淺析儀器分析在食品安全檢測中的應用

淺析儀器分析在食品安全檢測中的應用

隨著科學技術的發展，儀器分析的新方法不斷涌現，因其具有快速、靈敏、準確的特點，被越來越多的應用于食品安全檢測。本文主要概述儀器分析方法的分類，介紹其在食品安全檢測中的應用。

儀器分析；食品安全；檢測

在提倡綠色食品、健康食品的今天，仍然有些食品存在著較大的安全隱患。食品安全惡性事故屢次發生，加大了這一民生問題受關注的程度。食品安全關系到廣大人民群眾的身體健康和安危，關系到經濟發展和社會穩定。然而在食品安全檢測中，由于食品樣本基質復雜，檢測項目包括農藥殘留、獸藥殘留、重金屬污染等多個項目，每個項目又包括多種需檢測組分，再加之檢測組分的含量低，傳統的物理學檢測法和化學檢測法在檢測種類和準確度上都無法很好的滿足如今食品安全檢測的要求。因此，引進先進、科學的儀器分析方法，保證食品檢測結果的準確與可信，從而控制進入市場的食品質量，顯得尤為必要。

儀器分析法是以測量物質的物理性質為基礎的分析方法。由于這類方法通常需要使用較特殊的儀器，因此得名“儀器分析”[1]。儀器分析具有快速、靈敏、準確的特點。儀器分析方法的種類繁多，根據分析儀器的工作原理可基本劃分為以下幾類：電化學分析法、光學分析法、色譜分析法、質譜分析法、熱分析法等等。本文選取幾種常用方法進行討論。

1 色譜分析法

傳統的色譜法，如柱層析、紙層析、薄層層析是一種將混合物有效分離的技術，將色譜法應用于分析化學中，連接相應的檢測及數據處理系統，就是色譜分析。色譜分析根據組分在流動相和固定相中作用能力不同而達到分離，這種作用能力包括吸附能力、離子交換能力、分配溶解能力、空間排阻能力等。當兩相作相對運動時，使得各組分在兩相中反復多次受到作用力的作用而得到分離。現代儀器分析中的色譜既可以對混合物進行有效分離，又可以對分離出的混合物進行定性定量分析。因其分離效能高，檢測性能好，分析快速，靈敏度高，定量結果準確等特點，已迅速發展成為儀器分析領域應用最廣泛的一類方法。色譜分析包括氣相色譜、高效液相色譜、超臨界流體色譜、凝膠色譜、離子色譜、排阻色譜等。

氣相色譜是二十世紀五六十年代發展起來的一種高效、選擇性好、分析快速、操作簡便的分析方法。它適用于氣體試樣的分析，也適用于一些易揮發或可以轉化為易揮發狀態的液體和固體的分析。在食品安全檢測中，只要樣品能在氣相色譜儀操作許可的條件下，直接或間接氣化成氣體試樣(一般要求沸點在500℃以下，熱穩定性良好，相對分子量在400以下)，均可采用氣相色譜儀進行分析，比如食品中鹵素、硫、磷化物等農藥殘留的檢測。

高效液相色譜法是二十世紀六十年代末、七十年代初發展起來的色譜分析方法。它引用氣相色譜的理論，在傳統的液相色譜之上，使用高壓泵，克服了傳統液相色譜流動相流經色譜柱所受阻力大這一弊端，同時使用新型高效固定相和高靈敏度檢測設備，使得高效液相色譜具有高壓、高速、高效、高靈敏度的突出優勢。另外，高效液相色譜所需試樣狀態為液體，不需要像氣相色譜試樣必須氣化，所以可以分析高沸點、熱穩定性差、相對分子質量大的物質。高效液相色譜法應用于食品安全檢測領域，可檢測食品添加劑(如糖精鈉、山梨酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸甲酯等)、食品微生物及微生物代謝產物(如黃曲霉毒素等)含量[2]。

2 電化學分析法

電化學分析法是利用物質的電學及電化學性質來進行分析的一類儀器分析方法。它通常是使被測樣品的溶液構成原電池或電解池，通過測量這一化學電池的某些物理量，如電動勢、電流、電導、電量等等，建立這些物理量與待測樣品化學量的關系，從而進行測定。常用的電化學分析法包括：電導分析法、伏安分析法、庫倫分析法等。電化學分析法的靈敏度和準確度都很高，且因其測得的是電信號，易實現連續測定和自動化。電位滴定法、溶出伏安法、電化學傳感器法和極譜法等方法在食品中重金屬離子、添加劑以及農藥殘留檢測方面都有著重要的應用[3]。

3 光學分析法

光學分析法是一類重要的儀器分析方法。它的原理是根據物質發射、吸收電磁輻射以及物質與電磁輻射的相互作用進行定性和定量分析。主要分為光譜分析和非光譜分析兩大類。其中，前者需要測量輻射的波長及強度，而后者則是利用電磁輻射與物質的相互作用進行分析，如折射、反射、色散、散射、干涉、衍射、偏振等。光學分析法下屬的分析種類很多，如原子發射光譜、原子吸收光譜、紫外及可見吸收光譜、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜、分子熒光與磷光光譜、X射線衍射等都屬于光學分析法的范疇。

原子吸收光譜是通過檢測試樣所產生的蒸汽對特征譜線的吸收作用來進行定量分析的方法。其具體過程為：使用待測元素燈發出特征譜線的光，當這些光通過試樣的原子蒸汽時，部分光將被試樣中待測元素的基態原子吸收，使得部分譜線強度減弱，通過比較特征譜線光減弱程度，即可得出試樣中待測元素的含量。該方法常用于檢測食品試樣中鉛、鈉、銅、鋁、硒等元素的含量。

紫外可見吸收光譜主要分析食品物質樣本波長為200～780 nm的電磁輻射，其光譜是由于分子之中價電子躍遷到反鍵軌道吸收能量而產生的，因此譜帶的呈現取決于分子中價電子的情況。該方法常用于測量食品中重金屬、農藥殘留、甜蜜素、硝酸鹽、防腐劑、香蘭素等物質的含量[4]。

4 結語

以上簡要介紹了幾種食品安全檢測中儀器分析方法的原理、特點、應用等，隨著科學技術發展日新月異，越來越多的新技術涌現出來，如生物芯片檢測技術、高效毛細管電泳、電感耦合等離子體質譜技術、同位素質譜技術等在食品安全檢測方面也有重要的應用。未來，食品安全檢測要求的不斷提高會催生出更多新的儀器分析方法，同時也迫使現有方法不斷改進以適應新局面。另外，儀器分析技術的更新換代，也會促使食品安全檢測技術不斷升級。相信未來儀器分析會更加準確、靈敏、快速、微量，不斷向著自動化、智能化邁進，必將在食品安全檢測中發揮著不可替代的作用。

[1]朱明華，胡坪.儀器分析第四版 [M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]樊惠民，余實，譚遠方.液相色譜在食品檢測方面的應用 [J].食品安全質量檢測學報，2011，02(3)：174～177.

[3]趙東江，馬松艷.電化學分析法在食品安全檢測中的應用 [J].綏化學院學報，2016(2)：141～144.

[4]馮東，李雪梅，王丙蓮.紫外-可見分光光度法在食品檢測及食品安全分析中的應用 [J].食品工業，2013(6)：190～192.

053000 河北省衡水學院生命科學系 王婷婷