食品安全檢測中化學檢測技術的應用

馮彥勇 陳雪梅 匡鳳軍 匡鳳姣 郭晉安

1.湖南口味王集團有限責任公司； 2.湖南中益食品化工檢測院

引言：隨著社會的不斷發展，食品技術的不斷進步，人們對食品安全的要求也越來越高。現有的食品安全檢測采用傳統的國家標準檢驗，而國家標準檢驗需在有資質的實驗室進行，需運用儀器設備和技術手段，由專業技術人員經較長時間的實驗才能得出結論，很難及時、快速地滿足生產基地、批發市場、進出口岸的檢查需求。因此，發展快速、方便、準確及靈敏的食品安全分析檢測技術具有重要意義。為了充分保障食品安全，必須在食品安全檢測方面應用相關技術，加強設備管理，在源頭避免食品安全問題。由于化學檢測技術的應用非常簡便，所得到的檢測結果也具有很高的準確性，因此在食品安全問題的檢測當中，應用化學檢測技術是必要的選擇。

一、食品檢測概述及應用化學檢測技術的必要性

（一）食品檢測概述

食品檢測主要是利用化學技術和相關的化學試劑來對食品進行相關的檢測，從而查明食品中是否存在對人體有危害的化學添加劑。這種分析檢測手段具有非常多的應用，越來越多的不同種類的化學技術都被用于檢測食品的安全性，化學檢測技術對食品安全問題來講具有非常重要的作用。由于我國人口較多，對食品的需求量較大，因此我國非常注重食品安全，也非常注重食品的質量。由于社會的多元化發展，在多變的市場環境當中，對于食品的要求和質量非常復雜，在這種多變和復雜的情況之下，很難保證每一項食品都符合相關規定。因此應注重食品安全問題，加強對食品安全問題的監管，通過化學檢測技術保障食品安全，從而嚴格控制在食品添加劑的應用。由于不合格的食品添加劑會破壞消費者的健康，會造成不良的影響，甚至會造成嚴重的食品安全事故，給民眾和社會帶來極大的危害。因此應用相關的化學分析技術檢測食品的安全性具有非常重要的意義。

（二）食品安全檢測中應用化學檢測技術的必要性

由于我國的加工工藝標準沒有統一，導致了在實際的生產過程中會發生一系列的問題，部分餐飲單位沒有嚴格按照國家規定進行管理，導致存在一定的安全隱患，因此對食品安全進行安全檢測具有非常重要的作用。在食品安全檢測當中，化學檢測技術是目前來講應用最多的一種食品檢測技術，在食品儲存和流通的過程當中，受到相關條件的限制，往往會導致食品出現一定的安全問題，近幾年來我國在食品安全和化學添加劑方面所出現的問題已經影響到了人們的日常生活和心理健康，因此必須明確在食品所存在的問題。化學檢測技術是通過化學反應或化學現象來獲取或驗證食物中是否存在某種物質及其具體含量的一項檢測技術。隨著我國科學技術的不斷發展，對食品的定性和定量檢測要求更高。將化學檢測技術應用到食品安全檢測中，可以保證食品的安全，從根源上解決食品安全問題。面對越來越多的新型食品的，更需要開發更多的化學檢測技術來對不同的食品進行檢測，從而確保國家食品安全。

二、食品安全問題的主要原因

（一）農藥殘留引起食品安全

我國是一個農業大國，地域遼闊，農產品豐富，農業物種植過程中為了有效預防病蟲害，并加快農作物的生長，農業生產活動中難免會使用一些農藥和化肥。盡管使用農藥和化肥可以在一定程度上讓農作物免受病蟲害的侵害和促進作物的成熟，但是，過度使用農藥會導致農產品過多的農藥化合物殘留。當人們食用這些含有農藥殘留的物質后，就會引起食品安全問題。近年來，我國大力發展綠色農業技術，化學殘留物有所減少，但是，農藥殘留依然不容忽視。

（二）添加劑過量引起食品安全

在食品加工行業，合理的使用食品添加劑可以在一定程度上滿足人們對于食品品質的需求，且不會對人體造成影響。但是，當前很多不法商家不顧消費者的身體健康，在食品的加工過程中超量使用添加劑。部分食品添加劑會對人體健康造成不可估量的影響，以“三聚氰胺”事件為代表的奶粉就引起過嚴重的食品安全事件，極大的影響到了社會的和諧穩定。

（三）微生物污染引起食品安全

微生物污染主要是指在因有害微生物侵入食物而產生的污染。在食品的加工、銷售等過程中，微生物污染會導致食用者出現嘔吐等中毒癥狀，甚至會危及生命健康。為此，在食品的加工、生產、銷售等過程中一定要采取有效的措施，防范以上問題的發生，從源頭上加大微生物污染防治力度。

三、食品安全檢測中化學檢測技術的應用

（一）光譜檢測技術

1.等離子發射光譜法

等離子發射光譜法通常應用到定量元素的檢測中，在多元素和單元素檢測分析中發揮著十分重要的作用。發射光源產生的能量作用于樣品，樣品中的一些電子會改變原來的軌跡，再次回到軌道中會釋放特定波長的能量。通過分析檢測發射波長，便能得知食品中含有哪些元素。該技術一般會應用在營養保健品的安全檢測、食品污染物成分等中，是一種比較常見的食品安全檢測技術。

2.近紅外光譜技術

近紅外光譜技術具有制樣簡單、非破壞性、可實現快速無損和綠色環保遠程分析檢測等優勢，在食品質量監控領域中發揮越來越重要的作用。Wang等以蒙牛、伊利、萬達山奶粉為檢測樣本通過添加試驗模擬實際摻假樣品，利用近紅外光譜分析檢測奶粉中摻假淀粉的情況。然而，由于物質通常在近紅外區的吸收系數小，因此不適用一些痕量物質的分析。未來近紅外光譜技術仍需不斷完善才能發揮更大作用，如將其與化學計量法相結合，提高光譜圖分析與試驗結果的可重復性；此外，紅外光譜檢測儀也需要由大型研究級向小型便攜式轉換，同時建立更加全面廣泛的全球性數據庫，進一步促進該技術的應用和發展。

3.拉曼光譜技術

拉曼光譜技術是基于拉曼散射效應進行分子結構研究的一種分析方法。李永玉等采用拉曼光譜技術快速靈敏的檢測了蘋果表面殘留的敵百蟲。但普通拉曼光譜技術在痕量分析中存在一定的缺陷，這是由于存在拉曼散射信號弱的問題。近年來，納米技術的快速發展促進了拉曼光譜檢測技術的進步，通過一定尺寸的納米顆粒作為表面增強拉曼的基底可以使拉曼散射信號得到極大增強，即表面增強拉曼光譜法。Pan等采用表面增強拉曼光譜技術實現了蔬菜油中特丁基對苯二酚的檢測，解決了傳統拉曼光譜信號較低、效應弱的缺點，能夠較高提升檢測靈敏度。目前該技術在食品領域發展迅速。但在實際應用中，也存在一些尚未解決的問題，如拉曼光譜相對較弱，容易受到熒光干擾等的問題。因此，該技術與其他分離技術整合，消除食品基質以及熒光效應的干擾，是未來發展的重點方向之一。

（二）色譜檢測技術

1.氣相色譜技術

氣相色譜法適用于易揮發而不發生分解的化合物的分離。趙文亞和張瑩等分別采用氣相色譜法檢測水產品中氯霉素和茶葉中有機磷農藥的殘留，分析快速高效準確。但由于該方法只適合分析揮發性和半揮發性組分，對高沸點有機物的分析相當困難，因而限制了其在食品安全檢測領域的廣泛應用。衍生化反應則是解決該問題的有效策略之一，常用的衍生化方法主要包括醚化反應、?；磻⒐柰榛磻?、酯化反應、鹵化反應和酯化反應，通過衍生化能夠降低有機物的極性，增強其揮發性，改善色譜峰形，增大相鄰峰的分離度，提高其在特定檢測器上的靈敏度。綜上所述，衍生化氣相色譜法未來的發展方向主要包括：開發新型衍生試劑以獲得最佳的衍生效果；簡化提取步驟，開發液體原位衍生技術；優化衍生程序，縮短衍生時間；研究衍生產物穩定技術，適合批處理分析。

2.高效液相色譜和超高效液相色譜技術

高效液相色譜法采用高壓泵和高效固定相，改善了氣相色譜法在測定沸點高、熱穩定性差有機物方面的不足。Mengelers和孫鵬等分別用高效液相色譜法實現了食品中3種磺胺類獸藥和2種喹諾酮類獸藥殘留的分析檢測，方法表現出分離效率高、靈敏度好、應用范圍廣等優點。超高效液相色譜是高效液相色譜的衍生，其基本原理是隨著柱填料粒徑減小，效率和分辨率增加。超高效液相色譜相較于高效液相色譜，其固定相色譜填料更加精細，采用耐高壓的超高壓輸液泵，采用壓力輔助自動進樣系統等。此外，超高效液相色譜的應用還大大降低了分析時間和溶劑消耗。

3.薄層色譜技術

薄層色譜法是一種利用吸附劑對不同組分吸附能力不同從而使各成分分離的色譜分離方法。樊瑋、楊勇和Gaugain等分別采用薄層色譜法實現了食品樣品中菊酯類農藥、喹諾酮類獸藥以及硝基咪唑的大量篩選。然而，薄層色譜法因其在定性定量及重現性上的局限性，限制了其在食品安全分析領域的發展。

（三）生物檢測技術

1.免疫技術

利用免疫方法檢測食品中蛋白質的含量。這一類技術在有毒物質檢測中的應用比較廣泛。在食物制作和儲存過程中，如果沒有嚴格的按照收入儲存和制作條件進行操作，便很有可能滋生真菌、細菌等微生物，這些物質對人的身體健康造成了較大的影響，而免疫技術主要是借助抗體與抗原可特異性結合的原理進行檢測，可用于檢測食物中是否含有有毒物質以及有毒物質的主要成分。

2.PCR技術

PCR技術是一種放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術，在食品安全鑒偽方面有很重要的應用。Agustí和Rajkhowa等分別建立了食品樣品中單增李斯特菌和豬巴斯德菌毒力相關基因新型多重PCR檢測方法，操作簡便快速，檢測限能夠達到檢測需求，且表現出樣品用量少、特異性好、靈敏度高的優點。但該技術操作復雜，對操作人員素質要求較高且投入成本較大，需要配備昂貴的配套檢測儀器和專業的操作人員。

3.DNA探針技術

DNA探針檢測過程其實是分子雜交過程，用同位素標記DNA探針，探針按照堿基互補配對原則進行配對形成雙鏈DNA。通過檢測帶有標記的同位素，進行分子的分析工作，明確食品成分。

4.生物傳感器法

生物傳感器是一種能將生物物質濃度轉換為電信號進行檢測的分析儀器.根據生物識別元件的不同，生物傳感器可分為酶傳感器、細胞傳感器、組織傳感器、免疫傳感器等。由于生物傳感器具有靈敏度高，響應速度快，可以實現實時在線檢測等優點；缺點是重現性不好。目前生物傳感器在食品領域的應用主要是農藥殘留檢測、獸藥殘留檢測、真菌毒素檢測、微生物及病毒檢測和其他污染物和添加物檢測。

（四）分子印跡技術

分子印跡技術基本原理是模版分子與功能單體兩者間通過共價鍵或非共價鍵作用形成具有特殊空間結構的復合物，通過加入交聯劑和致空劑使復合物轉化成穩定的聚合物，親和位點被記憶下來，隨后加入洗脫劑去除模版分子，暴露出相匹配的空穴，從而制備出具有特異性識別功能的印跡材料。Mattsson等報道利用分子印跡聚合物競爭性熒光偽免疫分析法實現了魚基質中的生物胺的檢測。Kumar等人以毒死蜱為模板分子，成功開發出毒死蜱磁性分子印跡材料（MMIP），能夠快速簡單地從蜜蜂和茄子樣本中提取毒死蜱。制備的毒死蜱MMIP具有吸附容量高，吸附平衡快，易于分離，特異性去除蜂蜜和茄子中毒死蜱的特點。近年來，基于功能性納米粒子的分子印跡技術不斷發展，包括基于磁性納米顆粒、量子點熒光納米粒子分子印跡技術等。Anis等人以PEG-Mn與ZnS混合的量子點為載體制備黃曲霉毒素分子印跡聚合物，通過熒光光譜儀進行對非乳制品飲料樣品中的黃曲霉毒素進行熒光測量，制備的MIP-QDs復合物對AFs（AFB1，AFB2，AFG1和AFG2）具有高親和力和選擇性檢出限和定量分別為0.016mg/L和0.053mg/L，分析回收率為99%±4%至107%±5%。

結束語：綜上所述，在食品安全檢測測中對化學技術的應用是十分廣泛的，其大大簡化了食品安全檢測工作，提高了檢測工作的準確率，在以后的工作中也應該不斷豐富化學技術的應用形式，為食品安全檢測工作提供更多的依據。