蒋士强

近日，在中国农业科学研究院教授蒋士强那里，《科学时报》记者看到了一份“日本食品健康影响评估计划”简介。这是蒋士强从熟识的日本同行手中获得的。 　　该计划从2008年开始，以5年为期，将对758种农药等化学品进行风险评估。在计划简介的最后，有一句意味深长的话——“因为没有时间进行食品健康影响评估，所以先制定肯定列表制，事后进行风险评估”。 　　国外的标准完全可信吗? 　　肯定列表制是日本为加强食品中有害的化学性污染(农药、兽药等残留)管理而制定的一项制度，涉及蔬菜、禽肉、水海产品等200多种农产品，部分标准与要求异常严格。该制度2006年公布实施时被认为是“史上最苛刻的标准”。而且，在此前后，欧美也不断修订和公布实施一系列食品安全标准，曾把我国的食品出口业打击得晕头转向。 　　日本为什么先制定肯定列表制，事后进行风险评估?“这充分说明肯定列表制其实缺乏风险评估的基础。欧美公布的食品安全标准也同样缺乏严密的评估，因为国际食品法典委员会对食品安全风险评估有着严密、复杂而科学的程序与步骤。”蒋士强说。 　　可尽管如此，我国至今还很难争取到相关话语权维护自己的利益，因为在食品安全风险评估的关键技术手段——食品毒理学研究方面，我国起步晚，研究基础薄弱。据蒋士强介绍，我国1975年才首次开办食品毒理学培训班 《食品安全性毒理学评价程序》国家标准到2003年才修订发布，2004年才实施 连食品毒理学方面的书籍出版都是近3年的事。 　　今年6月1日，我国的第一部食品安全法正式实施。蒋士强认为，这部法律比任何其他国家的食品安全法更进步，概念更新。因为它是以食品安全风险监测和评估为基础，以食品安全标准为核心，进而以法律条文明确食品安全的相关环节，直至法律责任。“而且对于近年来突出的添加剂问题，甚至用了多达10条法律条款予以规范。这是很难得的。” 　　但是，一个始终无法回避的问题就是，由于缺乏食品安全毒理学的深入研究，目前我国很多食品安全限量标准只能跟着国外走。蒋士强认为国内很多人口头上常说“风险性评估”，以为只要测出有害物质、搞清楚结构和含量就行了。至于毒理学数据，觉得从文献上查到的结果就是天经地义的依据。“我们有一个误区，觉得国外搞安全限量研究很科学，实际上不见得，他们也缺乏严密的食品毒理学应用基础研究。这一点，外国的科学家也认同。” 　　严密的食品风险评估难而繁 　　其实，食品的风险评估确实是一个非常复杂的过程。在国际食品法典委员会的程序手册中，对风险评估的步骤和过程有明确描述：首先是有害物的确定，接着是有害物的定性和定量分析，然后是对可能摄入的有害物进行毒理学、生物学的影响评估，最后依据上述过程对产生不良健康影响的严重性作出定性和定量估计，包括相关的不确定性。 　　蒋士强认为，真正进行严密的有害物风险性评估，包括化学性污染(农药兽药残留、有毒有害的元素及添加剂等)和生物性污染(病原性微生物及毒素)及物理性因素的安全性评估确实非常重要，这是食品安全管理的科学基础。但是食品毒理学研究至今仍存在诸多难点和不足。 　　目前，人们一般根据药物毒理学和流行病学调查来制定食品安全标准。“可药物学和食品学出发角度不一样。药是有病才吃，食品则是每天都吃。”蒋士强说，有害物质经食品进入人体后的分布、降解、代谢、转化、复合、排泄、蓄集等过程远比药物毒理学复杂。食品中有害物的人群流行病学调查也因地域、人种、年龄、性别、习惯及个体不同，而存在许多差异和不确定性。 　　另外，食品中有害物的毒性、致癌性、致畸性、致敏性本身就很复杂。蒋士强以云南的毒蘑菇为例，当地有的毒蘑菇在烹调前是绝对不能吃的，但如果放入火锅中煮一段时间，加之佐料的作用，毒素等就会降解，变为美味，可以安心享用 在我国使用广泛的味精，对于不少西方人来说，却可能产生过敏反应。 　　而且，伦理道德不允许用人来做毒理学、生物学试验，只能用动物做体内和体外试验，不仅费时，而且由于种属不同，反应差异和不确定性必然存在。蒋士强介绍说，在现行的残留标准值和每日容许摄入量(ADI)的确定程序中，由动物毒性试验结果推论到人时，考虑到动物和人的生物学差异，一般采用值为100的安全系数。“安全系数如此之大，一方面是为了确保安全，另一方面也说明食品毒理学的许多关键问题和实验技术方法还没有研究透彻，不确定性很大”。 　　蒋士强还指出，我们过去制定饲料和添加剂标准、土肥和环境标准，都是从促进动物与作物生长的角度出发，而有害物在生物体内和自然环境中的降解、代谢、转移、富集的过程也如同有害残留物在动物和人体内的毒性反应那样复杂，许多问题有待深入实验、研究和探讨。 　　虽然难但必须做 　　“虽然难做，我们还是要做，而且要加强力度做，这样才能取得国际上的相关话语权，也才能对得起生产者和消费者，减少食品安全问题上的盲区和误区。”蒋士强强调。 　　我国因缺乏国际上的相关话语权而“吃亏”的案例不少。“往往是国外公布一个安全限量标准，我们就跟进。再推出相应的检测标准、投入品标准等。然后大量购买仪器，建设检测系统，并大力追求检测方法和检测仪器的高精确。”蒋士强认为这是治标不治本的对策。而且，与食品安全相关的标准体系不仅滞后，还有些混乱。应该花更多力气，以食品毒理学研究这个根本性问题为核心，构建完善的与食品安全相关的标准体系。 　　“首先应根据食品毒理学和微生物学及营养学，制定出安全质量标准。”蒋士强认为这一点我国的食品安全法已有明确规定，但很多人理解不全面。此外，不仅从药效，更应从农药兽药的降解、代谢以及生物富集等高度来确定农药兽药安全使用标准 应从动物对饲料及添加剂的吸收、代谢和残留等高度制定饲料及添加剂的标准 应从作物对养分和有害物的吸收、代谢、降解、转移、富集等高度来制定土肥、农药和生态环境标准。 　　食品安全与风险评估研究 　　亟待深入和创新 　　我国近几年已开始相关研究。蒋士强介绍说：“有的内容已经接近于深层次的食品毒理研究。比如研究常用兽药在动物体内以及蔬菜地中有毒有害物的代谢、富集、降解及转移的过程。这些可算开始进入应用基础研究阶段了。” 　　但蒋士强觉得目前我国还缺乏足够支持来研究更多深层次的问题。另外，近年来，国外除了研究传统的毒理学实验技术，分子生物学等新技术也得到越来越多的应用，如基因表达、克隆、核酸杂交、PCR、DNA测序和突变检测、荧光原位杂交、DNA芯片技术、流式细胞检测技术、核磁共振技术、转基因动物技术等。“我查了一下，国内发表的相关论文不仅不多，影响力也不太高，且以综述为主。而分子生物学应用于食品毒理学研究是技术创新的大趋势，我们应该充分重视。”

发展生态农业、节水农业、旱地农业、精细农业和植物保护，对科学仪器的需求很大。培育优质、高效、高产、高抗的农、牧、渔、林业新品种，同样离不开科学仪器。 　　&ldquo 农业须分析测试和检控的对象极广泛，从农产品到应追溯的动植物生态环境和农业生产投入品，从动植物群体、个体到细胞、基因、分子，从有机到无机，从常量到痕量，从监测到模拟甚至创造特定的生态环境，对象多是生物体，而且使用条件在环境更恶劣的田间、现场。&rdquo 近日，中国仪器仪表学会农业仪器应用技术学会常务副理事长蒋士强，在参加2015中国科学仪器及实验室技术高峰论坛时，接受了《中国科学报》记者的采访。 　　据悉，《全国农产品质量安全检验检测体系》从2006年开始实施建设，第一期投入约60亿元，第二期规划投入约70亿元，其中约65%用于仪器设备购置。 　　&ldquo 农药和兽药及渔药残留、有毒有害元素、致病菌、生物毒素、非法添加物、过量添加剂及转基因农产品已成为世人极为关注的农产品、食品安全问题。&rdquo 蒋士强说。 　　据介绍，农药残留可依化学组分和结构划分为：有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、除草剂类和农药等残留，而兽药和渔药残留大致分15类。 　　&ldquo 发展生态农业、节水农业、旱地农业、精细农业和植物保护，对科学仪器的需求也很大。&rdquo 蒋士强告诉记者。 　　当今紧迫的问题是治理土壤中重金属、农残和有害化合物污染。环保部通报现行《土壤环境质量标准》的修订草案，其中《农用地土壤环境质量标准》适用于农田、果园、茶园、牧草地，如对镉限值按照土壤ph条件细化为四档，收严了铅、六六六、滴滴涕的限值，增加了总锰、总钴等10项污染物选测项目，更新了监测规范。这些都将对科学仪器提出新的需求。 　　&ldquo 另外，我国缺水、干旱地区约占国土陆地总面积的56%。病虫灾害时有发生。&rdquo 蒋士强表示。为及时监测，研究对策，需要一系列农业专用的科学仪器，如有效光合作用辐射仪，红外遥测叶面/植被/地表面温度计、农用小型气象站以及农业遥感、遥测，地面农作物生态和病虫害灾情多光谱摄像和图象分析系统等。未来还将出现农、牧、水产业现场检测、分析、决策和控制系统。 　　&ldquo 互联网+&rdquo 的概念已异军突起，互联网正与各行业结合，推向一个新时代。现代化农业也必然是农业加互联网，即互联网将贯穿于农环、生产投入品、生产过程、产后各环节的监控和交流及互动。 　　同时，培育优质、高效、高产、高抗的农、牧、渔、林业新品种中同样离不开对科学仪器。 　　蒋士强说，良种是农业发展的核心，无论是以遗传学为基础的传统杂交、多倍或单倍体、诱变育种，还是以基因导入、转基因技术为基础的现代生物技术育种，首先要采用一系列仪器对种质资源的品质进行分析和筛选。 　　&ldquo 农业生物技术是一项新技术，也是一个新产业，具有广阔发展前景，现在全球农业转基因的技术研发态势是非常强劲的，发达国家全力抢占技术制高点，我们更应有一席之地，抢占制高点，充分运用生物技术，开发和利用我国丰富的农、林、牧、渔优良基因资源，快速、定向地培育良种，必将是我国农业实施可持续发展的优质、高效、高产、高抗的技术支撑。&rdquo 蒋士强说。

原文标题：蒋士强：适合当前国情的三种快速筛查和速测技术进展 　　蒋士强 (中国农业科学院/中国仪器仪表学会)撰写 李晨(仪器信息网)整理 　　就我国当前国情，当前食品农产品快速筛查的主要项目是农药残留、兽药残留、重金属检测、微生物以及生物毒素等。 　　由于发达国家生产企业规模大，资金实力和自律意识强，执法力度大，所以对适用于现场快速筛查和速测的技术、仪器设备关注程度低，大型仪器设备生产企业大多不生产此类仪器。虽然各个仪器公司不断地开发出新技术和仪器，如：生物传感器、生物芯片、SPR、小型化飞行时间质谱、离子迁移谱仪、微流控仪等，但成熟的、特别适用于我国国情的现场快速筛查、便携、价廉的仪器不多。 　　为应对急需,当今快速筛查仪器与技术有以下三大类，且已有较稳定和成熟产品和生产厂家。 　　基于经典的分子光谱法的速测仪器 　　分子光谱法是最经典的分析化学技术，几乎可用于所有的有机和无机物的分析，虽难以承担痕量的检测分析任务，但基于经典的分析化学的基理，可开发出各种目标的化学分析方法。近几年吉大小天鹅和华厦科创以及总后研究所等，开发出以分析化学为基础，有针对性地整合和优化不同检测目标的多种试剂盒，并采用集束式冷光源/单色器等新技术，推出了高精度、高稳定性、模块化的便携式仪器和与其配套的样品快速提取和富集技术，构成可以快速筛查与食品安全密切相关的40多种参数(如硝酸盐、亚硝酸盐、甲醛、吊白块、味素、人造色素、无机砷、金属铅、及二大类农药残留及部份兽药残留等)的多参数食品安全速测仪。这些产品的特点非常符合我国国情，在食品安全快速筛检中已占据一席之地。 　　免疫分析方法(ELISA)与仪器 　　免疫分析方法包括放射免疫、酶免疫、荧光免疫、化学发光免疫和胶体金标免疫等。其中酶联免疫检测技术，曾被AOAC(美国官方分析化学师协会)列为残留检测三大支柱技术之一，具有高特异性、准确性、简便、快速等特点，可以检测兽药残留、致病菌、病毒、毒素以及转基因产品。美国EPA(美国环保局)颁布了12项筛查与农业环保相关的土壤和水中的氯丹、五氯酚、多环芳烃、聚氯双酚、汞、阿特拉津、毒杀芬等方法，均使用ELISA。我国已有多家酶联免疫仪生产厂家，该方法的关键试剂盒和纳米修饰的髙灵敏度胶体金试纸条近年来得到飞速发展，如北京勤邦(原望尔)的产品，性能与进口试剂盒非常接近，而价格仅为进口试剂盒的2/3-1/2，已得到食品企业，特别是出口食品企业欢迎，如在 “瘦肉精”全面检验中发挥了巨大作用。最近又推出全自动化学发光免疫分析仪和配套的試剂盒，灵敏度比传统的酶联免疫技术提高1-2个级次。 　　生物污染速检技术与仪器 　　据世卫组织(WH0)报告，全球食品安全事件有60%以上是因致病菌等生物性污染造成的。传统的微生物检测方法很复杂，费工时，而现代微生物自动鉴定系统又非常昂贵，当今快速、简便检测生物污染仪器是ATP荧光仪，即利用三磷酸腺苷与荧光素酶的发光反应，检测微生物和有机物污染程度。也有利用费希尔弧发光菌检测杀虫剂、除草剂、灭菌剂、黄曲霉、重金属、氰化物、毒素、硝基化合物和溴代合物等，以及利用铁氧化菌的活力与污染的灵敏关系，检测有害物质。其中后二者尚处进一步开发阶段。目前快速筛查食品生产环境洁净度、食品和原料中的微生物多用ATP仪，已应用于乳制品、糖饮料、肉类食品等行业中快速筛查微生物、霉菌、细菌等污染。 　　以上三类现场快速筛查检测技术和仪器的功能已基本上涵盖了确保食品安全需要检测的四大类污染物，而且具有较强的互补性，例如经典的可见光谱法适用于检测小分子化合物残留，难以胜任检测兽药残等大分子化合物残留和生物污染，而免疫学分析法，虽对小分子化合物污染灵敏度不足，但对大分子化合物残留和病毒等生物性污染有很好的特异性和灵敏度，以ATP为代表的技术则是对细菌等生物性污染和卫生清洁度很灵敏，所以快速筛查车起码要包涵上述三类技术与仪器，而这三类仪器对样品前处理都很简单，有的仪器本身就配有相应的简便的前处理设备。 　　对酶的抑制法与仪器的认识 　　国内曾把酶抑制法和仪器首推为速测技术。其实它早在1951年已由美国提出，1968年加拿大作了改进，我国上世纪80年代浙大等单位也着手研发过，发现有诸多不足，故未推广。但前些年，借某专业检测机构的名声，有众多企业推出十几种商品化仪器，并得到推广，事后众多应用者和专家都发现，鉴于该方法只能检测有机磷和氨基甲酸酯二类农药，且对同类而不同种农药的抑制率差别很大，所以用统一的抑制率确定农药残留是否超标，必然会产生假阳性或假阴性的漏检，所以我认为酶的抑制法可说是当前“不得已而采用的速测法”。仅适用于基层初检，起着警示作用，发现超标现象时，必须用标准方法复测、确证，阴性反应，也应按比例抽样，用可靠的实验室标准的仪器分析检测方法复测和确证。对快速筛查方法的应用，在《农产量质量安全法》第36条第二款有明确的界定。 　　综上，食品安全快速筛查、速测技术和仪器是许多成熟的技术、設备和新方法和仪器的整合、衍生和嫁接。还会有新技术待运用，也会有更新的基理、技术、工艺、材料的出现和运用，例如：纳米材料将应用到一系列速测仪的传感器、检测器中，极大地提高灵敏度、稳定性 又如具有高预定性、高识别性、高选择性，高稳定性的以分子印迹聚合物为核心的分子印迹技术，不仅成为很好的分离手段，将它嫁接到其他速测方法和仪器中，还能大大改进现有速测方法和仪器，这方面中国农科院王静研员正在研发之中。再如北京勤邦将高灵敏度的化学发光法与高选择性的免疫分析法结合，已推出应用于食品安全速测的简便、高精度的化学发光免疫分析方法和仪器，这方面清华大学林金明教授也在探索中。总之，食品安全快速筛查和速测仪器将层出不穷! 　　作者简介 　　1. 1977年以来，从事科学仪器与测试技术在农业、生物技术、检验检疫和环境检测中应用研究，近十多年致力于食品和农产品安全保障体系与检测技术研究。 　　2. 曾主持并完成二项部重课题，获部级科技二等奖。 　　3. 主要著作：《仪器与农业》,《机械工程手册》第十卷第七篇副主编、撰写了《农用仪器》。 　　4. 主要论文：“温室中的自动控制技术”、“生物工程中的仪器设备”、“近红外光谱分析仪及其在我国的应用”、“农业测试分析” 、“农业样品分析”、“现代科学仪器与分析科学在农业现代化中的作用与展望”、“食品安全保障体系建设与分析测试技术”、“农产品、食品安全检测方法与仪器”、“我国科学仪器技术差距、产业状况和加速提升产业化水平的建议”、“食品安全保障体系中对科学仪器和测试技术的需求”、“加强食品毒理学研究和风险性評估，建立完善的标准体系和食品安全保障鏈”、“食品安全快速筛检技术”、“食品质量安全保障与检测体系建设”等五十余篇。 　　5. 曾被聘为"农业部世行货款项目”、“发改委吉林世行贷款项目”、“日本无偿援助项目”、“全国无规定动物疫病区建設项目”、“科技部科学仪器研发专项”、“全国农产品质量安全检验检测体系建设”等项目专家顾问组组长或成员，以及若干企业收购事宜的技术顾问。 　　6. 曾担任中国仪器仪表学会常务理事、农业仪器应用技术分会常务副理事长、中国分析测试协会专家、中国仪器仪表学会分析仪器分会顾问。现为农业仪器应用技术分会和检验检疫仪器应用技术分会名誉副理事长、分析仪器分会顾问，“现代科学仪器”副主编，科技部、农业部、发改委、工信部、质检总局咨询专家。享受囯务院颁发的政府特殊津贴。 　　注：本文为蒋士强老师为仪器信息网独家供稿，未经作者本人及仪器信息网许可，严禁转载。