微流控技术为食品行业"加分"

        食品加工业伴随着工业4.0时代的到来，也在朝着精细化的方向发展，科技型食品工业将是未来食品工业发展的目标与归属。近些年，食品行业面临的压力随着人们要求的提高而不断攀升，许多新技术在消费需求的带动下而不断获得突破，微流控技术正是食品加工跨入精细化操作的典型代表技术。

        微流控指的是使用微管道（尺寸为数十到数百微米）处理或操纵微小流体（体积为纳升到阿升）的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科，其以微型化、集成化、智能化等特点而被广泛应用于生命科学、食品检验、环境监测、刑事科学和军事科学等领域。

        从根本上来说，微流控技术并不是一个新事物，其发源于毛细管电泳技术，配以当下网格化、智能化、大数据等元素的支持而形成的现代化技术平台。通常是以硅、玻璃、石英和有机聚合物为材料，采用微细加工技术在芯片上构建由微通道、微反应室、储液池等微功能单元构成的微流路系统。

        材料制备

        食品加工材料是确保产品多样性的保障之一，也是提高食品品质的重要基础。像壁材、复乳液等对均匀度要求很高的加工材料就需要微流控技术的助力，通过微流控技术制备的各种类型尺寸均一、分散性好的乳液或复乳液在不同温度影响下不易发生吞并或聚集，稳定性也大为提高。尤其是在构建新型功能材料方面具有传统技术无法比拟的优越性。

        过程监测

        危害分析与关键控制点(HACCP)是一种用来保证食品安全生产和包装的管理体系，过程控制就是保证产品质量的重要一环。食品相关产品从原材料到成品要经历几道，甚至几十道加工过程，每一个过程都存在着潜在的风险，对过程的实时监控则能降低意外发生时带来的大规模产品风险。微流控技术则可以对食品相关产品加工过程中的粘度、密度、分子扩散系数、pH值等参数进行实时监测，实验结果表明，微流控技术能够使糖类在2.5min内得到及时定量检测，这不仅可以保证最终产品的品质，而且可以大大降低生产企业的风险成本。

        安全检测

        近些年，分子诊断技术得到了快速发展，然而食品安全问题依旧频发，比如有害物质的违法添加、食品添加剂的超量或超范围使用、微生物造成的毒素污染等问题成为危害消费者身体健康的重要因素。传统的检测方法在检测这些有害成分时往往要耗费更多的时间和资源，并且检测的可靠性也并不理想，在一定程度上放任了有害食品的流通。

        通过微流控技术与传统技术的结合，不仅提高了检测精度，而且在时间上也大为缩短，具有高灵敏度、低成本、快速等特点。

        基因监控

        当下的转基因市场主要以植物性转基因食品为主，因为外源基因的导入而有着特殊的机能，比如抗病虫害、抗除草剂、抗病性强等特点，这是传统育种技术需要十多年甚至几十年才能完成的工作，因此在资源危机日趋激烈的当下颇具市场前景。但由于大多数转基因食品缺乏足够的食用及遗传安全性评价，世界各地都对转基因食品持谨慎态度，并且制定严格的法规以规范审批和应用。PCR检测是最常用的分子生物学技术之一，在微流控芯片技术的配合下具有检测范围广、灵敏度高、自动化程度高等优点，能够快速对食品中的基因成分进行鉴别。此外，微流控芯片技术也能够及时的让食品掺假、致病菌污染等常见的食品危害行为无处遁形。

        营养分析

        随着营养战略的不断深化及消费观念的不断提升，消费者对产品的认知欲望也不断加强，食品营养标签就成为消费者了解食品营养信息的重要工具和战略手段，其能够让消费者直观的看出产品所含有的营养成分。食品中的营养素是繁多芜杂的，食品标签在GB7718的框架下，往往仅能体现几项或重点的几项营养成分，对于大多数成分并没有进行标注。应用微流控芯片技术进行营养成分的分析，可以快速的对其进行定性，有助于消费者、第三方和市场监管人员对产品的快速梳理。

        快速测"活"

        植物活性成分因具有一定的保健作用而备受当下消费者追捧，其已成为功能食品的热门原料之一。活性成分在原料中的含量较少，且稳定性较差，其定量检测过程往往较为繁琐且缓慢，会直接影响到数据的准确性。比如茶多酚的含量测定以福林酚显色反应为基础，但由于福林酚试剂与茶多酚的反应本身非常缓慢，需要2小时左右才能达到稳定状态，因而传统茶多酚含量检测方法存在操作复杂、耗时、试剂消耗大以及成本高等缺陷。中国农业科学院茶叶研究所的研究人员就创新性的采用微流控纸芯片技术，能够在10分钟之内完成茶多酚含量的测定。

        此外，微流控技术的兼容性很高，与其他仪器及加工、检测方法能够很好的配合使用，提高操作过程的速度、灵敏度及准确度，其是食品工业向精细化管理过渡的重要一环。

        作者：Huer

        Huer，从事熟肉制品产品研发10年，糕点生产线产品开发3年。