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儘管我們看到有許多的食品分析手段和應用方法，但在這一熱門分析領域依然有許多問題亟待解決。例如，目前世界上每年依然有上百件食源性感染事件發生，高達1/3的工業國家人口每年都遭受食源性疾病帶來的痛苦。對於食品當中致病微生物的檢測，在過去幾十年當中，微生物學家已經研究出了可靠的基於培養的技術。儘管這些方法被稱作「黃金標準」，但是十分耗時，並且所用的儀器也比較笨重，很難攜帶。
基因檢測技術的引入，使得致病微生物敏感性和特異性篩查成為可能。微陣列晶片技術是一種先進的核酸檢測方法，其主要特點包括小型化、並行處理樣品的能力、及易於自動化。
此外，現有的大量遺傳信息已經可實現比物種更低一級的分辨，可區分微生物菌株，這主要歸功於精心挑選的可變基因組區域。儘管這些基於分子技術(或免疫技術)的快速檢測方法出現，但是要尋求真正的實時檢測方法，減少乃至於取消培養富集可能才是關鍵。因此，在這種情況下，樣品前處理髮揮著重要的作用，包括從樣品基質中進行細菌濃縮和純化。在這方面，食品安全依然面臨的另一個分析挑戰是，在不影響回收率、精確度、靈敏度、選擇性和專屬性的情況下，儘可能快的得到與官方指令相關的可靠的分析結果。
消費者保護及食品中過敏源的檢測執法，仍然需要更合適的分析技術。食物過敏是食品分析當中的一個重要問題，微量的過敏原對於敏感人群會造成十分嚴重的後果，這就要求食品生產企業有非常嚴格的衛生標準和法律法規限制。免疫學方法應首先被考慮，緊跟其後的是確認方法。利用液相色譜和質譜檢測過敏性蛋白近年來取得了很大的進展，並且現在常被用於食品過敏原的定性和定量分析。儘管取得了這些進展，我們依然需要可替代的確認方法來應對額外問題源，例如，食品基體幹擾或食品加工，雖然它們可能不影響食品的致敏性，但卻影響過敏原的檢測。
分析系統的小型化將繼續發展，相較於傳統的生物鍵合鑑定，新出現的技術可提供自動化程度更高和功能更多的分析平臺。這些複合型的生物分析技術預計將為監管機構、食品企業，提供更有效的食品和環境汙染物監測手段。在這方面，平面陣列晶片和懸浮陣列晶片已經展示出了它們在檢測病原體、食物過敏原和摻雜物質、毒素、抗生素和環境汙染物方面的潛力。在這種情況下，微流體技術在食品分析領域也有一些有趣的應用，不過更多的精力需要放在研發用於真正的食物樣品分析，集成多個操作單元的多功能的微流體平臺。微型系統及其應用在食品分析中將繼續保持增長。
至於多維色譜，從技術角度來看，兩個系統之間固有的接口問題依然存在，因為這一問題，GC × GC的操作成本相當昂貴，LC × LC的靈敏度也有所降低。未來幾年，需要新的解決方案來改進這些接口問題，以及進一步增加系統的正交性，從而增強它們的分離能力，因而增加它們在食品分析中的應用。在設計有效的新型氣相色譜、超臨界流體色譜的調製器時，保證分析成本儘可能低應當是優先考慮的問題。同時，多維系統當中的在線樣品製備步驟的發展也是值得期待的。而且，隨著功能強大的質譜檢測器的擴展應用，將進一步增強這些技術在食品分析當中的應用和鑑別能力。需要考慮的重要一點是，在它們能夠提供更簡單更快速的分析之前，當下的這些多維技術的應用仍需要專用的實驗室、設備和訓練有素的操做人員。
胃腸道疾病和肝炎的病原體是食品分析中剛出現的十分重要的食品相關病毒。由於分子生物學方法的發展，使得諾如病毒、輪狀病毒、A型肝炎病毒、和B型肝炎病毒及其他相關病毒在不同食品基質中的檢測成為可能。然而，目前所使用的方法都需要加以改進，因為根據不同的方法、食品基質、以及病毒的類型，分析效率有很大的差別。我們需要建立標準的測試流程對現有的分析方法進行比較。
由於工業的發展、新型農業的實踐、環境汙染和氣候變化等原因，食物中有毒殘留物的種類不斷增加。這種增加促使了日常功能更強大、更靈敏和更快速的分析方法的發展，使之能夠檢測到食品中新出現的汙染物，如工業有機汙染物、納米材料、殘留藥劑、抗生素和抗球蟲藥、或海洋生物毒素等。
通過新的應用，納米技術和納米材料具有顯著加強食品供應的潛力，包括對營養物質和生物活性吸收及傳輸系統的影響;對微生物，過敏原和汙染物的檢測和控制;改進食品包裝性能和使用性能;改進食品的顏色和味道。由於這些應用，人類暴露於整個食物鏈中的納米材料可能來自於納米材料在食品生產中的故意使用，也可能是在農業生產的過程中使用，以及其他行業使用的納米材料轉移到食品當中。因此，我們需要新的分析方法對摻入食品或其他媒介中的納米材料進行全面的分析和表徵。此外，還要對不同類型的納米材料的毒理學進行研究，了解它們如何影響食品的安全性。
最後，一個明顯的趨勢是綠色分析化學在食品分析實驗室的應用。綠色分析化學是指「使用較少或不用溶劑、試劑、防腐劑，以及其他會危害人體健康和環境的化學物質的分析技術和方法，它也可以實現更快和更節能的分析，但不會影響分析質量。」根據定義，很明顯分析當中的有害物質減少了，但是分析性能依然保持甚至有所提高。一些方法，如那些涉及樣品製備的綠色技術(使用新型綠色溶劑，微型化，或採用無溶劑技術)，和新型分離技術、化學計量學的結合將有助於達到新的綠色時代所提出的目標。
註：文章譯自美國分析化學雜誌。
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