儀器分析法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用探究

韋仁礦

（百色市檢驗(yàn)檢測(cè)中心，廣西百色 533000）

近年來，我國(guó)食品領(lǐng)域常被曝出大大小小的食品安全和衛(wèi)生問題，從最早的三鹿奶粉、地溝油、瘦肉精，到現(xiàn)在的外賣黑作坊、老壇酸菜等事件，都產(chǎn)生了不同程度的負(fù)面影響。食品安全影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，為了最大程度減少此類事件的發(fā)生，我國(guó)也在大力整治食品行業(yè)，保障人們的身體健康和生命安全。要對(duì)食品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)監(jiān)督，利用儀器分析方法加強(qiáng)對(duì)食品成分的分析，判斷食品是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 食品安全檢測(cè)的必要性

食品檢測(cè)涉及的樣本、種類繁多，檢測(cè)工作也十分煩瑣。常見的檢測(cè)對(duì)象是日常生活中常見的各種蔬菜、水果、肉、蛋、奶、糖果和糕點(diǎn)等，復(fù)雜繁多的食品種類和差異化的成分給食品檢測(cè)帶來巨大的挑戰(zhàn)[1]。食品安全檢測(cè)的必要性包括以下兩方面。

（1）確保食品中不含有危害人體健康的物質(zhì)。我國(guó)曝出的“鎘大米”事件中，大米中重金屬元素鎘含量超標(biāo)，鎘進(jìn)入人體后會(huì)產(chǎn)生毒性，嚴(yán)重危害人體健康；使用發(fā)霉變質(zhì)的花生榨油會(huì)導(dǎo)致花生油中的黃曲霉毒素超標(biāo)，長(zhǎng)期食用黃曲霉素超標(biāo)的花生油，會(huì)極大提升癌癥誘發(fā)率；奶粉中“三聚氰胺”會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生巨大危害[2]。因此，進(jìn)行食品檢測(cè)對(duì)于確保食品安全具有重要意義。

（2）檢測(cè)食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。食品是人們獲取營(yíng)養(yǎng)的主要方式，對(duì)于市場(chǎng)上流通的各種食材，必須明確其中的營(yíng)養(yǎng)成分物質(zhì)，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和維生素含量等[3]。明確這些指標(biāo)后，人們可根據(jù)自己的需要購(gòu)買食物。

2 儀器分析法的類型與檢測(cè)優(yōu)勢(shì)

2.1 儀器分析法使用的儀器類型

儀器分析法主要是利用各類專業(yè)儀器進(jìn)行檢測(cè)。①制備樣本的儀器。對(duì)采集的樣品進(jìn)行粉碎、取樣，如絞肉機(jī)、粉碎機(jī)、磨粉機(jī)等。②樣品預(yù)處理設(shè)備。消除樣品中的干擾因素，提取被測(cè)組分，如微波消解儀、固相萃取儀、快速溶劑萃取儀等。③數(shù)據(jù)檢測(cè)儀器。用于檢測(cè)樣品，從而得到樣品的各項(xiàng)指標(biāo)信息，如菌落計(jì)數(shù)器、酶標(biāo)儀、黃曲霉素測(cè)定儀等，這是食品檢測(cè)過程中較為重要的一部分，會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2.2 儀器分析法的優(yōu)勢(shì)

利用儀器替代人工進(jìn)行食品檢驗(yàn)，其優(yōu)點(diǎn)主要在于以下兩方面。①成本費(fèi)用低。雖然在前期采購(gòu)專業(yè)檢測(cè)設(shè)備時(shí)，采購(gòu)費(fèi)用較高，但儀器投入使用后，只要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，設(shè)備的使用周期會(huì)極大延長(zhǎng)，所以單次的費(fèi)用增長(zhǎng)并不顯著，總體費(fèi)用也會(huì)降低。②儀器精度高，分析速度快。只要程序無誤，儀器的元件設(shè)備正常未產(chǎn)生損壞，設(shè)備可以提供更精確的分析數(shù)據(jù)。

3 儀器分析法在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 光譜分析法

光譜分析法是在食品安全檢測(cè)中使用較為普遍且精確度較高的方法。其主要是通過對(duì)食品物質(zhì)在不同的光照射下呈現(xiàn)出的光譜反應(yīng)進(jìn)行分析比對(duì)，利用其中呈現(xiàn)出的差異對(duì)食品樣本進(jìn)行檢測(cè)分析。光譜分析法可對(duì)食品中的不同物質(zhì)進(jìn)行高效化的定量檢測(cè)分析，包括亞硝酸和碳酸鹽等類型的物質(zhì)。在檢測(cè)分析的過程中，利用呈現(xiàn)出的紫外線譜就可以對(duì)食品中的金屬物質(zhì)，尤其是重金屬元素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，而利用紅外光譜則可以清晰反映出食品物質(zhì)的鮮活程度、營(yíng)養(yǎng)成分等，是檢測(cè)食品是否過期的檢測(cè)方法。

使用光譜分析法對(duì)食品進(jìn)檢測(cè)，一般對(duì)樣本的純凈度要求不高，可以對(duì)成分較為復(fù)雜的樣本物質(zhì)進(jìn)行高效率檢測(cè)，但為了保證檢測(cè)結(jié)果的精確，一般還需要進(jìn)行多種樣本之間的比對(duì)。在常溫下，物體是電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)的基態(tài)，在受到不同的電磁波照射時(shí)，物體會(huì)吸收一定的電磁波，從基態(tài)進(jìn)入到活力激發(fā)狀態(tài)，在此過程中，食品材料會(huì)沿著不同的方向，以相同或更低的頻率發(fā)射自身的能量，從而保證檢測(cè)工作的順利進(jìn)行。光譜法包括紫外可見吸收光、熒光、紅外和等離子發(fā)射光譜法等幾種方法[4]。在食品檢驗(yàn)中，利用光譜技術(shù)可以得到高靈敏度、高精度和廣泛的適用性，可對(duì)某些金屬、非金屬元素和它們的化合物進(jìn)行合理的測(cè)定，并且可以對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行定量和定性分析。

3.2 色譜分析法

色譜分析法是一類分離和鑒定化學(xué)物質(zhì)的方法，其原理是依據(jù)化學(xué)物質(zhì)在兩種介質(zhì)中的不同分配系數(shù)（或其他的不同行為，如吸附、滲透等）進(jìn)行檢測(cè)，主要包括液相色譜法和氣相色譜法。氣相色譜檢測(cè)法是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性或吸附性的差異實(shí)現(xiàn)混合物的分離，檢測(cè)器產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)與被測(cè)組分的含量成正比，因此可根據(jù)響應(yīng)信號(hào)的大小計(jì)算出被測(cè)組分的含量[5]。液相色譜法是用液體作為流動(dòng)相的色譜法，檢測(cè)過程中攜帶待測(cè)組分移動(dòng)，常見的流動(dòng)相有乙腈-水溶液、乙腈-醋酸水溶液、甲醇-水溶液等。

氣相色譜法具有分離能力好，靈敏度高，分析速度快，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但由于受到技術(shù)條件的限制，無法對(duì)沸點(diǎn)過高或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)500 ℃以下不易揮發(fā)或受熱易分解的物質(zhì)可采用衍生化法或裂解法處理。液相色譜法只要求試樣能制成溶液，無需進(jìn)行氣化處理，因此不受試樣揮發(fā)性的限制，對(duì)于高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子量大的有機(jī)物，原則上都可使用高效液相色譜法進(jìn)行分離、分析。實(shí)際工作中針對(duì)已知化合物，可用氣相色譜分析的約占20%，而能用液相色譜分析的占70%～80%。

液相色譜法可應(yīng)用于飲品檢測(cè)中，如目前市面上多種多樣的飲料、乳制品，可快速檢測(cè)出其中的糖、蛋白質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分含量；也可以用于檢測(cè)蔬菜、水果中的營(yíng)養(yǎng)成分、食品添加劑含量等。氣相色譜法可應(yīng)用于食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)，由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植大量使用農(nóng)藥、化學(xué)肥料，導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)有機(jī)磷、硫、氮等化學(xué)成分殘留，利用氣相色譜法可以快速檢測(cè)出殘留成分；還可用于檢測(cè)多環(huán)芳烴、丙烯酰胺含量，食品加工中多環(huán)芳烴污染最為嚴(yán)重的食品為煙熏、燒烤類，氣相色譜技術(shù)可對(duì)20多種多環(huán)芳烴進(jìn)行快速檢測(cè)。通過氣相色譜技術(shù)對(duì)煙熏食品多環(huán)芳烴污染程度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)提升食品質(zhì)量與安全控制具有重要意義。

3.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法作為一種重要的研究手段，在食品的生產(chǎn)和檢驗(yàn)中得到了廣泛的應(yīng)用。具體來說，電化學(xué)分析法主要包括電勢(shì)分析法、電導(dǎo)分析法、伏安法等，并且在對(duì)食品進(jìn)行具體檢測(cè)的過程中，該方法使用較為方便、檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單、分析速度快、檢測(cè)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度，但其在使用過程中也存在一定弊端。由于試驗(yàn)條件的不同，試驗(yàn)結(jié)果可能存在一定的誤差，很多生產(chǎn)出來的離子電極并未得到很好的使用。但相對(duì)的，極譜分析技術(shù)發(fā)展比較成熟，如極譜法中常用的陽極溶解法、極譜催化波等，極大地提高了極譜的探測(cè)精度。

采用單掃描極譜儀對(duì)食品、水樣中的氰化物含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該方法具有較好的靈敏度。此外，電位溶解法也是一種很好的分析方法，一般適合對(duì)食品中的微量元素以及混合金屬元素進(jìn)行測(cè)定分析，它可以很好地檢測(cè)出醬油、醋等樣品中的砷含量。雖然該方法使用條件較為簡(jiǎn)單，但其總體的應(yīng)用范圍仍相對(duì)局限，不適合對(duì)一些成分比較復(fù)雜的食品進(jìn)行精確的測(cè)量分析，否則需提前對(duì)樣本進(jìn)行處理，增加了人工成本和時(shí)間成本。

4 提升檢測(cè)儀器分析效率的措施

4.1 依照檢測(cè)物質(zhì)樣本和環(huán)境選擇合適的技術(shù)

各種儀器和分析方法都存在一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在進(jìn)行檢測(cè)前，需要確定被測(cè)物質(zhì)的種類和特點(diǎn)，根據(jù)被測(cè)對(duì)象和類型選擇最適合的技術(shù)。例如，對(duì)食物原材料和簡(jiǎn)單加工過的食物進(jìn)行重金屬元素的分析檢驗(yàn)，可以使用電解法，該方法檢測(cè)速度快、成本低；對(duì)于復(fù)雜的食品，如糕點(diǎn)，可使用光譜分析和層析等方法進(jìn)行定性、定量分析。在使用專業(yè)儀器分析時(shí)，需要有專業(yè)的測(cè)試人員，最好是有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和較高技術(shù)水平的人員。因?yàn)椴煌膬x器和方法在參數(shù)和要求上有很大的差別，要想獲得滿意的測(cè)試效果，必須要有相應(yīng)的技術(shù)和專業(yè)知識(shí)。

4.2 嚴(yán)格遵循規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，合理制作樣本

不同的檢測(cè)方法和儀器的檢測(cè)程序和操作要點(diǎn)不同，必須嚴(yán)格遵守檢測(cè)規(guī)程，以獲得精確的檢測(cè)效果。例如，在使用電解技術(shù)檢測(cè)樣本時(shí)，應(yīng)除去樣本中無需檢驗(yàn)的物質(zhì)，以免對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。光譜檢測(cè)技術(shù)對(duì)樣本質(zhì)量的要求較高，進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)嚴(yán)格樣本制作，確保樣本質(zhì)量。儀器分析過程更多地遵循相對(duì)分析，其驗(yàn)證方法及分析測(cè)定都要對(duì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇及應(yīng)用，在日常的檢測(cè)過程中必須依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，并定期對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行比較、分析。在選擇和使用標(biāo)準(zhǔn)物時(shí)需要注意：①禁止使用無證標(biāo)準(zhǔn)物；②全面了解標(biāo)準(zhǔn)物的使用要求，如標(biāo)準(zhǔn)值所對(duì)應(yīng)的溫度、取樣量等；③禁止采用過期的標(biāo)準(zhǔn)物，確保選取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的良好，從而保障檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性。

樣本選擇的正確與否直接關(guān)系到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在選取樣本時(shí)，應(yīng)盡可能選用潔凈度高的樣本，以保證其未受到任何形式的污染，并保留其原有的狀態(tài)。在檢驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)人員須按照樣本處理的要求，嚴(yán)格控制樣本狀態(tài)，減少因檢驗(yàn)人員的技術(shù)水平不足導(dǎo)致的測(cè)試精度不高的問題。此外，當(dāng)樣本出現(xiàn)污染問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)替換受污染樣本，并對(duì)受污染樣本影響的資料進(jìn)行重新審驗(yàn)。如果檢驗(yàn)與首次檢驗(yàn)的結(jié)果有很大差異，則應(yīng)采用其他檢驗(yàn)方法進(jìn)行重新確認(rèn)。要根據(jù)已有的理論和積累的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，采取適當(dāng)?shù)拇胧鐚⑺褂玫膬x器調(diào)到合適的工作條件、添加基質(zhì)改良劑、調(diào)節(jié)測(cè)試模式和做好基質(zhì)匹配等，避免不同因素干擾測(cè)試結(jié)果。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段的食品安全管理還需進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)要加強(qiáng)食品安全檢測(cè)力度。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，制定更嚴(yán)格、規(guī)范的食品安全政策，以減少頻發(fā)的食品衛(wèi)生問題，保證食品安全檢測(cè)能與時(shí)代同步發(fā)展，保證檢測(cè)到的問題能得到及時(shí)解決，并提供高質(zhì)量、高效率的技術(shù)支持。未來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，食品檢驗(yàn)技術(shù)也會(huì)變得更便捷快速。在食品科學(xué)與分析技術(shù)的發(fā)展下，將會(huì)有越來越多的新技術(shù)和新內(nèi)容在食品安全檢驗(yàn)中發(fā)揮作用，為人們的生命健康提供堅(jiān)實(shí)保障。