儀器分析法在食品檢測中的應(yīng)用探究

黃敏超

摘? 要：近年來在社會各行業(yè)快速發(fā)展的背景下，人們生活水平提升，也逐漸重視食品安全問題。因此食品安全檢測工作越來越重要。

物理、化學(xué)、生物等科學(xué)技術(shù)的研究進展，使得食品檢驗分析設(shè)備及檢測技術(shù)得到了新的發(fā)展，儀器分析法已經(jīng)成為食品檢測技術(shù)的重要手段之一。在本研究中針對儀器分析法進行分析闡述，并詳細分析了該技術(shù)在食品檢測的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：儀器分析法;食品;檢測;應(yīng)用

在當(dāng)前信息技術(shù)和儀器分析技術(shù)的發(fā)展下，研究人員利用檢測技術(shù)營造了良好的食品安全環(huán)境，不斷提升了食品安全的分析能力，在開展食品分析時，儀器分析法在整個食品分析領(lǐng)域中所占比例日漸增長，也成為了當(dāng)前食品分析領(lǐng)域中的重要技術(shù)支持。通過精密的儀器設(shè)備，對食品進行全面、細致、嚴(yán)格的檢測，獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，進而達到衡量食品安全的目的。

1 儀器分析法概述

目前光譜分析法芯片法，核磁共振法，質(zhì)譜，色譜分析法等是國內(nèi)常使用的儀器分析法。這些方法中光譜法能夠結(jié)合物質(zhì)的光譜，對物質(zhì)類型和化學(xué)構(gòu)成含量進行準(zhǔn)確測定，通過物質(zhì)吸收輻射和電磁反射輻射能量與被測物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生出能被檢測的信號來實現(xiàn)的，具有分析速度快、操作簡便、靈敏度高等特點。光譜分析法是食品安全領(lǐng)域中的重要檢測方法。電化學(xué)法是溶液中對物質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)和規(guī)律分析的重要分析法，該方法具有較強的靈敏度，準(zhǔn)確度，而且在測量范圍上較廣，儀器使用操作簡單，能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)物質(zhì)含量的定量、定性分析，生物芯片技術(shù)具備高通量，微量化等特點^[1]，也是近年來新型的技術(shù)。目前該技術(shù)在食品安全領(lǐng)域中的適用性越來越廣，該技術(shù)是將待測目標(biāo)物與DNA探針進行雜交，在借助精密掃描儀器的作用下可通過計算機對雜交后的信號進行分析研究，獲得有效信息并完成數(shù)據(jù)整合。核磁共振是基于原子核吸收的電磁能能使其分裂發(fā)生躍遷并產(chǎn)生共振現(xiàn)象的波譜技術(shù)，是一種高效準(zhǔn)確且對樣品沒有損壞的現(xiàn)代儀器分析法。在食品安全檢測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。色譜分析法是結(jié)合多種混合物中目標(biāo)物性質(zhì)結(jié)構(gòu)差異，能夠利用固相停留時間與其他物質(zhì)進行分離達到最終的檢測效果，具有較強的靈敏度和準(zhǔn)確度，且分析時間較短，也是目前食品安全領(lǐng)域中的推薦方法之一。質(zhì)譜分析法是利用運動離子在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)原理進行分析檢測的技術(shù)，分離效果好，檢測靈敏度高，在實際檢測中通常與色譜分析法聯(lián)用對食品進行檢測分析，非常適用于農(nóng)藥殘留的檢測。

2儀器分析法的類型

2.1光譜分析法

紫外可見分光光度法是通過測定波長為200-800納米之間分子吸光度，進一步來實現(xiàn)物質(zhì)含量的定量、定性分析，該方法操作比較簡單，而且具有方法穩(wěn)定，靈敏度高，能夠在食品安全領(lǐng)域中實現(xiàn)廣泛利用，可用于重金屬（鋅、銅）、添加劑（硝酸鹽、亞硝酸鹽）、營養(yǎng)成分（可溶性蛋白質(zhì)、多糖）等多個食品項目的檢測。

原子吸收光度法也是一種常見的痕量物質(zhì)分析法，能夠結(jié)合原子結(jié)構(gòu)，分為三種方法，包括火焰原子吸收法，石墨爐原子吸收法以及氫化物的原子吸收法，該方法具有較廣的測量范圍，而且在檢測過程中僅需要少量樣品，具有較高靈敏度，目前利用該方法可實現(xiàn)對鐵，鋅，鉛等高達70種元素的檢測。與此對應(yīng)的原子熒光分光光度法是近年來應(yīng)用較廣的痕量分析技術(shù)，通過對熒光發(fā)射強度測量實現(xiàn)元素的定量定性分析，具有檢出限低，靈敏度高等多個特點。使用氫化物法能夠?qū)︺U，砷等元素檢測無基體干擾，能夠提高檢測的抗干擾性能，進而實現(xiàn)多種元素同步檢測，顯著節(jié)約檢測的時間和成本。在食品領(lǐng)域中紅外光譜法同樣具有顯著的優(yōu)勢，在目前食品安全領(lǐng)域中常使用中紅外檢測以及近紅外檢測。通過紅外光譜法可以直接對食品進行無損檢測，而且檢測效率較高，成本較低，污染程度較小?？梢詫θ忸?、食用油、乳制品、酒類等品種的安全性及組分含量進行分析，通過分析油樣光纖，還可以確定食品是否摻假。

拉曼光譜法，該方法無需進行樣品前處理，可直接利用樣品通過光纖探頭或者石英進行測量，利用拉曼圖譜能夠準(zhǔn)確進行食品中某種物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的定性分析，同時還能夠檢測部分物質(zhì)的定量分析。目前利用該方法，在食品安全領(lǐng)域檢測中基本可實現(xiàn)快速無損檢測。高頻電感耦合等離子體發(fā)射法具有低檢出限，高精密度，適用性廣等特點^[2]，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)不同元素同步測定，目前在微量元素檢測中該方法具有較廣的適用性。

2.2電化學(xué)分析法

在食品安全檢測中相比其他方法來說，電化學(xué)法也是十分重要的。

由于實際測量的離子化合價較低，在檢測過程中受到一定限制，同時測量化學(xué)電極電位值時很容易受到外界環(huán)境溫度等條件的影響，進而導(dǎo)致曲線出現(xiàn)偏差，穩(wěn)定性較差。近年來，隨著電化學(xué)分析法技術(shù)水平逐漸提升，能夠彌補過去在檢測中存在的缺點，不斷提升檢測效率水平，比如陰極和陽極溶出伏安法，能夠?qū)ι铒嬘盟袩o機鉛、砷以及鎘等重金屬元素進行檢測，對于食品中鉛含量檢測可以采用單掃描極譜法的方式，該方法在檢測分析農(nóng)殘、保健食品等方面中也發(fā)揮著極大的作用。

2.3生物芯片技術(shù)

隨著當(dāng)前生物技術(shù)的發(fā)展，尤其是生物分子技術(shù)，從一定程度上也拓寬了生物芯片的應(yīng)用，當(dāng)前生物芯片可用于營養(yǎng)學(xué)，轉(zhuǎn)基因?qū)W，微生物獨立學(xué)等多個領(lǐng)域中^[3]。生物芯片包含細胞，蛋白質(zhì)，基因，組織芯片等多種類型，但其中應(yīng)用比較成熟的是基因芯片，采取微加工的方式能夠?qū)⑻囟ㄏ盗蠨NA片段高密度有規(guī)律的排于固定載體中，這些載體可以是玻璃或者硅等物質(zhì)，進而制好的芯片中包含大量的基因信息，將所標(biāo)記過的基因芯片和經(jīng)過預(yù)處理后的樣品雜交融合，進而檢測各分子雜交的信號強弱程度。通過相關(guān)軟件完成數(shù)據(jù)篩選、分析和鑒定，獲取樣品分子的數(shù)量和序列信息。利用該方法能夠判斷食品是否存在轉(zhuǎn)基因，同時利用金芯片在食品安全領(lǐng)域檢測中具有自動化，高效性以及專業(yè)性，特異性等特點。

2.4核磁共振技術(shù)

核磁共振技術(shù)也是近年來使用較廣的無損檢測技術(shù)，能夠準(zhǔn)確進行有機化合物結(jié)構(gòu)的分析以及動力學(xué)研究。核磁共振技術(shù)具有多種優(yōu)點：可對樣品進行定性定量分析，在檢測過程中保持樣品的完整性，定量檢測過程中無需標(biāo)樣，檢測結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性高，且不受操作人員的技術(shù)和判斷影響。在食品中碳水化合物，蛋白質(zhì)，脂質(zhì)水分等物質(zhì)檢測中實現(xiàn)廣泛應(yīng)用。利用核磁共振技術(shù)也應(yīng)用于對摻假不同成分的牛乳、摻假低價值油的橄欖油、摻假的米、蜂蜜、紅酒等進行檢測，可對這些食品的摻假成分進行有效鑒別^[4]。但相對其他方法來說檢測成本及技術(shù)要求較高。

2.5色譜分析法

色譜分析法包括氣相，液相，離子色譜法這三種類型，其中氣相色譜法是將氣體作為流動相，該色譜法具有較高的分離效果，而且具有良好的樣品的選擇性，在使用該方法時所需樣品較少，能夠?qū)崿F(xiàn)同組份同步分析，該方法主要適用于水中或者食品中有機氯等多種農(nóng)藥測定，嬰幼兒乳品中脂肪酸測定，白酒甲醇含量測定等。相對來看，高效液相色譜儀，該儀器檢測運行效率較高，而且所需時間較短，靈敏度高，主要適用于一些高沸點，極強性大，分子大且穩(wěn)定性較差的物質(zhì)分析，也是目前在食品領(lǐng)域中的重要檢測方法。比如能夠用于檢測食品中著色劑，黃曲霉素含量，防腐劑，安塞蜜等多種物質(zhì)的測定，同時還包括乳制品中三聚氰胺的測定。離子色譜法是借助離子交換，能夠?qū)泊娴年?、陽離子進行定量、定性分析，并實現(xiàn)不同離子的分離，具有高效性和連續(xù)性，高靈敏度等特點。離子色譜可用于食品中亞硝酸鹽、溴酸鹽及糖的檢測分析，也適用于測定水溶液中低濃度的陰離子。

3儀器分析法在食品檢測中的具體應(yīng)用

目前在現(xiàn)代食品檢測中儀器分析法發(fā)揮著重要作用，選擇合適的儀器分析法能夠準(zhǔn)確開展食品中不同物質(zhì)含量和種類判斷分析，更好的掌握食品的成分并判斷其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，為消費者的健康做好保障。

3.1食品中重金屬污染的檢測

當(dāng)前隨著社會快速發(fā)展的背景下，食品中經(jīng)常會面臨一些重金屬污染的問題。未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”中含有的重金屬成分會滲入地下，通過生態(tài)系統(tǒng)進入人類生產(chǎn)生活中，此外在食品加工，包裝，儲存等各個環(huán)節(jié)中均會受到重金屬的污染。例如鉛、鎘、鉻、砷等重金屬。重金屬相比其他的有機化合物來說，其給食品帶來的污染程度不同，這種重金屬成分穩(wěn)定，能夠在人體中長期富集，在環(huán)境中極不易降解，沒有專業(yè)的儀器設(shè)備很難準(zhǔn)確的檢測到是否超標(biāo)。如果長時間食用被污染的食物，這些重金屬在體內(nèi)積聚程度超過人體耐受限度，就會產(chǎn)生多種健康問題，進而導(dǎo)致人體產(chǎn)生嚴(yán)重疾病，比如日本由于鎘污染導(dǎo)致的骨痛病，以及由于汞污染導(dǎo)致的水俁病。因此，對“三廢”處理后再排放和在食品生產(chǎn)全過程做好重金屬污染防范工作至關(guān)重要。

針對重金屬在定量檢測過程中傳統(tǒng)使用的方法，包括紫外可見分光光度法以及原子熒光法，原子吸收法，電感耦合等離子質(zhì)譜法，x射線熒光法等。其中也有一些檢測比較快速的方法，包括電極法，酶聯(lián)免疫吸附法^[5]，比色法，試紙法等。根據(jù)國家檢測標(biāo)準(zhǔn)，2017年頒布的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中對于重金屬的限量有明顯規(guī)定。對檢測結(jié)果進行判斷，為市場監(jiān)管部門提供技術(shù)支撐，經(jīng)監(jiān)督管理從源頭上杜絕重金屬污染食品流入市場，進而能夠使消費者實現(xiàn)安全飲食。

3.2 食品添加劑的檢測

在當(dāng)前視頻加工過程中普遍會使用一些食品添加劑，利用該物質(zhì)能夠從地產(chǎn)度上改善食品的色香味，同時在加工過程中為能夠提高食物的保鮮和防腐能性能，加入了天然或人工合成的防腐劑或保鮮劑^[6]，根據(jù)研究表明目前國內(nèi)共有23類食品添加劑，共計2000多種。由于近些年食品添加劑的不合理使用及過劑量添加，發(fā)生了瘦肉精、三聚氰胺和蘇丹紅等事件，導(dǎo)致人們談食品添加劑“色變”。因此為能夠合理使用食品添加劑，檢測機構(gòu)需要對樣品進行前處理，比如可以采用分子印記法或者固相萃取法，液相萃取法等，將待測組分有效分離，通過分子光譜、離子色譜法、色譜技術(shù)、色質(zhì)聯(lián)用等技術(shù)手段進行檢測，準(zhǔn)確分析添加劑的含量，進而判斷該食品是否嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)使用添加劑。離子色譜法以及高效液相色譜法，這兩種方法具有操作簡便而且響應(yīng)速度快等優(yōu)勢，能夠用于食品中防腐劑，著色劑以及抗氧化劑等多種添加劑的檢測，進而為食品安全檢測提供重要的技術(shù)支持。

3.3 農(nóng)產(chǎn)品的檢測

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥是重要的生產(chǎn)原料，通過合理的使用能夠降低農(nóng)作物在種植和生產(chǎn)過程中受外界不良因素的影響，提高農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。由于受到市場不法商人利益的驅(qū)使，農(nóng)戶為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，在農(nóng)作物種植過程中使用過量的抗生素農(nóng)藥，這些農(nóng)藥在短時間內(nèi)無法完全降解，且部分農(nóng)藥甚至還會殘留于農(nóng)作物的表面，導(dǎo)致農(nóng)作物的農(nóng)藥殘留量高于國家檢測標(biāo)準(zhǔn)，尤其對于一些穩(wěn)定性良好的農(nóng)藥來說會在土壤中留存幾十年。種茶區(qū)在禁用滴滴涕、六六六多年后，在茶葉中仍可檢出滴滴涕及其分解產(chǎn)物和六六六。

針對農(nóng)產(chǎn)品在檢測過程中常使用的農(nóng)殘，包括有機氯，有機磷，氨基甲酸酯等，可通過氣相色譜法或者氣質(zhì)聯(lián)用高效液相色譜法或高效液質(zhì)聯(lián)用等多種方法完成定量和定性分析。運用生化檢測法、酸抑制法、生物傳感器等方式進行快速檢測，比如電化學(xué)法中的安培檢測技術(shù)，能夠?qū)崟r檢測農(nóng)殘，結(jié)合電極的信號做出快速響應(yīng)，應(yīng)用儀器分析法能夠擴大農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)殘的檢測強度，對于有效監(jiān)督市場農(nóng)產(chǎn)品來說是十分重要的。

4 小結(jié)

總而言之，食品安全一直是國內(nèi)和社會領(lǐng)域高度重視的問題，只有確保人們的飲食安全，才能夠提高社會治安穩(wěn)定，為保障人們生活中食品安全性，可以借助多種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，進行食品品質(zhì)，質(zhì)量生產(chǎn)過程和科學(xué)研究等各環(huán)節(jié)的分析，進一步提高食品安全檢測領(lǐng)域中一些有毒有害物質(zhì)檢測的準(zhǔn)確度和實時高效性，同時隨著信息技術(shù)和儀器技術(shù)的發(fā)展，未來在食品安全檢測領(lǐng)域中還需要不斷開發(fā)和技術(shù)更新過程，需要依靠更高精密度、更高分辨率、更高靈敏度的儀器。隨著國家在現(xiàn)代儀器分析技術(shù)資源、人力和物力的投入，更加精確的新技術(shù)新方法的不斷推出、使用和優(yōu)化，將確保食品檢測的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻

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