現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測中的應用

田慧勇 李曉娜 楊宇燕 邱忠英

近年來，隨著人們對食品安全的重視和對食品添加劑的廣泛應用，食品添加劑的檢測問題變得越來越突出。在過去的食品檢測中，傳統(tǒng)的分析方法存在著檢測時間長、檢測準確度不高等問題，已經(jīng)不能滿足食品檢測的需求。而現(xiàn)代分析技術(shù)的不斷發(fā)展，為食品添加劑檢測提供了一種更加準確、高效的解決方案。本文將探討現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測中的應用，并以液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、紅外光譜技術(shù)和原子吸收光譜技術(shù)等，分析這些技術(shù)在食品添加劑檢測中的優(yōu)點和應用情況。通過對現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測中的應用研究，將有助于保障食品安全和提高食品質(zhì)量，為人們的健康保駕護航。

1.食品添加劑概述

1.1食品添加劑的定義

食品添加劑是指用于改變食品品質(zhì)、增強保質(zhì)期、提高色香味、改善食品口感或為食品提供營養(yǎng)素、增加食品營養(yǎng)價值等目的而向食品中添加的化學物質(zhì)。食品添加劑可以幫助生產(chǎn)商提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少損失并增加利潤，同時為消費者提供更多種類、更好味道、更長保質(zhì)期的產(chǎn)品，見圖1。

1.2食品添加劑的種類和用途

食品添加劑種類繁多，按照功能可分為色素、增味劑、甜味劑、酸味劑、防腐劑、抗氧化劑、膨松劑、穩(wěn)定劑等。以下是幾種常見的食品添加劑及其用途。防腐劑：主要用于防止食品變質(zhì)和腐敗，如亞硝酸鹽、山梨酸等。色素：用于改善食品的顏色和色澤，如胡蘿卜素、紅曲色素等。增味劑：用于增加食品的口感和風味，如味精、雞精等。抗氧化劑：主要用于防止食品中的脂肪和蛋白質(zhì)氧化變質(zhì)，如維生素E、維生素C等。膨松劑：用于增加食品的體積和松軟度，如小蘇打、泡打粉等。穩(wěn)定劑：主要用于保持食品的穩(wěn)定性和形態(tài)，如明膠、羧甲基纖維素等。

1.3食品添加劑的安全性評價

食品添加劑是一種被廣泛使用的食品配料，為保障消費者的健康，必須對其安全性進行評價。食品添加劑的安全性評價通常包括以下幾個方面。毒理學評價：主要評價食品添加劑對人體的毒性和劑量反應關(guān)系。致敏性評價：評價食品添加劑是否存在致敏作用。慢性毒性評價：評價長期攝入食品添加劑是否會引起慢性病變。遺傳毒性評價：評價食品添加劑對遺傳物質(zhì)的影響和生殖健康的影響。對特定人群的影響評價：對嬰幼兒、孕婦、老年人等特定人群食用食品添加劑的安全性進行評價。合法性評價：評價食品添加劑是否符合國家法律法規(guī)的規(guī)定，是否經(jīng)過了相關(guān)部門的審批和檢驗。目前，食品添加劑的安全性評價主要由國家食品藥品監(jiān)督管理局和相關(guān)科研機構(gòu)進行。食品添加劑必須通過嚴格的安全性評價和審批程序后才能用于食品生產(chǎn)。另外，在食品生產(chǎn)過程中，也必須按照國家標準使用適量的食品添加劑，避免添加劑超標或不當使用引發(fā)安全問題。

2.現(xiàn)代分析技術(shù)概述

現(xiàn)代分析技術(shù)是指在化學、物理、生物等領(lǐng)域中，以高精度、高靈敏度、高速度為特點的分析方法和技術(shù)。現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展，為食品安全檢測提供了更加精準、高效、快速的手段。常見的現(xiàn)代分析技術(shù)包括質(zhì)譜分析、色譜分析、光譜分析、電化學分析、分子生物學等。

2.1常見的現(xiàn)代分析技術(shù)

質(zhì)譜分析：質(zhì)譜分析是一種基于物質(zhì)分子的質(zhì)量與電荷比的分析方法，可以通過分析分子的質(zhì)譜圖，確定分子的結(jié)構(gòu)和組成。質(zhì)譜分析廣泛應用于食品添加劑的檢測中，如氨基酸、糖類、維生素等。色譜分析：色譜分析是利用不同物質(zhì)在固定相和移動相之間的差異，將物質(zhì)進行分離和純化的方法。常見的色譜分析技術(shù)包括氣相色譜（GC）和液相色譜（HPLC）。在食品檢測中，常用的色譜技術(shù)包括高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）、毛細管電泳（CE）等。光譜分析：光譜分析是通過物質(zhì)對光的吸收、散射或發(fā)射等特性進行分析的方法，包括紅外光譜、紫外-可見光譜、熒光光譜、拉曼光譜等。光譜分析技術(shù)在食品添加劑檢測中的應用較廣泛，如熒光分析和紅外光譜分析等。電化學分析：電化學分析是利用電化學原理和方法對物質(zhì)進行分析的方法，包括電位滴定、電化學分析等。電化學分析在食品添加劑的檢測中也有一定的應用，如電化學檢測脫氧核糖核酸（DNA）和蛋白質(zhì)等。分子生物學：分子生物學是研究生物大分子（如核酸和蛋白質(zhì)）結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)控及其在生命活動中的作用的學科。分子生物學的技術(shù)在食品安全檢測中也有一定的應用，如聚合酶鏈式反應（PCR）技術(shù)用于檢測食品中的微生物污染等。

2.2現(xiàn)代分析技術(shù)的優(yōu)勢和特點

現(xiàn)代分析技術(shù)相較于傳統(tǒng)分析技術(shù)，具有以下優(yōu)勢和特點。高靈敏度：現(xiàn)代分析技術(shù)可以檢測到非常微小的化學物質(zhì)和生物分子，常常能夠達到 ppb（億分之一）或更低的檢測限。高精度：現(xiàn)代分析技術(shù)的精度非常高，可以提供非常精確的分析結(jié)果。高速度：現(xiàn)代分析技術(shù)的分析速度非常快，可以在短時間內(nèi)分析出大量樣品。多參數(shù)分析：現(xiàn)代分析技術(shù)可以同時檢測多種成分，從而提高檢測效率和準確性。非破壞性：現(xiàn)代分析技術(shù)通常是非破壞性的，不會破壞樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以用于分析和檢測敏感的樣品。

2.3現(xiàn)代分析技術(shù)在食品檢測中的應用

現(xiàn)代分析技術(shù)在食品檢測中具有非常廣泛的應用，其中包括食品添加劑檢測、食品質(zhì)量檢測、食品污染檢測、食品真?zhèn)舞b別等。食品添加劑檢測：現(xiàn)代分析技術(shù)可以對食品中的添加劑進行快速、準確的檢測，如高效液相色譜（HPLC）技術(shù)可以檢測出食品中的染料、甜味劑、抗氧化劑等。食品質(zhì)量檢測：現(xiàn)代分析技術(shù)可以對食品中的質(zhì)量指標進行檢測，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素等成分的含量和組成，可以通過色譜、質(zhì)譜、光譜等技術(shù)進行分析。食品污染檢測：現(xiàn)代分析技術(shù)可以檢測食品中的各種污染物，如重金屬、農(nóng)藥、細菌、病毒等，如PCR技術(shù)可以檢測出食品中的微生物污染。食品真?zhèn)舞b別：現(xiàn)代分析技術(shù)可以對食品真?zhèn)芜M行快速鑒別，如利用色譜技術(shù)鑒別出食品中的偽劣藥物成分。

3.現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測中的應用

食品添加劑是現(xiàn)代食品工業(yè)中不可或缺的組成部分，如何檢測食品添加劑的種類和含量，以及評估其安全性，一直是食品科學研究的重要領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的不斷發(fā)展，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、紅外光譜技術(shù)和原子吸收光譜技術(shù)等現(xiàn)代分析技術(shù)已經(jīng)成為檢測食品添加劑的重要手段。

3.1液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）是一種非常常見的分析技術(shù)，它通過結(jié)合液相色譜分離和質(zhì)譜檢測兩種技術(shù)，能夠準確地確定食品中添加劑的類型和含量。LC-MS技術(shù)利用分子的分離和檢測來對食品中的多種添加劑進行定性和定量分析，包括甜味劑、染料、防腐劑等。該技術(shù)的主要優(yōu)點在于其高靈敏度和準確性，它可以檢測到非常微小濃度的添加劑，并且能夠準確地區(qū)分不同種類的添加劑。此外，LC-MS技術(shù)還可以快速分析食品中添加劑的代謝產(chǎn)物和降解產(chǎn)物，這有助于評估食品添加劑的安全性。通過對代謝產(chǎn)物和降解產(chǎn)物的分析，可以了解添加劑在人體內(nèi)的代謝過程和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，從而更好地評估添加劑的安全性。同時，該技術(shù)還可以在短時間內(nèi)快速分析大量樣品，提高分析效率和準確性。總之，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是一種非常有用的食品分析技術(shù)，它可以提供高度準確和可靠的分析結(jié)果，為食品安全評估和監(jiān)管提供重要支持。

3.2氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）是一種結(jié)合氣相色譜技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的高級分析技術(shù)。與LC-MS類似，GC-MS技術(shù)也可以用于檢測食品中的添加劑，尤其是對揮發(fā)性較強的添加劑，如香料和芳香劑，GC-MS技術(shù)可以提供更加準確的分析結(jié)果。在食品添加劑檢測中，GC-MS技術(shù)主要應用于食品中的殘留農(nóng)藥和有機污染物等檢測。GC-MS技術(shù)的優(yōu)點在于它可以分析不同種類的化學物質(zhì)，包括揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)，從而可以用于快速、高效地確定污染物的類型和含量，從而保證食品的質(zhì)量和安全性。該技術(shù)也具有非常高的分辨率和靈敏度，可以檢測到非常微小濃度的添加劑和污染物，同時也能夠準確地區(qū)分不同種類的添加劑和污染物。GC-MS技術(shù)還可以與其他分析技術(shù)相結(jié)合，如液相萃取和固相萃取等前處理技術(shù)，以提高樣品的純度和靈敏度。這種技術(shù)的應用范圍非常廣泛，包括食品、環(huán)境、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。總之，GC-MS技術(shù)是一種非常有用的分析技術(shù)，可以提供高度準確和可靠的分析結(jié)果，為食品安全評估和監(jiān)管提供重要支持。

3.3紅外光譜技術(shù)

紅外光譜技術(shù)是一種非常常用的分析技術(shù)，可以用于多種領(lǐng)域，如材料科學、醫(yī)藥化學、環(huán)境科學和食品科學等。該技術(shù)可以檢測食品添加劑的種類和含量，并可以用于判別食品中的真?zhèn)魏唾|(zhì)量。紅外光譜技術(shù)可以快速準確地分析多種添加劑，如甜味劑、酸味劑、香精、色素和防腐劑等，對于涉及到食品添加劑的生產(chǎn)和質(zhì)量控制具有非常重要的意義。在紅外光譜技術(shù)中，樣品的化學鍵振動吸收紅外光譜的不同波長區(qū)域，從而形成了特定的紅外光譜圖。通過對樣品的紅外光譜圖進行解析，可以確定樣品中的化學成分和結(jié)構(gòu)。紅外光譜技術(shù)的優(yōu)點在于它可以快速獲得分析結(jié)果，分析時間只需幾分鐘，同時分析過程無需分離或處理樣品，可以直接對食品添加劑進行分析。這使得紅外光譜技術(shù)成為一種高效、方便和經(jīng)濟的分析方法。紅外光譜技術(shù)的另一個重要優(yōu)點是它可以用于非破壞性分析。因為該技術(shù)只需將樣品放入光譜儀中進行檢測，不需要樣品的前處理或分離，所以在分析貴重或難以制備的樣品時具有優(yōu)勢。此外，紅外光譜技術(shù)還可以與其他分析技術(shù)相結(jié)合，如液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，以提高分析的準確性和可靠性。

3.4原子吸收光譜技術(shù)

原子吸收光譜技術(shù)是一種基于原子與特定波長的光線相互作用的分析技術(shù)。該技術(shù)利用樣品中的金屬元素吸收特定波長的光線，測量其吸收量并與標準曲線進行比較，從而確定樣品中金屬元素的含量。AAS技術(shù)的操作簡單、準確度高，可以分析多種金屬元素，廣泛應用于食品、環(huán)境、化工等領(lǐng)域。在食品添加劑檢測中，AAS技術(shù)可以用于檢測添加劑中的微量金屬元素，如銅、鋅、鐵等。食品添加劑中的這些金屬元素可能存在于添加劑中本身，也可能是添加劑的污染物。此外，AAS技術(shù)還可以用于檢測食品中的其他有害元素，如鉛、汞、鎘等。這些金屬元素在食品中可能是由環(huán)境污染、生產(chǎn)工藝、食品加工等因素引起的。通過AAS技術(shù)的檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)食品中存在的潛在危害物質(zhì)，保障人們的健康。

作者簡介：

田慧勇（1991-），男，漢族，大專，湖南永州人，助理工程師（食品生物技術(shù)）。