化學檢測技術在食品安全檢測中的應用

張瀾

摘 要：化學檢測技術在食品安全領域扮演著至關重要的角色。通過高效液相色譜、氣相色譜、質譜等技術，可以準確檢測食品中的殘留農藥、獸藥、添加劑及其他潛在危害物質，為風險評估和監管提供科學依據。隨著科技進步，化學檢測方法不斷發展，提高了檢測的準確性、靈敏度和效率。本文綜述了化學檢測技術在食品安全中的應用情況，分析了各種技術的優勢與挑戰，并探討了未來的發展趨勢。

關鍵詞：食品安全；化學檢測技術；殘留物分析；高效液相色譜；氣相色譜；質譜

Application of Chemical Detection Technology in

Food Safety Testing

ZHANG Lan

（Rizhao Quality Inspection Research Institute， Rizhao 276800， China）

Abstract： Chemical detection technology plays a vital role in the field of food safety. Through high-performance liquid chromatography， gas chromatography， mass spectrometry and other technologies， residual pesticides， veterinary drugs， additives and other potentially harmful substances in food can be accurately detected， providing scientific basis for risk assessment and supervision. With the advancement of science and technology， chemical detection methods continue to develop， improving the accuracy， sensitivity and efficiency of detection. This article reviews the application of chemical detection technology in food safety， analyzes the advantages and challenges of various technologies， and discusses future development trends.

Keywords： food safety; chemical detection technology; residue analysis; high performance liquid chromatography; gas chromatography; mass spectrometry

食品的安全性直接關系到公眾生命健康安全?；瘜W危害物如藥物殘留、農藥、重金屬以及食品添加劑濫用等對食品安全構成嚴重威脅，因此要對這類化學物質進行嚴格檢測和控制?；瘜W檢測技術因其高準確性和可靠性，成為食品安全領域的重要工具。本文概述了化學檢測技術的基本原理、應用現狀及面臨的挑戰，并對其未來發展方向進行展望。

1 食品安全問題概述

隨著社會的發展和科技的進步，人們對食品質量安全提出了更高的要求，然而食品安全問題一直存在，危害食品安全的因素包括農藥殘留、重金屬污染、生物污染、食品添加劑濫用等[1]。這些因素不僅會對人體健康造成嚴重危害，也會影響社會秩序和經濟發展。因此，建立有效的食品安全檢測和監管體系，確保食品安全，對于維護人們身體健康和生命安全、保障社會和諧穩定具有重要意義。

2 化學檢測技術應用于食品安全檢測的優勢

2.1 高靈敏度與準確性

化學檢測技術如高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）、氣相色譜（Gas Chromatography，GC）和質譜（Mass Spectrometry，

MS）等具有極高的檢測靈敏度和準確性，在食品安全檢測領域發揮著重要作用。靈敏度高意味著能夠檢測到微量甚至極微量水平的目標化合物，準確性高則確保了檢測結果的可信度和可靠性。以高效液相色譜-串聯質譜技術（High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，HPLC-MS/MS）為例，其檢測限通?？傻椭羛pb（10-9）甚至ppt（10-12）水平，已遠遠超過了多數食品中有害物質的最大殘留限量要求[1]。例如，氯氰菊酯類農藥的殘留限量為ppb級，而HPLC-MS/MS技術對其檢測限可達fg（10-15）水平，足以滿足監管需求。同時，通過離子化方式和特征離子掃描模式的選擇，儀器可高選擇性地鑒別和定量目標分析物。氣相色譜-質譜聯用技術（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）在揮發性和半揮發性有機物檢測方面同樣表現出卓越的靈敏度和選擇性，結合優化的前處理方法和色譜分離條件，可實現復雜基質中目標物的高效富集、分離和高靈敏度檢測，滿足監管部門對絕大多數農藥、獸藥、持久性有機污染物等的檢測要求。

2.2 寬泛的適用范圍

化學檢測技術所具有的寬泛適用范圍是其在食品安全檢測領域不可或缺的重要優勢之一。食品安全問題牽涉到農藥、獸藥、重金屬、天然毒素、持久性有機污染物、食品添加劑等多種化學危害物，而化學檢測技術能夠覆蓋這些種類繁多的目標物質。例如，HPLC技術可用于檢測非揮發性和熱敏性化合物，如抗生素類獸藥殘留、啶蟲脒等農藥殘留，同時也適用于分析營養成分、食品添加劑等；GC技術則擅長揮發性和半揮發性有機物的分離和檢測，可應用于大部分農藥殘留、持久性有機污染物的檢測。

2.3 標準化與可重復性

所謂標準化，是指檢測方法和操作流程具有統一的規范和標準，以確保實驗數據的可靠性和一致性。以氣相色譜檢測農藥殘留為例，其通?；谑称钒踩嚓P標準方法以及政府機構發布的分析方法執行，樣品前處理、儀器分析參數、數據解析等各個環節都有明確的規定和要求，實驗步驟標準統一[2]。同時，標準方法經過了廣泛的驗證，具有較高的準確度。如美國環境保護局（Environmental Protection Agency，EPA）發布的GC-MS檢測多種農藥殘留的標準方法，其單次和日間重復性相對標準偏差控制在20%以內，確保了結果的可靠性。

3 當前食品安全檢測中的主要問題

3.1 檢測覆蓋范圍有限

盡管現有的化學檢測技術如高效液相色譜、氣相色譜和質譜等能夠檢測多種危害物質，但隨著科技的不斷進步和消費者需求的變化，食品中可能存在的新型污染物和潛在危害因子也在持續增多，這些新興風險物質種類繁多、性質復雜，現有的檢測技術和方法可能無法全面覆蓋，從而導致檢測范圍存在局限性。以農藥殘留為例，近年來不斷有新型高效低毒農藥問世，這些新農藥具有分子結構新穎、生物活性高等特點，現有的分析方法可能無法檢測或存在較高的檢測盲區。同時一些新型污染物如內分泌干擾物質、納米材料等，其潛在的食品安全風險尚未完全探明，針對性的檢測方法也有待開發和完善。此外，一些新興食品加工技術和新型食品原料的應用也給檢測帶來挑戰，如高壓、微波等新型加工技術可能引入新的危害物質，而一些新型植物蛋白等替代性原料的安全性亟待評估和監控[3]。由于缺乏針對性的分析方法，這些新型食品產品中的風險物質可能被忽視。

3.2 檢測成本與效率問題

化學檢測技術作為食品安全監控的重要技術手段，必須具備較高的檢測效率以滿足大規模樣品快速篩查的需求。然而某些檢測流程較為復雜、耗時較長，影響了整體檢測效率。例如，液液萃取等傳統樣品前處理方法操作步驟多、用時長，制約了分析通量的提高。先進的化學檢測設備如液質聯用儀、高分辨質譜儀等價格昂貴，僅儀器購置成本就高達數百萬元至上千萬元不等。同時這些儀器的運行維護和配套實驗室建設也需要大量的經費投入。除硬件成本外，運行這些高端分析設備需要專業技術人員，人力成本也不可忽視。因此，對于一些經濟欠發達地區，先進化學檢測技術的使用面臨較高的經濟負擔。在有限資源約束下，如何在檢測成本和檢測效率之間尋求平衡是當前食品安全檢測所面臨的重大挑戰。通過檢測方法的優化創新，提高分析效率，例如采用快速高通量的樣品前處理技術、自動化在線檢測系統等，可降低人力和時間成本；積極探索先進分析技術在中低端儀器上的應用，開發低成本、高靈敏度的檢測方法，并建立實驗室網絡共享等機制，可降低整體檢測成本。

3.3 法規與標準滯后

法律法規和標準是保障食品安全的基石，然而目前這一領域的規范性文件往往滯后于現實需求，制約了食品安全監管的效能，主要表現在以下方面。①現行法規和標準的制定往往無法緊跟新型食品和新型風險物質的發展速度。以新食品原料為例，法規對其定義、使用范圍及限量值等缺乏明確規定，監管存在真空區。同理一些新興的食源性污染物如塑化劑、抗菌劑等，由于缺乏相應標準，其風險無法得到及時評估和控制。②不同國家和地區之間的食品安全標準存在較大差異，給跨境食品貿易和監管帶來諸多障礙[4]。

4 化學檢測技術在食品安全檢測中的具體應用

4.1 高效液相色譜在食品安全檢測中的應用

高效液相色譜作為一種高效、高選擇性的分離和定性定量分析技術，已廣泛應用于食品安全領域。HPLC利用小粒徑填料填充色譜柱、高壓梯度泵和高靈敏度檢測器，在液相條件下對目標物進行分離和檢測。在藥物殘留分析中，HPLC可以精準測定食品中抗生素、激素等獸藥殘留物質。通過選擇合適的色譜柱、流動相及檢測器，HPLC能夠實現復雜基質中微量目標物的高效分離和高靈敏度檢測，檢測限可低至ppb（10-9）甚至ppt（10-12）水平，常用的檢測器包括紫外、熒光、串聯質譜等，其中串聯質譜檢測器具有極高的選擇性和結構確證能力。

4.2 氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用

氣相色譜是以氣體作為流動相，利用毛細管色譜柱對混合物進行高效分離，再由檢測器鑒定和定量分析的技術。GC具有高效分離能力、高靈敏度和熱穩定性等優點，尤其適用于檢測揮發性和半揮發性有機物，在農藥殘留檢測領域具有重要應用。GC-MS是食品中農藥殘留分析的主要手段，通過優化液液萃取、固相萃取、QuEChERS等樣品前處理技術，可高效富集和凈化復雜基質中的目標農藥，提高檢測靈敏度。

4.3 質譜技術及其聯用方法在食品安全檢測中的應用

質譜是一種利用磁場或電場將離子按其質荷比分離，并測量其相對豐度的分析技術。MS具有極高的選擇性、靈敏度和強大的結構確證能力，在食品安全檢測領域發揮著越來越重要的作用。液質聯用技術結合了高效液相色譜的高效分離能力和質譜的高靈敏度、高選擇性，已成為食品中添加劑、農藥、獸藥、污染物等殘留物的主要檢測手段。質譜常見的離子化方式包括電噴霧離子源和大氣壓化學離子源等[5]。質量分析器則有三重四極桿、離子阱、飛行時間、軌道阱等多種形式，可根據不同需求選擇合適的類型。

4.4 樣品前處理技術的發展

傳統的液液萃取、固相萃取等技術雖然可行，但操作復雜、耗時耗力、使用大量有機溶劑等缺點影響了分析效率。近年來，各種高效快速前處理新技術不斷涌現，如分散固相萃取、基質固相分散、QuEChERS等，通過簡化操作步驟和減少溶劑用量，大幅提高了前處理效率。自動化樣品前處理技術的發展進一步提高了分析通量，通過機械臂或自動工作站實現上樣、萃取、凈化、衍生化等步驟的自動化操作，可以極大地減輕人工勞動強度，提高樣品處理能力。

5 結語

綜上所述，化學檢測技術是確保食品安全的關鍵手段之一。隨著新技術的不斷涌現和現有技術的持續改進，能夠更準確地識別和量化食品中的危害物，從而有效管理食品安全風險。未來，化學檢測技術的發展應注重提高自動化水平、降低成本、縮短分析時間，并結合風險評估與法規監管，構建更全面的食品安全保障體系。此外，加強國際合作和標準的統一，對于應對全球性食品安全挑戰同樣至關重要。

參考文獻

[1]金文進.微生物快速檢測技術在食品安全檢測中的應用[J].工業微生物，2024，54（2）：1-3.

[2]羅義發，蘇靜珍，吳先輝，等.化學檢測技術在食品有害物檢測中的應用：評《食品安全風險監測實用技術手冊》[J].中國無機分析化學，2024，14（5）：685.

[3]劉瑞，鄭琳蕙，黃筱洋，等.電化學檢測技術與生物識別元件聯用在食品安全檢測中的應用進展[J].當代化工研究，2024（6）：12-14.

[4]楊清雅.化學計量學在食品安全檢測中的應用與研究[J].中國質量監管，2024（1）：84-85.

[5]高鑫，周延，寇雷.現代儀器分析技術在食品安全檢測中的應用[J].中國食品工業，2024（1）：74-76.