淺析分子印跡技術(shù)在食品添加劑檢測中的應(yīng)用

◎ 鄭晶晶，周 毅，余蓮芳，沈銀梅，周 瑚

（岳陽市檢驗檢測中心，湖南 岳陽 414000）

近年，隨著食品種類的增多和消費者需求的不斷提高，食品安全檢測相關(guān)部門應(yīng)積極采用更加行之有效的檢測方法和技術(shù)，以保證食品安全。其中，食品添加劑的測定是食品安全檢測中最主要的一項內(nèi)容[1]。食品基質(zhì)復(fù)雜，且食品添加劑種類繁多，存在交叉反應(yīng)和互相影響的風(fēng)險。因此，快速、準(zhǔn)確地在食品基質(zhì)中提取待測成分，是食品添加劑檢測面臨的挑戰(zhàn)之一。

分子印跡技術(shù)是在酶與底物作用原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型分離技術(shù)，也被稱為鎖和鑰匙模型，其具有特異性強和高親和力的特點，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境和食品等復(fù)雜基質(zhì)中痕量或微量成分的檢測[2]?；诖?，本文概述了分子印跡技術(shù)的原理和特點，分析了分子印跡技術(shù)在食品添加劑檢測中的應(yīng)用，以期為分子印跡技術(shù)在食品添加劑檢測方面的發(fā)展提供參考。

1 分子印跡技術(shù)概述

1.1 分子印跡技術(shù)原理

分子印跡技術(shù)是指在特定空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點上，獲得與目標(biāo)分子完全匹配的聚合物的制備技術(shù)，其原理在于模板分子與功能單體上的官能團相互作用，形成復(fù)合物，再通過交聯(lián)劑將功能單體互相交聯(lián)起來形成聚合物，將功能單體的空間位置固定起來。隨后，移除部分或全部的模板分子，留下與模板分子在尺寸和形狀上互補的空腔，這個空腔就可以作為模板分子的特異性結(jié)合位點[3]。

1.2 分子印跡技術(shù)的特點

分子印跡技術(shù)在各領(lǐng)域發(fā)展迅速，主要是因為該技術(shù)在以下方面具有明顯優(yōu)勢：①分子印跡技術(shù)具有可預(yù)定性，可以根據(jù)需求設(shè)定模板分子和相應(yīng)的功能單體，制備相應(yīng)的分子印跡聚合物。②所形成的聚合物具有特定的空間結(jié)構(gòu)和結(jié)合位點，可以特異性吸附目標(biāo)物質(zhì)，有效避免背景干擾[4]。③分子印跡聚合物對于樣品基質(zhì)親和力好，吸附容量高。④分子印跡聚合物穩(wěn)定性好、可重復(fù)利用，既可以在水相也可以在有機相中使用?？傊肿佑≯E技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，在食品添加劑檢測中得到了廣泛應(yīng)用，其可作為固相萃取的填料、固相萃取涂層，也可制備成傳感器，用于對復(fù)雜食品基質(zhì)中痕量分析物的提取，以有效提高待測物的靈敏度和準(zhǔn)確度[5]。

2 技術(shù)應(yīng)用

2.1 防腐劑檢測應(yīng)用

食品防腐劑能夠防止由于微生物繁殖引起的腐敗變質(zhì)，延長食品保藏期。目前，常用的食品防腐劑主要包括苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、丙酸及其鹽類、對羥基苯甲酸酯類等。

楊澤琨等[6]利用分子印跡技術(shù)，以改性過的凹凸棒土為載體，苯甲酸作為模板分子，二乙烯吡啶作為功能單體，借助響應(yīng)面法優(yōu)化聚合條件，采用紫外－可見分光光度計，對苯甲酸進行定量分析。所制備的苯甲酸分子印跡聚合物，表現(xiàn)良好的特異吸附性能，且穩(wěn)定性高、可重復(fù)使用。陳思等[7]將制備的羥基苯甲酸乙酯分子印跡聚合物，使用微量進樣器和玻璃毛細(xì)管制備成固相萃取裝置，并將該裝置和氣相色譜聯(lián)用，實現(xiàn)了對目標(biāo)物質(zhì)定量分析。

2.2 著色劑

著色劑又稱為色素，是用以改善食品色澤的一類添加劑。根據(jù)其來源不同，可分為人工合成色素和天然色素。然而，人工合成色素具有一定毒性，GB 2760—2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定了它的使用限量。

楊晶[8]以日落黃為模板分子，鄰氨基酚為功能單體，在石墨電極表面，先通過電化學(xué)聚合形成分子印跡膜，再通過分子印跡修飾的電極測定日落黃，測定其含量在1.00×10-6～2.00×10-4mol·L-1范圍內(nèi)，線性良好，最低檢出限為2.00×10-7mol·L-1。劉靜靜[9]在氨基化修飾的二氧化硅表面，聚合形成了赤蘚紅表面印跡膜，其吸附速度快，吸附容量達到29 μg·mg-1，實現(xiàn)了對果汁中赤蘚紅的特異性吸附。

2.3 甜味劑

甜味劑的主要作用是賦予食品甜味，改善食品的品質(zhì)和風(fēng)味。然而，食品甜味劑若過度添加，會危害人體健康，因此食品甜味劑的添加量要控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

徐琴等[10]采用懸浮聚合法，制備了分子印跡聚合物微球，將該微球作為填料，制備固相萃取小柱，用于食品中安賽蜜的提取和富集，并通過液相色譜法進行定量。結(jié)果表明，該吸附劑被成功應(yīng)用于檢測泡菜產(chǎn)品和葡萄酒中的安賽蜜。趙凇[11]在氨基化的硅膠表面制備了糖精鈉分子印跡聚合物。該聚合物對糖精鈉專一性好，最大吸附量達到8.965 mg·g-1，重復(fù)利用5 次后，回收率仍保持在80%以上。同時，趙凇將糖精鈉分子印跡聚合物作為填料，制備成固相萃取小柱，對桃罐頭、甜面醬、葡萄汁品進行提取，回收率為84%～118%。

2.4 抗氧化劑

食品抗氧化劑能夠延緩食品氧化變質(zhì)，是一種提高食品穩(wěn)定性和延長貯存期的食品添加劑。當(dāng)前，人工合成抗氧化劑由于抗氧化作用強、穩(wěn)定性好和價格低廉，被廣泛應(yīng)用于食品中。因此，人工合成抗氧化劑的準(zhǔn)確測定，對于保證食品安全具有重要意義。

岳曉月[12]采用電聚合法，在經(jīng)過納米鈀金合金/電化學(xué)還原氧化石墨烯復(fù)合材料修飾過的電極上，提取了原位聚合特丁基對苯二酚分子印跡膜，其線性范圍在0.5～60 μg·mL-1，檢出限為0.046 μg·mL-1。該電化學(xué)傳感器結(jié)合了納米材料、電化學(xué)技術(shù)以及分子印跡的優(yōu)點，可以實現(xiàn)對特丁基對苯二酚的高效、準(zhǔn)確識別。崔敏[13]研發(fā)的一種新型丁基羥基茴香醚分子印跡傳感器，用于丁基羥基茴香醚的特異性檢測，線性范圍為9×10-8～7×10-5mol·L-1，檢出限為7.63×10-8mol·L-1，具有良好的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。

2.5 酸度調(diào)節(jié)劑

酸度調(diào)節(jié)劑是用來維持或改變食品酸堿度的一類添加劑。酸度調(diào)節(jié)劑不僅可以調(diào)節(jié)食品的pH，還具有增加抗氧化作用，可以在一定程度上防止食品酸敗。其中，酸度調(diào)節(jié)劑以有機酸和具有緩沖作用的鹽最為常見。大多有機酸都是食品中的正常成分，因此安全性較高，使用也很廣泛。

孫培霞[14]以檸檬酸為模板分子，設(shè)計了基于分子印跡聚合物的色譜柱狀電容型傳感器，得出其線性范圍為3.40×10-10～1.12×10-3mg，檢出限為1.34×10-11mg。同時，測定果脯、糖果和飲料樣品中的檸檬酸，回收率為97.1%～103.1%。

2.6 乳化劑

乳化劑是一種食品添加劑，其主要功能是降低油水兩相界面的張力，使油和水能夠形成穩(wěn)定的乳濁液。乳化劑在食品加工中起到了乳化、增溶、潤濕、起泡等作用，在食品中的應(yīng)用非常廣泛。

孫培霞[14]將合成的單硬脂酸甘油酯分子印跡聚合物置于兩個由聚酰亞胺漆包裹的銅線電極中間，制備出一種新型的便攜式電容傳感器，檢出限為3.71×10-9mg，線性范圍為2.35×10-8～6.56×10-3mg。研究表明，該傳感器靈敏度高，可用于實際樣品的準(zhǔn)確測定。

2.7 其他食品添加劑

咖啡因是從茶葉或咖啡果中提煉的一種生物堿，有祛除疲勞、興奮神經(jīng)的作用，在食品生產(chǎn)中主要用于可樂型飲料及含咖啡飲料。

鄧慧蕓[15]以納米Fe3O4為載體，制備了咖啡因磁性表面分子印跡微球，結(jié)合納米銀比色法，實現(xiàn)了對飲料中咖啡因的快速分析，檢出限為0.001 mg·L-1。同時，鄧慧蕓將咖啡因磁性表面分子印跡微球用來脫除茶葉中的咖啡因，脫除率達到93.32%。

3 分子印跡技術(shù)存在的問題與展望

雖然分子印跡技術(shù)具備高親和性、特異性、可重復(fù)利用的特點，在食品添加劑檢測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和研究，但是仍存在一些問題，制約了其進一步發(fā)展。

①用于制備分子印跡聚合物的功能單體可選擇性少，不能滿足實際需求。②印跡聚合物中有許多識別位點，被包埋在聚合物內(nèi)部，導(dǎo)致印跡聚合物吸附容量低。③大部分分子印跡聚合物主要在非極性介質(zhì)中制備，會影響其在水溶液中的使用，導(dǎo)致水相識別中吸附率較差。④當(dāng)前，分子印跡技術(shù)被應(yīng)用于食品檢測領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化的程度較低，不能滿足大批量生產(chǎn)要求[16]。

綜上所述，對于分子印跡在各領(lǐng)域中的應(yīng)用和研究，有待進一步加強。一方面，相關(guān)學(xué)者需要尋找新型的功能單體或者嘗試多種功能單體混合使用，以達到增加識別位點、增強印跡的效果。同時，相關(guān)學(xué)者需要加強極性溶液中制備分子印跡聚合物的研究，以增加功能單體的使用范圍。另一方面，相關(guān)學(xué)者需要從分子水平深入了解分子印跡識別過程，使分子印跡技術(shù)由現(xiàn)在的定性和半定量描述，向完全定量方向發(fā)展。未來，分子印跡會走向更廣闊的平臺，形成一門高選擇性的痕量分析學(xué)科，在食品檢測領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。