電化學分析法在食品安全檢測中的應用

鄒振宇 楊皓 汪恩婷

我國社會經濟發展迅猛，隨之而來的問題也有很多，其中最受關注的便是食品安全問題。民以食為天，我國是人口大國，對食物的需求量大。因此，我國也更加重視食物質量，食品安全檢測工作者需認真負責，保證食品的安全健康。

為了保證食品安全，必須加強對食品添加劑以及化學物質殘留的檢測。基于此，本文對食品檢測技術的現狀進行分析，然后分析了電位分析法、伏安分析法、極譜分析法、電化學傳感器法4種技術在食品檢測中的應用，為電化學分析法的應用提供有效參考。

食品安全檢測技術的運用現狀分析

當前社會，人們生活富足，生活水平也在不斷提升，對健康問題也愈加關注，近年來，隨著食品需求量越來越大，我國的食品行業得到了高速發展，也引發了一系列食品安全問題，食品與人類健康息息相關，食品出現安全問題，會直接對人體造成傷害，這要求國家要高度重視食品健康問題。因此，為了提高食品質量，保證食品安全，應逐步提升檢測水平，從而為人類身體健康提供安全保障。目前最常用的檢測方法主要有：光學分析法、電化學分析法、色譜分析法等等。其中電化學分析法是測定化學電池的電學性質與被測物質濃度之間的關聯的一種儀器分析方法，按照電學參數的不同，可將電化學分析法分為電位分析法、伏安分析法、極譜分析法以及電化學傳感器法。與其他檢測方法相比，電化學分析法具有靈敏度高、測量范圍廣等諸多特點。本文以電化學法為例，闡述了其在食品檢測方面的研究和應用。

電化學分析法在食品安全檢測中的應用

電位分析法。電位分析法主要是通過測量電極電位這一方式來實現，同時在確定溶液中待測物質濃度的過程中，可以將其分成直接電位法與電位滴定法。電位滴定法在食品檢測中的應用范圍相對較大，不需要借助其他指示劑，也不受溶液渾濁程度或顏色等因素的影響。電位滴定法大多用于醬油、午餐肉以及香腸等食品中氯化鈉含量的測定，為了避免鹽橋中飽和氯化鉀溶液影響氯離子的測定結果，可將參比電極改為雙鹽橋飽和甘汞電極。由此可見，溶液滴定法具有準確度高、精密度好、便于展開實驗等優點，尤其適合有色渾濁食品中氯化鈉含量的測定。

乳制品是人體攝取蛋白質的主要來源，其營養價值的高低由蛋白質含量作為參考標準，因此，蛋白質含量的測定也備受關注。測定蛋白質含量常用凱氏定氮法，其結果準確、重現性好，但極易受三聚氰胺、尿素等非蛋白質中氮的干擾，并且操作過程復雜，還會產生二氧化硫等有害氣體。為了解決凱氏定氮法的缺陷，開始采用電位滴定法來測定乳制品中蛋白質的含量。根據氨基酸具有羧基與氨基呈酸堿兩性的特點，使其在堿性條件下與甲醛溶液進行化學反應，使氨基失去堿性，釋放出羧基，然后再用氫氧化鈉標準溶液滴定氨基酸中的羧基，以測定蛋白質含量。

伏安分析法。伏安分析法在食品安全檢測中所需的工作電極材料主要包括金、銀、鉑等金屬或玻璃碳、石墨等材料。在具體的食品安全檢測工作中，常用的伏安分析法為溶出伏安法，并且此方法在食品安全檢測中的應用范圍較廣，應用價值較為顯著。通常情況下，溶出伏安法的工作電極大多為修飾電極，有利于進一步強化對待測金屬離子的電化學響應，從而有效提升檢測結果的科學性與精準度。以方波溶出伏安法在三電極電解池中的檢測過程為例，借助方波溶出伏安法對三電極電解池中的相關物質含量進行檢測，可以明確其中的Pb與Mn的含量，這種方式被廣泛用于白酒的安全檢測中。方波溶出伏安法在檢測白酒中Pb與Mn的含量時，其工作電極主要為鍍汞膜的玻碳電極，在分析檢測結果時，需要借助標準曲線來實現定量。Pb與Mn的檢出限分別為1.0×10- 3μg·mL- 1以及2.0×10- 2μg·mL- 1。

極譜分析法。極譜分析法相關概念最早是由捷克化學家J .海洛夫斯基提出，并于1922年建立了極譜法。其原理是在電解期間，對獲得極化電極的電流—電位（或電位—時間）曲線的綜合分析，確定待測溶液中被測物質的實際濃度，屬于電化學分析方法中較為常用的一類。極譜分析法在食品安全檢測中的應用可以分為2種：控制電位極譜法和控制電流極譜法。其中控制電位極譜法還可以細分為直流極譜法、交流極譜法、單掃描極譜法、方波極譜法和脈沖極譜法等；而控制電流極譜法主要是示波極譜法。通常情況下，控制電位極譜法中的單掃描極譜法，在食品安全檢測中的應用范圍較廣。比如：食品中含有過量的鉛元素，會對人體產生毒害作用。借助控制電位極譜法中的單掃描極譜法，可以有效測定食品中鉛元素的實際含量，并且試驗結果精準度較高。除此之外，借助控制電位極譜法中的單掃描極譜法，確定糧食、茶葉、飲用水、糖類以及肉類等食品中的Pb含量，在保證食品安全方面發揮著不可忽視的作用。

電化學傳感器法。電化學傳感器法主要是由一個或多個可以產生被測組分的電信號敏感元件構成的一個傳感器裝置。在食品安全檢測過程中，根據工作方式的不同，電化學傳感器法的應用方式也會有所差異。其中，按照工作開展方式的差異化特征，可以將電化學傳感器法劃分為電位型傳感器、電流型傳感器以及電導型傳感器等。與其他電化學分析法在食品安全檢測中的應用情況相比，電化學傳感器法具有穩定性佳、功耗低、精密度高、抗干擾能力強以及重復性優等諸多優勢，在食品安全檢測領域中受到高度重視。

比如：利用分子印跡技術制備的三聚氰胺電化學傳感器，可以在牛奶產品檢測過程中確定三聚氰胺的實際含量，其檢出限可以為1.0×10- 3 mol·L- 1，具有極強的抗干擾性，被作為檢測牛奶食品中三聚氰胺的重要手段。除此之外，隨著電化學傳感器法在食品安全檢測中應用范圍的不斷擴大，基于石墨烯的電化學傳感器在食品安全檢測中的應用逐漸引起廣泛關注。比如，石墨烯無機物納米復合材料、石墨烯聚合物復合材料、石墨烯有機復合材料等電化學傳感器在食品中雙酚A、H2O和黃曲霉毒素B1等的檢測中得到廣泛應用。

現階段，食品安全衛生已成為熱點話題，加強對食品的安全檢測有助于保障人們的身體健康，這就需要借助化學試驗手段進行檢測，在提升檢測結果精確度以及靈敏度的同時，要提高檢測過程的方便與快捷性，最終實現食品隨時檢測，讓廣大人民群眾吃到放心食品。