食品添加劑檢測中的常見問題及解決方案

摘 要：本文針對食品添加劑檢測中存在的標準物質(zhì)缺乏、檢測靈敏度不足和交叉污染等問題，提出了構(gòu)建標準物質(zhì)庫、優(yōu)化儀器檢出限和實施嚴格樣品管理等解決方案。通過在關(guān)鍵環(huán)節(jié)采取系統(tǒng)措施，可有效提升食品添加劑檢測的準確性和可靠性，為食品安全監(jiān)管提供有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：食品添加劑；檢測；標準物質(zhì)；基質(zhì)效應(yīng)；交叉污染

Common Problems and Solutions in Food Additive Testing

ZHANG Yaolong

（Shenchi County Comprehensive Inspection and Testing Center， Xinzhou 036100， China）

Abstract： This article proposes solutions to the problems of lack of standard substances， insufficient detection sensitivity， and cross contamination in food additive testing， including building a standard substance library， optimizing instrument detection limits， and implementing strict sample management. By taking systematic measures at critical stages， the accuracy and reliability of food additive testing can be effectively improved， providing strong technical support for food safety supervision.

Keywords： food additives; testing; standard substance; matrix effect; cross contamination

隨著食品安全法規(guī)的日益嚴格和社會公眾對健康飲食關(guān)注度的提升，食品添加劑的安全性成為焦點問題[1]。然而，在食品添加劑檢測過程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如標準物質(zhì)難以獲取、檢測靈敏度不足及交叉污染等問題，這些問題直接影響到檢測結(jié)果的準確性與可靠性。對此，本文提出了有效的解決方案，以期為食品添加劑檢測提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。

1 食品添加劑的類別及作用

食品添加劑是指為改善食品品質(zhì)和延長貨架期而添加到食品中的化學合成或者天然物質(zhì)，按照功能可分為防腐劑、抗氧化劑、著色劑、增味劑等多個類別。防腐劑如山梨酸鉀和苯甲酸鈉能夠有效抑制食品中微生物的生長繁殖，延緩食品腐敗變質(zhì)的進程?？寡趸瘎┤缍』u基茴香醚和特丁基對苯二酚可阻斷食品中脂肪氧化引發(fā)的自由基鏈式反應(yīng)，防止脂肪酸敗和食品色澤、風味的損失。合成著色劑如日落黃、檸檬黃以及天然著色劑如姜黃素、葉綠素銅鈉鹽等可賦予食品誘人的色澤，但部分著色劑如莧菜紅與新染料檸檬黃存在致癌或基因毒性風險。增味劑如谷氨酸鈉、5’-呈味核苷酸二鈉等可通過與口腔味蕾受體結(jié)合，激活神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，增強食品的鮮味[2]。食品添加劑在現(xiàn)代食品工業(yè)中不可或缺，但其使用必須嚴格限量，以確保食品安全。

2 食品添加劑常見檢測技術(shù)概述

食品添加劑檢測技術(shù)的選擇取決于待測物質(zhì)的理化性質(zhì)和基質(zhì)復雜程度。針對極性較小的脂溶性添加劑如丁基羥基茴香醚（Butyl Hydroxyanisole，BHA），氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是較為理想的檢測手段。樣品經(jīng)溶劑萃取、凈化和衍生化處理后，在氣相色譜系統(tǒng)中高溫汽化進樣，載氣帶動下，與固定相發(fā)生不同程度的相互作用，實現(xiàn)組分分離。電子轟擊電離源將目標物碎裂為帶電離子，再經(jīng)四極桿質(zhì)量分析器按質(zhì)荷比分離，最終由電子倍增器檢測，實現(xiàn)BHA的定性定量分析。對于極性更大的水溶性添加劑如安賽蜜、糖精鈉等，高效液相色譜法更為適用。配制好的流動相溶液在高壓泵作用下，攜帶樣品溶液通過填充有固定相微粒的色譜柱，不同組分與固定相和流動相的親和力差異導致洗脫時間不一，經(jīng)紫外-可見光檢測器測定目標物的保留時間和峰面積，推算其濃度[3]。若食品基質(zhì)組成復雜，如檢測肉制品中磷酸鹽類添加劑，則需采用離子色譜技術(shù)。樣品溶液注入色譜柱后，在淋洗液作用下，與固定相發(fā)生離子交換，根據(jù)待測離子的電荷數(shù)和半徑大小，被固定相陰離子或陽離子交換基團捕獲并分離，淋洗液離子強度的變化由電導檢測器監(jiān)測，獲得定性定量結(jié)果。

3 食品添加劑檢測中的常見問題分析

3.1 標準物質(zhì)難獲取

標準物質(zhì)作為定性定量分析的“度量衡”，其純度、穩(wěn)定性和均一性直接影響檢測結(jié)果的準確性和可比性。然而，由于食品添加劑種類繁多、結(jié)構(gòu)各異，許多標準物質(zhì)難以獲取。以焦糖色為例，這種在醬油、可樂等食品中廣泛使用的天然色素，實際上是一類縮合程度不同的褐色物質(zhì)的混合物，其組成成分復雜多變，難以制備出統(tǒng)一的標準物質(zhì)。再以復配增味劑為例，其含有多種呈味核苷酸、有機酸和氨基酸等成分，配比不盡相同，且易受熱、光、氧等因素影響而降解，標準物質(zhì)的穩(wěn)定性難以保證。即便是結(jié)構(gòu)相對簡單的單一添加劑，如防腐劑對羥基苯甲酸酯類，也因同分異構(gòu)體的存在，純化制備標準物質(zhì)的成本居高不下[4]。食品基質(zhì)的復雜性也加劇了標準物質(zhì)制備的難度，如膨松劑泡打粉中的焦磷酸二氫二鈉，與淀粉、碳酸氫鈉等基質(zhì)組分相互作用，純化分離工藝復雜，標準物質(zhì)純度難以達到檢測要求。缺乏標準物質(zhì)，實驗室只能采用自制或購買的替代品，其組成、濃度等不確定因素增加，導致定性不準、定量不精，嚴重影響檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和權(quán)威性。

3.2 檢測靈敏度不足

隨著檢測技術(shù)的不斷進步，食品添加劑檢測的靈敏度已有了長足的提高，但對于某些低濃度添加的復配增味劑和染色劑，現(xiàn)有檢測方法的靈敏度仍顯不足。例如，醬油中添加的5’-呈味核苷酸二鈉，其使用量通常低于1 g·kg-1，常規(guī)的高效液相色譜-紫外檢測法對其難以實現(xiàn)準確定量[2]。又如在果汁飲料中違規(guī)添加的莧菜紅，由于其用量較低且易被其他花青素類色素干擾，液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的檢測信噪比降低，靈敏度受限。此外，復雜基質(zhì)效應(yīng)也是影響檢測靈敏度的重要因素。以檢測米粉中添加的二氧化硫為例，樣品中共存的淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，會吸附分析物或包裹柱填料，導致目標物無法有效分離，電化學檢測靈敏度明顯不足[5]。靈敏度的缺陷導致低濃度添加劑檢出率偏低，漏檢風險加大，不僅給食品安全監(jiān)管帶來困擾，也為不法商販鉆法律空子提供了機會。

3.3 交叉污染風險

食品添加劑檢測過程中的交叉污染問題不容忽視。在實際檢測工作中，由于實驗室空間布局不合理、操作規(guī)程執(zhí)行不嚴格，不同批次樣品之間、樣品與標準溶液之間時常有交叉污染發(fā)生。以高效液相色譜法測定飲料中的苯甲酸和山梨酸為例，樣品前處理過程中，若未徹底清洗均質(zhì)器、移液管等器械，極易造成兩種防腐劑的交叉污染，導致假陽性結(jié)果的出現(xiàn)。利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測食用油中的抗氧化劑丁基羥基茴香醚時，進樣針清洗不當會使前一個樣品的殘留物帶入下一個樣品，造成交叉污染。即便是痕量的交叉污染，也會對實際樣品中超微量違禁添加物的檢出產(chǎn)生干擾。此外，溶劑純度不達標、儀器管路老化滲漏等也是造成交叉污染的原因。以離子色譜法測定食鹽中亞硝酸鹽為例，當淋洗液由于使用時間過長而被污染時，極易引入無關(guān)離子峰，甚至產(chǎn)生與目標物共洗脫的干擾峰，完全掩蓋微量亞硝酸鹽的色譜信號[4]。交叉污染會影響食品添加劑檢測結(jié)果，進而影響問題食品的識別和溯源。

4 食品添加劑檢測中問題解決方案

4.1 構(gòu)建標準物質(zhì)庫

標準物質(zhì)是確保食品添加劑檢測準確可靠的關(guān)鍵，但由于添加劑種類繁多、結(jié)構(gòu)各異，許多標準物質(zhì)難以獲取，極大地制約了檢測技術(shù)的發(fā)展。面對這一挑戰(zhàn)，可從化學合成、生物提取、分離純化、混合配制等多個環(huán)節(jié)入手，構(gòu)建起涵蓋面廣、適用性強的標準物質(zhì)庫。以抗氧化劑丁基羥基茴香醚為例，可采用對羥基苯甲醛與異丁烯經(jīng)縮合、脫水等系列反應(yīng)合成粗品，再經(jīng)減壓蒸餾、重結(jié)晶等純化手段制得純度≥99.5%的BHA標準品。對于從天然產(chǎn)物中提取的添加劑如姜黃素，可引入微波輔助萃取技術(shù)，利用微波遙控加熱的選擇性和穿透性，在提高提取效率的同時最大限度保留熱敏性成分，再采用高速逆流色譜技術(shù)深度純化，制備出高純度單一組分[4]。

針對組成復雜的復配添加劑，可先采用液相色譜-高分辨質(zhì)譜、氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜等技術(shù)精確表征各組分及其含量，再分別制備各組分的標準物質(zhì)，按實際樣品中的含量比例混合配制，即可獲得組成明確、與實際樣品基本一致的復配標準物質(zhì)。值得注意的是，混合標準物質(zhì)的配制過程中，須采用不與任何組分發(fā)生相互作用且揮發(fā)性低的溶劑，避免組分含量比例失調(diào)。配制完成后，還需考察標準物質(zhì)的均勻性、穩(wěn)定性，確保其在一定有效期內(nèi)能滿足檢測分析的需求。對于極性大、遇光或高溫易分解的不穩(wěn)定添加劑，可嘗試采用冷凍干燥工藝制備其固態(tài)標準物質(zhì)，大幅度延長保質(zhì)期。

4.2 提升儀器檢測限

針對食品添加劑檢測靈敏度不足的問題，可從樣品前處理、色譜分離和信號檢測等關(guān)鍵環(huán)節(jié)著手進行系統(tǒng)優(yōu)化。樣品前處理是提高檢測靈敏度的第一道“工序”，對于肉制品中磷酸鹽類添加劑的檢測，常規(guī)的液液萃取凈化效果差，目標物回收率低；采用富集效果更好的固相微萃取技術(shù)，通過將萃取涂層的極性、厚度和孔徑與磷酸鹽的理化性質(zhì)相匹配，在頂空進樣模式下實現(xiàn)磷酸鹽的選擇性富集，同時避免了肽類、脂肪酸等大分子基質(zhì)的干擾，再經(jīng)離子色譜分離，可大幅度降低檢出限。

色譜分離是痕量分析的核心步驟。以超高效液相色譜分析復合果汁中的檸檬黃等合成著色劑為例，采用sub-2 μm填料的C18反相色譜柱，并優(yōu)化流動相pH值和梯度洗脫程序，可在5 min內(nèi)實現(xiàn)10余種極性著色劑的基線分離，為進一步的靈敏檢測奠定基礎(chǔ)[5]。與傳統(tǒng)的紫外-可見檢測器相比，串聯(lián)質(zhì)譜的選擇性和靈敏度更勝一籌。在電噴霧離子源中，著色劑分子被電離為帶電離子，再經(jīng)四極桿質(zhì)量分析器過濾，獲得母離子和子離子的多反應(yīng)監(jiān)測色譜圖，基質(zhì)背景干擾大大降低，信噪比顯著提高，檢出限可達0.01 μg·L-1[2]。

食用油中抗氧化劑的檢測則面臨另一難題——嚴重的基質(zhì)效應(yīng)。油脂中的色素、蠟質(zhì)等共萃取物吸附于進樣口和色譜柱頭，造成目標物的吸附損失的同時，干擾其電離過程，導致檢測靈敏度下降。采用同位素內(nèi)標法可從根本上校正基質(zhì)效應(yīng)。在樣品中加入與目標物結(jié)構(gòu)類似但分子量不同的同位素內(nèi)標物，其在基質(zhì)中的吸附行為和電離效率與目標物一致，通過比較二者色譜峰面積的相對響應(yīng)值，可準確定量抗氧化劑的殘留量，降低基質(zhì)效應(yīng)的影響。

4.3 實施嚴格樣品管理

食品添加劑檢測過程中的交叉污染問題不容忽視，為從根本上解決這一難題，實驗室應(yīng)著眼于全流程管理，對樣品采集、制備、檢測各環(huán)節(jié)實施嚴格規(guī)范和監(jiān)督。在測定醬油等高鹽基質(zhì)中苯甲酸、山梨酸等防腐劑時，樣品前處理宜設(shè)置專門的操作間，配備符合良好實驗室規(guī)范的通風櫥，并安裝帶有活性炭吸附裝置的空氣凈化系統(tǒng)，及時吸附和去除揮發(fā)性酸霧，避免交叉污染的發(fā)生。實驗員應(yīng)佩戴一次性橡膠手套和口罩，使用前需對均質(zhì)器、漏斗等器皿進行多次沖洗，待干燥后方可使用，嚴禁不同樣品或批次間共享器皿。對于氣相色譜-質(zhì)譜測定油脂中抗氧化劑丁基羥基茴香醚，進樣針的清洗可引入在線反吹技術(shù)，在進樣后立即切換氣路，利用反向高純氮氣流將殘留物吹掃至廢液收集裝置，再多次使用色譜級甲醇淋洗針頭，去除殘留，有效防止樣品間的交叉污染。

在以離子色譜法測定膨松劑泡打粉中焦磷酸鹽時，應(yīng)優(yōu)選具有自動在線除氣和抑制功能的淋洗液發(fā)生器，實時去除淋洗液中溶解的氣體和雜質(zhì)離子，保證淋洗液純度。淋洗液應(yīng)避光密封保存于4 ℃冰箱中，一周內(nèi)用完。配制標準溶液時，應(yīng)設(shè)置專門的天平室，選用萬分之一電子天平稱量，校準質(zhì)量應(yīng)溯源到國家一級標準物質(zhì)。標準溶液應(yīng)按濃度梯度分別配制于EP級棕色玻璃小瓶中，瓶口覆以聚四氟乙烯墊片，擰緊瓶蓋密封保存，并在標簽上標明配制人員、日期、有效期限等信息，存放于避光、防潮的醇類專用冰箱中。溶液使用和保存的全過程應(yīng)詳細記錄在案，確?？勺匪荨４送?，應(yīng)定期開展實驗室內(nèi)不同檢測系統(tǒng)的比對試驗，明確各儀器設(shè)備的操作規(guī)程，加強檢測人員培訓，掌握防范交叉污染的系統(tǒng)策略，樹立精益求精的質(zhì)量管理意識，切實把好食品添加劑檢測每一道關(guān)口。

5 結(jié)語

食品添加劑檢測是確保食品安全的重要環(huán)節(jié)，本文針對食品添加劑檢測過程中的關(guān)鍵問題提出了切實可行的解決方案。未來還需在快速篩查方法、痕量分析技術(shù)和便攜式檢測儀器的研發(fā)等方面持續(xù)發(fā)力，進一步提高食品添加劑檢測的效率和準確度，為保障人們“舌尖上的安全”提供堅實的技術(shù)保障。

參考文獻

[1]胡曉琴，高娜，馮榮榮.二維液相色譜技術(shù)在食品檢測中的探索應(yīng)用[J].云南化工，2024，51（7）：154-156.

[2]李娜.調(diào)味品質(zhì)量安全檢測技術(shù)概述[J].現(xiàn)代食品，2024，30（13）：152-154.

[3]凌玲，周雨，袁媛，等.高效液相色譜法同時檢測特殊用途飲料中常見的咖啡因等6種食品添加劑[J].飲料工業(yè)，2024，27（3）：30-34.

[4]都穎，倪瑞敏，郭彩霞.高效液相色譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用[J].中國食品工業(yè)，2024（12）：94-96.

[5]李霞，趙瑞軍.高效液相色譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用[J].糧油與飼料科技，2024（3）：231-233.

作者簡介：張耀龍（1983—），男，山西忻州人，本科，工程師。研究方向：食品、農(nóng)產(chǎn)品檢驗檢測，實驗室管理。