大型儀器設(shè)備在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用與展望

王瑞芳

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們的生活水平發(fā)生了翻天覆地的巨變，不再糾結(jié)于溫飽問題后，人們對(duì)食品的安全、營(yíng)養(yǎng)、綠色健康方面提出了更高的要求。針對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)方法已不再能滿足現(xiàn)代食品分析的需要，同時(shí)為了保證食品的質(zhì)量安全和人們的生命健康，本文系統(tǒng)地介紹了一些現(xiàn)代化大型食品儀器，如色譜儀、光譜儀、生物傳感器等在食品分析檢測(cè)中的應(yīng)用，并對(duì)其未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：儀器設(shè)備；食品分析檢測(cè)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)TS2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2016）06-0038-01

“國(guó)以民為本，民以食為天，食以安為先”。自古以來，人們一直在尋找和追求安全且富有營(yíng)養(yǎng)的美味佳肴，然而，近年來食品安全事件卻頻頻發(fā)生，三聚氰胺事件、瘦肉精事件、食品中激素超標(biāo)及濫用食品添加劑等各種食品行業(yè)的惡性事件，嚴(yán)重地打擊了人們對(duì)食品質(zhì)量安全的信心。面臨日趨嚴(yán)峻的食品安全問題，現(xiàn)有的傳統(tǒng)食品檢測(cè)方法受到了前所未有的挑戰(zhàn)，因此尋找快速方便、靈敏準(zhǔn)確的食品檢驗(yàn)檢測(cè)方法成為了企事業(yè)單位共同追求的目標(biāo)。隨著食品儀器設(shè)備越來越多應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)中，同時(shí)考慮到大型食品儀器具有快速、靈敏、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，大型儀器設(shè)備無(wú)疑是現(xiàn)代食品分析檢測(cè)的趨勢(shì)。

1.食品分析檢測(cè)儀器設(shè)備的種類

1.1氣相色譜儀

氣相色譜法是采用氣體作為流動(dòng)相的一種色譜方法，試樣氣體由載氣帶入色譜柱，與特定固定相接觸，被溶解或吸附。氣相色譜儀一般由5部分組成，載氣流速控制及測(cè)量裝置、進(jìn)樣器和氣化室、色譜柱及柱溫控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。自從20世紀(jì)90年代以來，毛細(xì)管色譜柱的發(fā)明使用，使氣相色譜柱的分離作用又開啟了一個(gè)嶄新的階段。近年來，科學(xué)家們開發(fā)了許多和氣相色譜儀聯(lián)用的技術(shù)，如氣相色譜儀和質(zhì)譜儀的聯(lián)用、氣相色譜儀和原子熒光分光光度計(jì)的聯(lián)用等，其中，氣質(zhì)聯(lián)用聯(lián)用儀因靈敏度高、樣品用量少、分析速度快，提高了復(fù)雜樣品中微量樣品的檢測(cè)靈敏度和可靠性，因電離效率高，能量分散小，在分析復(fù)雜組分的分離與鑒定上意義重大。氣一質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在食品分析檢測(cè)中應(yīng)用也非常廣泛。姜曉輝等利用氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)食品中的多種抗氧化劑進(jìn)行了檢測(cè)，并且在月餅和糕點(diǎn)中都有不同程度的抗氧化劑檢出。李榮等通過氣一質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)了魚體中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留，其中回收率高達(dá)80%以上。目前，面臨食品質(zhì)量安全屢受挑戰(zhàn)，氣相色譜技術(shù)及其和其他儀器聯(lián)用技術(shù)無(wú)疑成為了將來發(fā)展的趨勢(shì)。

1.2液相色譜儀

液相色譜法（Liquid Chromatography，LC）是用特定液體作為流動(dòng)相的色譜法，20世紀(jì)初期由俄國(guó)化學(xué)家M.C.茨維特發(fā)明的，用碳酸鈣作吸附劑分離植物中的葉綠素，相對(duì)于氣相色譜技術(shù)，液相色譜法可以檢測(cè)食品中幾乎所有的非揮發(fā)性成分，大大地拓寬了色譜技術(shù)的應(yīng)用。目前廣泛應(yīng)用的高效液相色譜技術(shù)（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）于1967年問世，適用于分析相對(duì)分子量大，沸點(diǎn)高，遇熱不穩(wěn)定的化合物，是一項(xiàng)高柱效、高靈敏度、高選擇性的分離分析技術(shù)，是在經(jīng)典的液體柱色譜法基礎(chǔ)上，引入了氣相色譜法的理論，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，樣品分離控制和數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，對(duì)實(shí)驗(yàn)者操作技巧的依賴越來越小，因此達(dá)到了重現(xiàn)性好，定量分析準(zhǔn)確度高。高效液相色譜儀主要有貯液罐、高壓輸液泵及梯度洗脫裝置、進(jìn)樣裝置、色譜柱、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。高效液相色譜法是食品質(zhì)量檢測(cè)的重要方法之一，目前高效液相色譜法已經(jīng)應(yīng)用到多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，如食品添加劑的檢驗(yàn)（防腐劑、甜昧劑、抗氧化劑、色素等）；食品中污染物限量檢驗(yàn)（農(nóng)藥獸藥殘留、真菌、黃曲霉毒素等）；食品中營(yíng)養(yǎng)成份的檢驗(yàn)（碳水化合物、維生素、氨基酸、糖份等）。其中高效液相色譜技術(shù)和其他技術(shù)的聯(lián)用也作為一種現(xiàn)代食品檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品中各種成分的檢驗(yàn)分析，且這種方法具有快速、靈敏的特點(diǎn)，具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.3原子光譜設(shè)備

它由光源、原子化器、單色器、背景校正系統(tǒng)、自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)等組成。

原子光譜設(shè)備由原子吸收光譜儀和原子熒光光譜儀組成。其中，原子吸收光譜儀也稱原子吸收分光光度計(jì)，由光源、原子化器、單色器、背景校正系統(tǒng)、樣品采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等6部分組成。原子吸收分光光度計(jì)是樣品在高溫作用下氣化后，被蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，根據(jù)吸收的程度進(jìn)行元素定量分析的一種儀器設(shè)備。原子熒光光譜儀也稱原子熒光光度計(jì)，與原子吸收光譜儀同樣由以上5部分組成，但是原理不甚相同。原子熒光光度計(jì)通過測(cè)定待測(cè)元素的原子蒸汽受激發(fā)產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度，來確定待測(cè)元素含量的。原子熒光光度計(jì)具有譜線簡(jiǎn)單、可同時(shí)進(jìn)行多元素樣品測(cè)定，檢出限低，校正曲線的線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。目前，原子光譜設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品中各種金屬元素的檢測(cè)，陳曉華等利用原子熒光光譜技術(shù)測(cè)定了自來水中的含砷量；李連平等利用原子熒光光譜技術(shù)檢測(cè)了海水及海產(chǎn)品中微量鎘含量。另外，近幾年來電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（inductively coupled plasma source mass spectrometer）在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用越來越廣泛。它是測(cè)定超痕量元素和同位素比值的儀器，由等離子發(fā)生器，霧化室，炬管，四極質(zhì)譜儀和一個(gè)快速通道子倍增管（稱為離子探測(cè)器或收集器）組成。隨著電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的普及及儀器本身的性能優(yōu)化，其已逐漸發(fā)展成為大量食品樣品快速分析的有利武器。

1.4生物傳感器

生物傳感器技術(shù)融合了新型生物傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)而發(fā)展起來的一種現(xiàn)代分析技術(shù)，生物傳感器可以將生化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，利用電子計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)對(duì)得到的電信號(hào)進(jìn)行放大分析，從而對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行分析，可以在無(wú)試劑條件下實(shí)驗(yàn)，整個(gè)操作過程簡(jiǎn)單、靈敏、準(zhǔn)確。生物傳感器一般由分子敏感系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及電子元件系統(tǒng)三大部分組成。其中，分子敏感系統(tǒng)是整個(gè)生物傳感器的心臟部分，它直接決定了生物傳感器的使用范疇，如依靠敏感系統(tǒng)材料本身物理性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，用化學(xué)反應(yīng)、生物效應(yīng)、物理現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換。信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是將分子敏感系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別、分析的過程中所產(chǎn)生的物理或化學(xué)的變化響應(yīng)轉(zhuǎn)換成可利用、可收集的電信號(hào)的裝置。目前，生物傳感技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品工程、發(fā)酵工程、環(huán)境檢測(cè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等各個(gè)方面，而生物傳感技術(shù)在乳品行業(yè)中主要應(yīng)用于食品中各種抗生素和微生物的檢測(cè)。

2.結(jié)論

為保障廣大消費(fèi)者的生命健康，營(yíng)造讓老百姓安全放心的食品環(huán)境，加強(qiáng)食品檢測(cè)分析勢(shì)在必行。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展，食品檢測(cè)也變得越來越簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確，大型食品儀器檢測(cè)設(shè)備已逐漸取代傳統(tǒng)的食品檢測(cè)分析技術(shù)，其中2種甚至以上的聯(lián)用技術(shù)也將會(huì)發(fā)揮更大的作用。