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守护食品安全的质谱人——访国家科技进步奖二等奖获得者、中国检验检疫科学研究院副院长张峰

仪器信息网 2020/05/22 09:22:51 点击 2898 次
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[导读] 除了“臭脚盐”事件外,张峰还牵头组织应对了其他多起食品安全突发事件,收到了工信部、质检总局等部门的感谢函,为保障国家食品安全及促进我国外贸发展做出了杰出贡献。

百味盐为首!食盐既是人们日常生活中必不可少的调味品,也关系着人民群众的身体健康。自古以来,食盐一直在国民经济中扮演着重要角色。然而, 2017年爆发的“臭脚盐”事件却引发了公众对食盐安全的担忧。

“臭脚盐”,一种用手搓热后会散发出浓烈的“脚臭味”的食用盐,在食盐专营制度改革正式实施之年突然进入公众视野。它从何而来,臭味如何产生,食用后对人体是否有危害?此类问题引起了公众的广泛关注,“央视《新闻1+1》甚至进行了专题报道。为此,工信部收到国家领导人批示,要求严查此事,加强食盐安全管理。

为应对该事件,工信部邀请中国检验检疫科学研究院张峰团队为该突发事件的应对提供技术支持。张峰带领团队第一时间到达现场,进行了科学的采样工作,研发了食品中异味物质的精准质谱检测技术(同时开发了DART质谱检测技术并发表在SCI期刊上),准确鉴定出“臭脚盐”中的主要异味成分,分析了其安全风险,确定了异味产生的原因,并提出了控制措施,有效阻止了社会对食盐质量安全的担忧和恐慌,保障了食盐专营制度改革的顺利进行。

除了“臭脚盐”事件外,张峰还牵头组织应对了其他多起食品安全突发事件,包括 “云南牛肝菌检出尼古丁”、“台湾潲水油”、“瘦肉精”等,收到了工信部、质检总局等部门的感谢函,为保障国家食品安全及促进我国外贸发展做出了杰出贡献。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。

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国家科技进步奖二等奖获得者、中国检验检疫科学研究院副院长张峰

钻研食品安全质谱检测技术  荣获多项荣誉奖励

他是中国检验检疫科学研究院副院长、首席专家,国家“万人计划”科技创新领军人才,科技部“创新人才推进计划”中青年创新领军人才。

他也是国家中长期科技发展规划编制组专家、国家市场监督管理总局食品安全抽检监测秘书处副秘书长,食品安全国家标准审评委员会理化检验方法专家委员会副主任委员、澳大利亚默多克大学兼职教授。

他还是国家科技进步奖二等奖获得者(排名第一)、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。

他就是张峰,是守护食品安全的质谱人!

谈及其如何走上守护食品安全之路,张峰介绍,他也是机缘巧合之下进入了这个领域。在大学时,分析化学课的指导老师是当时刚毕业的唐波教授(唐老师后来获得国家自然科学奖和国家科技进步奖)。唐教授上课形式生动活泼,像“侦探案情”一样引人入胜。比如,他的实验课是给学生一瓶未知溶液,让学生根据提供的已知标准溶液自行设计反应,从而判断未知溶液的化学组成,并记录考试成绩。这类考试张峰每次都第一个完成,都是满分。唐教授评价张峰是“学分析化学的好苗子”。这既激发了张峰在分析化学领域继续深耕的热情,也为他以后从事食品安全分析工作奠定了基础。

为了继续攀登分析化学的高峰,张峰报考了著名的中国科学院大连化学物理研究所,并师从梁鑫淼研究员从事中药分析新技术相关研究。在攻读博士学位期间得到了梁老师的悉心培养,且从1999年开始学习刚诞生不久的液相色谱串联四极杆质谱技术,从此踏入了质谱的大门。

2005年,张峰获得博士学位并如愿申请到德国马普基金,赴德国Max Planck Institute of Biochemistry (马普生物化学研究所),在Nigg教授指导下开展博士后研究,研究方向是人类磷酸化蛋白质组学,并应用了最新的质谱技术——MALDI-TOF-MS、Nano LC-Q/TOF和Orbitrap MS。

2006年,张峰结束学业后回到中国,并任职于中国检验检疫科学研究院食品安全研究所,从此投身于食品安全事业。当时恰逢科技部“十一五”项目开局之年,在领导的支持下,他完成了多项国家科技支撑计划课题,率先将代谢组学和质谱运用到食品安全残留标示物的筛选当中。并于2008年主持了北京市科技计划重大项目《食品中未知添加物质的筛查确证技术研究》,尝试开拓食品中未知有害物的质谱筛查领域。

2014年张峰任食品安全研究所所长后,科研项目和成果更是取得了飞跃,并与所率领的团队主持了多项重大专项和国家级课题,如主持国家重点研发计划重大项目4项、主持国家级课题及子课题14项、主持“欧盟地平线2020”课题1项。他取得了大量科研成果:在国内外学术杂志上发表文章200余篇,主编著作6部,授权专利12件,制定国家标准9项。同时他还主持获得国家科技进步奖二等奖、中国分析测试协会科学技术奖一等奖、国家质检总局科技兴检奖一等奖等科技奖励十余项。。。。。。

取得如此多的成果也为张峰带来了更多荣誉。2012年”五四”青年节,张峰作为“中央国家机关青年五四奖章”获得者参加了在人民大会堂举行的纪念中国共产主义青年团成立90周年大会;2019年十月一日,张峰受中共中央组织部的邀请,在天安门广场参加了中华人民共和国成立70周年庆祝大会及联欢活动。2020年1月10日,备受瞩目的科学届盛会——2019年国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重召开,张峰作为第一完成人的《食品中化学性有害物检测关键技术创新及应用》项目荣获国家科技进步奖二等奖,会前张峰得到了习近平等党和国家领导人的亲切接见并合影留念。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。

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张峰在2019年国家科学技术奖励大会领奖现场

推动食品安全科技进步  承担多项重大专项

自从学成归国,张峰就一直深耕食品安全科学研究工作。近年来,更是带领团队承担了多项国家重大专项,打破多个技术壁垒,不但提高了我国食品安全技术水平,还促进了我国的进出口贸易。

2017年,张峰作为项目负责人主持承担了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》,共12家科研机构参加了项目。据介绍,由于我国与国外的食品安全法规标准存在一定的差异,导致“进口食品风险难以发现、出口食品易遭受技术贸易壁垒”,随着我国进出口食品贸易种类和总量与日俱增,迫切需要技术上进行提升。因此,项目组将构建我国与主要贸易国食品安全法规差异性动态数据库,并建立基于色谱质谱和化学计量学的多维、多模式全息识别方法,开发建立基于超高效超临界流体色谱技术和实时直接质谱技术的食品安全绿色检测技术体系;通过研究开发新型MOF、COF、MIP和免疫材料,提高富集净化能力,开发出超痕量物质的检测方法,从而可以打破发达国家设立的技术贸易壁垒甚至树立我国的绿色壁垒。

同年,针对我国药食同源产品功效成分基础研究相对薄弱,且缺乏可靠的品级、真伪和安全评价手段,不符合欧美国家的食品安全标准等一系列制约进出口贸易的问题,张峰团队主持承担了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》,共20家科研机构参加了项目。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,可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。

2018年,张峰团队骨干杨敏莉研究员,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》,共12家科研机构参加了项目。该项目针对乳及乳制品、肉及肉制品等贸易量大且高风险的口岸食品,研发并应用色谱技术、质谱技术、成像技术、大数据技术、智能分离材料、化学计量学等技术,开展其中潜在风险因子的捕捉和智能识别监测技术研究,并研制开发风险食品的实时分选设备,实现口岸食品智能监控。

2019年,张峰团队骨干国伟研究员主持承担的国家重点研发计划项目《食品安全监测与控制技术的全链条区域综合示范》,共10家科研机构参加了项目。主要构建食品安全风险数据采集标准化体系,建设国家级食品安全“风险监测-监督抽检-风险控制”全链条云服务平台,通过应用示范,完善我国食品安全监管部门相关信息融通共享,实现食品安全政产学研综合安全服务监测和控制的信息化和智能化,全面提升我国食品安全从“农田到餐桌”全链条的风险监测与控制能力。

而2019年获得国家科技进步奖二等奖的项目《食品中化学性有害物检测关键技术创新及应用》,则是以食品中化学性有害物为研究对象,针对质谱检测理论创新不足的问题,阐明了食品中主要化学性有害物的质谱软电离裂解机理,为同类结构未知有害物发掘提供了理论依据;此外,还开创了标志性中性丢失(或碎片)质谱扫描发掘技术,实现了未知有害物发掘技术从无到有的突破;研制了高选择性富集材料和检测设备关键元件,实现了灵敏度、准确度、精密度和检测效率的显著提升。

谈及团队未来研究方向,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、食品安全“绿色”检测技术、过度加工食品的判别技术及内外源物质的同位素质谱检测技术。同时,他们还将开展食品安全智能分析材料的研发并尝试集成到质谱离子源中。

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张峰及其团队部分成员在其主办的会议上

展望食品安全科技发展   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识。谈及现今我国食品安全检测技术的发展状况,他认为,近年来由于国内外食品安全事故频发,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,如美国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当时未知的有害物是三聚氰胺。而目前的检测技术已经开始从靶向检测向非靶向检测发展,从低通量向高通量发展,从“逐一扫描”向“逐类扫描”质谱检测发展。同时,国际上食品安全事件的频发,也促使食品现场快检技术快速发展。

张峰说,食品安全检测技术有很多种,包括质谱、色谱、光谱、生物技术、电化学、免疫学等技术。这些技术各有特点,比如光谱技术,优点在于几乎不需要前处理,但获得的结构信息少,定性困难;色谱技术可以做分离,但定性定量受限于检测器,如果采用的是通用型检测器,检测灵敏度有时差强人意;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,是研究食品中化学性有害物的强有力武器。

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,目前已经应用于食品中农兽药残留、生物毒素、持久性有机污染物、重金属、添加剂及非法添加物质的检测。近些年,质谱分析还涌现出一系列新技术,如:四极杆-轨道阱杂交质谱技术、DESI等各种新型离子源技术、质谱成像技术等。张峰提到,随着食品科技的发展,这些新型质谱技术在食品安全领域得到了新的应用,如基于标志碎片的质谱筛查技术,通过研究各类结构的食品中有害物质的质谱软电离裂解规律,应用化学计量学技术筛选出可标识该类结构的特征性标志碎片,开发标志碎片多通道同时扫描技术,可解决同类结构未知化学性有害物的发掘难题,可以发现为逃避监管而对监管目录内有害物进行结构修饰的行为;质谱成像技术,可获得化合物的空间分布信息,有助于探索食品中化合物的生物合成和代谢途径,以控制食品的生产、贮藏与加工过程中的安全。这些新技术为我国食品安全检测技术的发展起到了明显的推进作用。

食品基质极其复杂,而污染物又具有种类多、含量低等特点,因此检测方法存在样品前处理过程繁琐,周期长,对操作人员能力要求高等问题。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、绿色、可视化的方向发展,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、新型材料等各学科技术,构建智能化、可视化、实时在线、绿色的检测体系。比如:针对智能化检测的需求,构建不同种类、不同来源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;针对食品样品基质复杂的特点,研发高蛋白、高脂肪、高色素食品基质的高特异性样品净化、富集材料,研发几乎不存在有机试剂污染的绿色检测技术;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。最终,实现食品安全检测技术的智能化和现代化。

 

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