在當(dāng)今快節(jié)奏的現(xiàn)代社會(huì)，食品安全問題猶如一顆不定時(shí)炸彈，時(shí)刻牽動(dòng)著大眾的敏感神經(jīng)。隨著食品工業(yè)的蓬勃發(fā)展，食品種類日益豐富，生產(chǎn)工藝愈發(fā)復(fù)雜，不法商家為了追求利潤最大化，可能會(huì)在食品中非法添加各種物質(zhì)，如三聚氰胺、蘇丹紅、瘦肉精等，這些非法添加物猶如潛伏的惡魔，對人體健康的危害極大，輕則引發(fā)腸胃不適，重則導(dǎo)致嚴(yán)重的器官損傷甚至致癌。
現(xiàn)有的檢測手段，如色譜法、光譜法等，雖然在一定程度上能夠檢測出部分非法添加物，但在面對復(fù)雜多樣的食品基質(zhì)和痕量添加物時(shí)，往往顯得力不從心。檢測過程繁瑣、耗時(shí)長，且需要專業(yè)的技術(shù)人員和昂貴的設(shè)備，難以實(shí)現(xiàn)快速、大規(guī)模的篩查。這就使得一些非法添加行為有機(jī)可乘，無法及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和制止。因此，開發(fā)一種高靈敏度、快速、低成本且智能化的食品非法添加檢測平臺(tái)，對于保障公眾健康、維護(hù)市場秩序具有至關(guān)重要的意義，這不僅是科學(xué)界的迫切需求，更是全社會(huì)共同的期望。
2025年7月1日，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院李洋教授團(tuán)隊(duì)在Food Chemistry發(fā)表題為“An ultra-sensitive, intelligent platform for food safety monitoring: Label-free detection of illegal additives using self-assembled SERS substrates and machine learning”的研究性論文。該研究成功構(gòu)建了一種基于自組裝SERS基底和機(jī)器學(xué)習(xí)的無標(biāo)記超靈敏智能食品安全監(jiān)測平臺(tái)，可快速、高靈敏度地檢測食品中地非法添加物，為食品安全監(jiān)管提供了有力的技術(shù)支持。
文獻(xiàn)基本信息
本研究巧妙融合了表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，打造出了一個(gè)極具創(chuàng)新性的食品非法添加檢測平臺(tái)。在檢測方法的構(gòu)建過程中，首先精心制備了自組裝的SERS基底。通過精確控制納米材料的尺寸、形狀以及排列方式，研究人員成功構(gòu)建出了高度均勻且穩(wěn)定的SERS活性表面。這種基底能夠顯著增強(qiáng)食品中非法添加物的拉曼信號(hào)，即使在極低濃度下，也能產(chǎn)生清晰可辨的光譜特征，為后續(xù)的精準(zhǔn)檢測提供了有力保障。隨后，研究人員收集了大量涵蓋各種已知非法添加物和正常食品成分的SERS光譜數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一個(gè)全面且高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機(jī)（SVM）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）等，對這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘能力，能夠自動(dòng)識(shí)別并提取非法添加物與正常成分之間的光譜特征差異，建立起精準(zhǔn)的識(shí)別模型，從而賦予了該平臺(tái)智能化的檢測能力。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分展現(xiàn)了該超靈敏智能平臺(tái)的卓越性能。在檢測靈敏度方面，該平臺(tái)對于多種常見的食品非法添加物，如三聚氰胺、蘇丹紅等，實(shí)現(xiàn)了極高的檢測精度，最低檢測限達(dá)到了納克甚至皮克級別，這一靈敏度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)檢測方法，使其能夠輕松應(yīng)對食品中痕量非法添加物的檢測挑戰(zhàn)。在檢測速度上，整個(gè)檢測流程從樣品采集到結(jié)果輸出僅需短短幾分鐘，極大地提高了檢測效率，滿足了快速篩查的實(shí)際需求。此外，該平臺(tái)還具備良好的選擇性，能夠在復(fù)雜多樣的食品基質(zhì)中，準(zhǔn)確區(qū)分非法添加物和食品中的天然成分以及其他合法添加物，有效避免了誤判和漏判的情況。在實(shí)際的食品樣品檢測中，無論是液體食品還是固體食品，該平臺(tái)都能穩(wěn)定地發(fā)揮其出色的檢測性能，展現(xiàn)出廣泛的適用性。這些優(yōu)異的檢測結(jié)果有力地證明了該平臺(tái)在食品安全監(jiān)測領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力，為食品非法添加物的快速、準(zhǔn)確檢測提供了一種全新的解決方案。
這項(xiàng)研究成功地開發(fā)出了一個(gè)基于自組裝 SERS 基底和機(jī)器學(xué)習(xí)的超靈敏智能食品非法添加檢測平臺(tái)。它不僅在檢測靈敏度、速度和準(zhǔn)確性等方面遠(yuǎn)超傳統(tǒng)檢測方法，而且具有操作簡便、成本低廉等顯著優(yōu)勢。這一成果的出現(xiàn)，意味著我們有望在未來的食品安全監(jiān)管中，實(shí)現(xiàn)快速、大規(guī)模、智能化的非法添加物篩查，有效遏制食品非法添加行為，為公眾的飲食安全筑牢防線。同時(shí)，該平臺(tái)的構(gòu)建也為其他領(lǐng)域的檢測分析提供了新的思路和借鑒，如環(huán)境監(jiān)測、藥物檢測等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
從這個(gè)研究中，我們可以深刻地感受到科技的力量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的創(chuàng)新技術(shù)被應(yīng)用到食品安全領(lǐng)域，為我們解決復(fù)雜的食品安全問題提供了新的途徑和方法。這也提醒我們，要持續(xù)關(guān)注和投入科研力量，鼓勵(lì)跨學(xué)科的合作與創(chuàng)新，不斷探索新的檢測技術(shù)和手段。同時(shí)，監(jiān)管部門也應(yīng)該積極引入這些先進(jìn)的檢測技術(shù)，完善食品安全監(jiān)管體系，加強(qiáng)對食品市場的監(jiān)管力度。而作為消費(fèi)者，我們也應(yīng)該增強(qiáng)食品安全意識(shí)，積極參與到食品安全監(jiān)督中來，共同營造一個(gè)安全、健康的食品消費(fèi)環(huán)境。讓我們攜手共進(jìn)，借助科技的翅膀，守護(hù)好舌尖上的安全，迎接一個(gè)更加健康美好的未來！
參考文獻(xiàn)：Chunjuan Yang, Shuang Jiang, Yue Zhao, et al. An ultra-sensitive, intelligent platform for food safety monitoring: Label-free detection of illegal additives using self-assembled SERS substrates and machine learning. Food Chemistry 479 (2025) 143754. DOI:10.1016/j.foodchem.2025.143754.
來源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~陳富。
