食品安全检测技术及其应用

食品安全检测技术及其应用

【摘要】食品安全是世人关注的热点和敏感问题，关乎着人民群众的人身财产安全。确保食品安全，加快食品安全检测技术的发展势在必行。从检测技术到检测技术应用到检测的各个方面，做好每个环节的检测的检测工作，确保食品安全，使民众食之安全。

【关键词】食品安全；检测技术；添加剂；违禁化学品

食品安全是人类赖以生存和发展的最基本的物质条件，关系到广大人民群众的身体健康和生命安全，关系到经济的健康发展和社会稳定，关系到政府和国家的形象。食品安全已经成为人民生活质量、社会管理水平和国家法制建设的一个重要方面。所以食品安全的检测方法日益受人关注，而作为检测手段的媒介—分析化学仪器的检测应用已然成为这一领域的新的研究热点。近年来，随着仪器分析的迅速发展，一些学科的先进技术不断渗透到食品分析中，形成厂日益增多的分析仪器和分析方法，从而使仪器分析在食品分析中所占比重不断增加，并成为现代食品分析的重要支柱。

一、食品安全检测技术研究进展

常用的检测技术：

1.1色谱技术

色谱技术实质上是一种物理化学分离方法，即当两相作相对运动时，由于不同的物质在两相（固定相和流动相）中具有不同的分配系数（或吸附系数），通过不断分配（即组分在两相之间进行反复多次的溶解、挥发或吸附、脱附过程）从而达到各物质被分离的目的。色谱类型有很多。目前，色谱技术已经发展成熟，具有检测灵敏度高，分离效能高，选择性高，检出限低，样品用量少，方便快捷等优点，一倍广泛应用于食品工业的安全检测中。色谱中常用的方法有气相色谱法，高效液相色谱法，薄层色谱法和免疫亲和色谱法。

1.1.1气相色谱法

气相色谱法是英国科学家1952年创立的一种极有效的分离方法，是色谱技术仪器化成套化的先驱。近年来毛细管气相色谱法以其分离效率高、分析速度快、样品用量少等特点，在食品农药残留等分析检测上独树一帜。随着人们对气相色谱的改进，测定的种类的范围也随之增加和扩大。

1.1.2高效液相色谱法

高效液相色谱法是在20世纪60年代末期，在经典液相色谱和气相色谱的基础发展起来的新型分离分析技术，高效液相色谱技术以其独特的优势广泛用于食品中碳水化合物、氨基酸、维生素、脂肪酸、添加剂、激素、毒素以及农药残留等项目检测中。国际上已将高效液相色谱法作为酒类糖分含量测定的仲裁法。1.1.3薄层色谱法

薄层色谱法是20世纪30年代发展起来的一种分离分析方法。仪器操作简单、方便、应用广泛，但灵敏度不高。目前，薄层色谱广泛应用于农药，毒素，食品添加剂等方面，在定性、半定性以及定量分析中发挥着重要的作用

1.1.4免疫亲和色谱法

免疫亲和色谱是一种根据抗原抗体的特异性可逆结合，从复杂的待测样品中捕获目标化合物的方法，能够快速检测食品中的诸如农药等化合物，且成本较低。基于可以生产出任何一种化合物的抗体，免疫亲和色谱成为最流行的纯化方法。目前，免疫亲和好色谱技术可以作为样品前处理手段，也可以与一些常规的仪器的色谱分析法结合，应用于化合物残留分析。

1.2光谱分析法

光谱分析法是利用物质发射，吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用而建立起来的一种方法，通过辐射能与物质组成和结构之间的内在联系及表现形式，以光谱测量为基础形成的方法。光谱分析是一种无损的快速检测技术，分析成本低。其中，拉曼光谱，红外光谱，近红外光谱以及荧光光谱等在食品安全检测中应用广泛。

1.2.1拉曼光谱

拉曼光谱技术是一门基于键的延伸和弯曲的振动模式，利用散射光的强度与拉曼位移作图获取信息。在食品安全检测分析中，可以定性分析待测物质，也可以定量检测食品成分中含量的多少。

1.2.2荧光光谱分析法

荧光分析法是近年来发展迅速的痕量分析方法，具有专一性强，灵敏度高的特点，在食品分析领域逐渐得到应用。根据荧光光谱和原子荧光光谱建立起来分子荧光分析法和原子荧光分析法。分子荧光法基于荧光物质的含量与其荧光强度

或荧光淬灭强度建立起来的分析方法。原子荧光法具有检出限低，灵敏度高，谱线比较简单，干扰少，线性范围宽等特点。在食品分析中，主要是应用该项技术检测食品中的痕量元素。

1.2.3近红外光谱技术

近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长范围是700-2500nm，是近年发展起来的一种快速检测技术，它已在农业和食品工业等多个领域中得到了广泛的应用，尤其在食品分析检测中的应用有着重大意义。由于近红外测定方法具有方便快捷、无污染的特点，在粮食加工及科研中获得了广泛的应用，且近红外测定结果的准确性也已得到众多验证。另外，近红外技术在检测大麦不同成熟时期营养元素的组成及膳食纤维含量方面也有较广泛的应用。

二、检测技术在食品添加剂中的应用

食品添加剂是现代食品制造中的重要组成部分，其担负着改善口感、口味以及防腐等重要任务、但是如果食品添加使用不当将会对人体造成重要的影响，因此，食品制造企业必须重视食品添加剂的使用，重视滥用添加剂的危害、随着国家对食品添加剂管理的不断完善，对于食品添加剂和添加非食用物质的食品生产企业的管理与检验监管工作不断提高，其最终目的是通过对食品添加剂的检验与管理提高食品质量，保障人们的身体健康。

1食品添加剂检验方法：

食品添加剂分析的一般程序:

分离—蒸馏、溶剂萃取、色层分离等

测定—比色、分光光度法、色层分析、气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法等

一个样品分析的过程，包括样品的采集、分析前的样品处理、分析、数据处理及结果报告，在整个过程中，样品的前处理是最繁琐、最耗时的步骤。根据LC-GC杂志对1000多个实验室的调查，在色谱分析过程中，实际仪器分析仅占6%的时间，而样品前处理所花费的时间却高达61%。这也表明了样品的前处理在整个分析过程中所占位置的重要性。食品分析的前处理通常包括萃取、净化和分析等几个主要步骤。萃取通常采用特定的有机溶剂或含有某些化学试剂的水溶液，与待测样品匀浆后再经过过滤或离心进行分离。为加速实现完全的萃取，也

可使用微波辅助提取和加速溶剂萃取等装置或技术萃取得到的样品溶液往往含有许多会干扰分析测试的自源性物质，需要经过进一步进化后才能进行定量分析。净化手段主要有液/液萃取、蛋白沉淀、固相萃取、GPC(凝胶渗透色谱)净化等。

1.1检测方法技术——液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）

在实际分析工作中常常会遇到成份复杂的样品，可能含有与被检测项目化学性质相近的物质，这些杂质会对被检测物质带来干扰,容易造成假阳性或假阴性结果。有人利用此技术建立了高效液相-质谱联用仪检测几类食品中山梨酸、糖精钠的方法，线性良好，r=0.9999，加标回收率在92%~105%之间。

1.2检测方法技术——红外光谱（Infrared，IR）

红外光谱由于特征性强，预处理比色谱法简单、便捷，普适性强，并可对微量样品进行测试，因此它是分析鉴定的有效方法。该技术应用于食品安全检测虽然较短，但由于它在鉴定食品中有害物质等化合物的结构方面的特点，尤其是气相色谱-傅里叶变换红外光谱(GC-FTIR)技术的出现，使得红外光谱技术在食品安全检测中的应用越来越广泛

1.3检测方法技术——液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）

液相色谱-质谱联用技术结合了液相色谱对复杂基体化合物的高分离能力和质谱独特的选择性、灵敏度、相对分子质量及结构信息于一体，成为食品质量检测提供了有效的分析手段。混合取样品溶液通过液相色谱分离后，按洗脱顺序进入质谱仪，对各组分进行质谱分析。检测方法新技术——毛细管电泳（Capillary Electrophoresis，CE）食品的多样性及组成成分复杂，对应用于食品分析的方法提出了很高的要求，一个理想的食品分析方法最好可以应用于不同的食品基质，并可同时测定同一基质的不同组分。由于适用范围非常广泛，而且CE具有多种不同的分离模式，可以满足许多基质复杂的食品分析要求。CE主要包括防腐剂、甜味剂、酸味剂、色素以及营养强化剂等的测定。

三、检测技术在饲料添加剂中的应用

饲料添加剂是配合饲料中不可缺少的部分。利用各种饲料原料和饲料添加剂的各种品种按照一定的科学配方生产的配合饲料,具有营养全面、饲料转化率高、畜禽鱼等动物成活率高等特点。因此饲料添加剂工业得以在全球迅速发展,反过

来又促进了畜禽鱼等养殖业的发展。

1.按用途将饲料添加剂分为以下几类:

1.1第一类,营养性饲料添加剂

营养性饲料添加剂是用于补充天然饲料中氨基酸、维生素及矿物质等营养成份,平衡和完善日粮,提高饲料利用率,最终达到充分发挥畜禽生产潜力,提高产品数量和质量,节省饲料和降低成本的目的。它是最常用和最重要的一类添加剂,包括维生素类添加剂、氨基酸类添加剂和矿物质类添加剂3大类。维生素类添加剂包括维生素A、B、C、D、E、K、生物素、烟酸、泛酸钙、氯化胆碱等20多个品种;氨基酸类包括赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、甘氨酸等十几个品种;矿物质类包括氯化钾、柠檬酸铁、硫酸镁、碘酸钙、硫酸锌、乳酸铁等数十个品种。

1.2第二类,非营养性饲料添加剂(一般饲料添加剂)。

非营养性添加剂是为保证或改善饲料品质,促进饲养动物生长,保障健康,提高饲料利用率而掺入饲料中的少量或微量物质。它主要包括以下4类添加剂:

a.生长促进剂:主要作用是刺激畜禽生长,提高增重速率和饲料转化率,增进畜禽健康,防治疾病。它包括抗生素、合成抗菌药物、激素、酶制剂和生菌剂等。

b.驱虫保健剂:主要作用是维持动物机体内环境的正常平衡,保证动物健康生长发育,并能预防和治疗各种疾病。它包括两种:抗球虫剂和驱虫剂。在生长促进剂类中,部分抗生素、合成抗菌药物、以及生菌剂,除具有促进动物生长的作用外,还具有防治疾病的功能,因而生长促进剂和驱虫保健剂这两类添加剂没有截然的界限。

c.饲料保存剂:其作用是在饲料贮存过程中防止饲料品质的下降,如防止饲料养分被氧化,防止饲料腐败、霉烂等。它包括:抗氧化剂、防霉剂(防腐剂)、粗饲料调制剂和青贮添加剂等。

d.其他类添加剂:不宜归属于上述3类的非营养性添加剂统称为其他添加剂。它们品种繁多,各有不同的性质和作用,主要有以下几种:着色剂、调味剂、黏结剂、乳化剂、稳定剂、流散剂等。

2.分析方法

氨基酸类:国际上多数国家采用氨基酸分析仪进行检测,特别是对复合制剂可以同时测出,省时省力。单制剂也可采用我国制定的方法,如赖氨酸可采用GB

8245-1987标准检测,蛋氨酸可采用农业部推行的检测方法。

维生素类:我国目前有V A、VK3、VB2、VB6、烟酸、泛酸钙等的测定方法,但比较复杂。发达国家多采用高效液相色谱法,它不仅可测定单个维生素含量,也可同时测定复合制剂中的各种维生素含量,是最理想的测定方法。

矿物质类:各国均采用原子吸收分光光度法测定此类添加剂中的各种微量元素的含量,化学分析法一般不再采用。

非营养性添加剂类:我国目前基本上没有此类添加剂的标准方法,可参照国外厂商提供的方法检测。对部分品种,国际上多采用气相色谱法或高效液相色谱法进行测定。

四、在食品中违禁化学品检测的应用

1.薄层色谱法

薄层色谱法简单、经济、易行。但是保健食品成分复杂，可能出现假阳性检验结果，且一般来说对每种可疑食品均需摸索新的展开条件。目前，薄层色谱法主要用于违禁药物的初步定性鉴定。

2.高效液相色谱法

食品中违禁药物检测所采用的色谱法以高效液相色谱法为主。由于气相色谱仪只能用于低沸点、有挥发性成分的定性定量分析，在很多化合物的实际分析中，受到限制。而高效液相色谱法具有分离效能高、分析速度快、检测灵敏度好、适应性高、能分析高沸点但不能气化的热不稳定物质的特点而被广泛应用。目前，使用高效液相色谱检测保健食品中的违禁药物，国内尚有一些文献报道，但由于其定性必须依靠标准品的对照，且保健食品中各成分必须达到较好的分离。而不法厂家添加违禁药物的手段越来越高明，如添加结构类似物，降低含量等。高效液相色谱法有可能出现假阳性结果，因此，如有可能，应采用更有力的检测技术。

3.色谱——质谱联用技术

色谱具有良好的分离能力，可以将复杂的混合物分离成单独的组分，但其定性能力一般;而其他定性分析方法(如质谱)一般只能对纯组分定性分析。因此，将色谱仪器和定性分析仪器通过接口连接，就可以将色谱仪器的分离能力和定性分析仪器的定性分析能力结合起来。质谱是采用高速电子束撞击气态分子，把分解出的离子加速导入质量分析器中，然后按质荷比大小的顺序进行收集和记录，得

到质谱图。根据质谱图峰的位置可以定性和结构分析;根据质谱图峰的强度可以定量分析，其灵敏度可达到ppb级，甚至即ppt级，特别是串联质谱的使用，可以提供丰富的样品结构信息。因此，色谱——质谱联用技术是一种检测分析食品中违禁药物常用的手段。

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