食品檢測前處理技術

蔡靈利，許晶冰

（重慶市食品藥品檢驗檢測研究院，重慶 401121）

食品檢測前處理技術

蔡靈利，許晶冰

（重慶市食品藥品檢驗檢測研究院，重慶 401121）

保障食品安全的基本手段是食品安全檢測。目前，食品分析的前處理技術和分析檢測技術是兩大關鍵的問題。然而，檢測樣品的前處理是檢測中耗時最長，最易造成誤差的步驟。因此，研究和發展并提高樣品前處理技術是保證樣品檢測效率和準確度的有效手段。文章主要介紹近年來各種食品檢驗檢測前處理技術。

食品 檢驗檢測 前處理技術

食品安全是廣大人民對食品的最基本要求。在新《食品安全法》中，食品安全定義為食品無毒、無害，符合應當有的營養要求，對人體健康不造成任何急性、亞急性或者慢性危害。當前，我國食品中殘留的超出限值的食品添加劑、非法添加物及污染物等問題時有發生，盡管這些有害物質殘留的水平較低，發生急性中毒的可能性較小，但是長期低水平的接觸各種小劑量的毒性物質也會產生累積效應，對人們的身體健康造成極大的傷害。所以，快速、準確地檢測食品中的污染物、農藥殘留、非法添加劑、生物毒素等各種有毒、有害物質，成為了食品檢驗工作的重點。

1 食品中有毒有害物質分類

1.1 農藥類

農藥類根據防治對象可分為殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑、殺線蟲劑、殺鼠劑、除草劑、脫葉劑、植物生長調節劑等。根據加工劑型可分為可濕性粉劑、可溶性粉劑、乳劑、乳油、濃乳劑、乳膏、糊劑、膠體劑、熏煙劑、熏蒸劑、煙霧劑、油劑、顆粒劑、微粒劑等。按照化學結構可分為有機氯類、有機磷類、氨基甲酸酯類，這3種農藥約占全部農藥的95%。目前，食品農藥殘留主要來源于施藥直接污染，從污染環境吸收，通過食物鏈污染，食品生產銷售過程污染等。

1.2 獸藥類

獸藥類可分為抗菌素、抗寄生蟲劑、促生長劑及人工合成菌（疫）苗。目前，獸藥殘留主要成因有防疫體系不完善，惡意使用違禁藥品，不按規定使用藥物添加劑等。

1.3 非法食品添加劑

非法食品添加劑主要包括工業用甲醛、吊白塊（漂白劑）等。為進一步打擊在食品中違法添加非食用物質等行為，保障消費者健康，全國打擊違法添加非食用物質和濫用食品添加劑專項整治領導小組自2008年以來，陸續發布了5批《食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑名單》，共計150余種。

1.4 毒素、化學污染物

食品中，可能含有的毒素、化學污染物主要包括多環芳烴、二惡英、黃曲霉毒素、亞麻仁苦苷、亞硝酸鹽、重金屬等。

2 檢測食品中，有毒有害物質殘留的前處理技術

樣品的前處理是對樣品進行后續檢測前先期的預處理，用以針對性提高樣品待檢項目指標的檢測準確度，或者使樣品待檢物質達到檢測方法要求的狀態。因此，在前處理技術選擇前，應根據被測物的物理化學性質、濃度范圍及所需檢測低限、樣品基質的物理和化學形式、樣品數量等多方面因素考慮。

2.1 固相萃取（SPE）

固相萃取法是利用選擇性吸附和選擇性洗脫的原理，將液體樣品中的目標物從樣品中分離出來，排除其他化合物的干擾，從而達到分離和富集的作用。這種方法從液固萃取和柱色譜的基礎上發展演變而來，是對傳統的萃取技術和柱層析技術的改進與優化。傳統的液-液萃取技術需要消耗大量有機溶劑，且回收率較低。傳統的柱層析法步驟繁瑣，且重復性較差。通過使用（SPE）小柱處理樣品技術，能大大節約人力、物力及時間，減少有機溶劑的使用，也更加環保健康。目前，（SPE）已經成為食品分析中常規的樣品前處理技術，廣泛使用于農藥殘留、獸藥殘留、添加劑、生物毒素及其他有機污染物的分析檢驗中。

目前，（SPE）小柱處理樣品技術主要存在回收率偏低的問題，分析原因，一方面是由于樣品中的其他成分干擾了小柱對目標物的吸附作用；另一方面則是小柱的吸附能力容易飽和、過載，從而使測定結果及回收率偏低。

經過不斷發展，在現有的SPE技術上，又出現了固相微萃取（SPME）和分子印跡固相萃取（MISPE）技術。SPME技術是20世紀80年代末研發的樣品預處理方法。該技術集樣品萃取、濃縮和解吸附為一體，通過熔融石英纖維表面涂層對目標物進行吸附。目前，在食品、香料、環境等分析中被廣泛應用。但是，此技術的纖維萃取針頭壽命較短，雜質吸附在纖維上清除難度大，影響檢測結果的準確性。MISPE技術則是利用高分子合成手段制成的、有選擇吸附待測物功能的高分子材料，又稱“塑料抗體”。這種技術具有對目標物能選擇性吸附、能耐高溫高壓、耐有機溶劑和重復使用次數高等優點，主要用于農藥殘留和獸藥殘留分離，也可用于有害添加物質及真菌毒素的分離。

2.2 基質固相分散萃取（MSPDE）

1989年，Steven Barker 首次提出基質固相分散萃取技術，其原理是將樣品及吸附材料一起研磨成半干狀態的混合物，然后置入柱中壓實，通過用溶劑淋洗，把各種待測物洗脫下來，并對洗脫下來的溶劑進行收集、濃縮或進一步的凈化，再進行儀器分析。

基質固相分散萃取的優點，免于進行組織勻漿、沉淀、離心、pH調節及樣品轉移等操作步驟。但是，其自動化的程度不高，取樣較少，進行痕量的組分分析時，往往達不到檢測靈敏度要求。另外，備選的吸附劑種類有限。目前，主要應用于食品殘留農藥及獸藥中的固體、半固體、液體等多種基質檢測。

2.3 分子印跡技術（MIP）

1949年，Dickey首先提出了“分子印跡”的概念。分子印跡技術原理是在印跡分子和目標分子周圍形成高度交聯的剛性高分子，在聚合物網絡結構中，除去印跡分子和目標分子后，留下與印跡分子和目標分子空間結構、尺寸大小及結合位點互補的立體孔穴。因此，對印跡分子和目標分子有高度的選擇性能和識別性能。

MIP技術的優點在于能抗惡劣環境、選擇性高、穩定性好、制備簡單和機械強度高，可選擇識別并富集復雜樣品中的目標化合物。目前，該技術被廣泛應用于固相萃取、固相微萃取等樣品的前處理技術上。

2.4 加速溶劑萃取（ASE）

加速溶劑萃取法是指在較高的溫度（100～200℃）和較大的壓力（1000～3 000 psi）下，用有機溶劑進行萃取的自動化方法。在高溫和高壓環境下，分子間的作用力會增加。因此，不盡提高了對目標物的吸附能力，而且也加快了吸附的速度，因而比傳統萃取方法更加快捷、簡便。ASE主要應用于處理固體和半固體樣品，可以萃取水果、蔬菜、谷類、茶葉、肉類等食物中的有毒物質，萃取的目標化合物包括有農藥、獸藥、生物毒素以及添加劑等。但是，儀器成本較高，不適用于熱敏化合物。同時，對操作人員的要求也比較高。

2.5 微波輔助萃取（MAE）

微波輔助萃取是用微波加熱和樣品接觸的溶劑，把目標化合物從樣品的基體中分離出來，進入溶劑中，進行檢驗分析，是在傳統萃取工藝技術中，強化傳熱、傳質的一個過程。由于微波的作用，整體的溫度升高，壓力增大。同時，由于微波使內部均勻加熱，進一步提高了萃取效率。對比傳統萃取方法，微波輔助萃取具有高提取效率、提取物純度高、節省溶劑等優點，適宜于處理大批量的樣品。此方法在分光光度法測定、農藥殘留分析、環境分析、中藥有效成分提取及食品工業研究中，應用十分廣泛。

3 結語

近年來，食品安全問題一直是人們關注的重點，特別是食品安全事件頻發，國外諸如瘋牛病、二惡英、轉基因食品事件及國內蘇丹紅、孔雀石綠、啤酒甲醛等事件，造成的負面影響不斷升級。人們對于食品安全檢測的關注度越來越高。因此，解析食品安全檢測中所運用到的科學技術，并加以完善，不斷提高食品安全檢測的效率，進一步保證人民的食品安全，成為食品檢測從業者的職責所在。

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