)学时越来越少

学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。

(四)学生的学习主动性差

由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。

二、教学内容与教学方法的探索

(一)教学内容的调整

目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则:

1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。

2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。

3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。

(二)教学方法的改革

为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。

1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量

采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。

总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。

2、重视绪论,提升学生的学习主动性

很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。

3、加大案例教学比重、侧重应用

根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。

例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。

4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力

我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。

三、结束语

通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。

参考文献:

[1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践[J].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86.

[2]陈静.感器与检测技术教学改革探索[J].现代教育装备,2011,(15):94-95.

[3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究[J].常州工学院学报,2010,(12):91-92.

[4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究[J].中国教育技术装备,2009,(27):42-43.

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