食品非法添加化學(xué)成分檢測(cè)技術(shù)研究

摘 要：本文以工業(yè)染料類(lèi)、非食用添加劑類(lèi)、藥物殘留類(lèi)等食品非法添加化學(xué)成分為切入點(diǎn)，分析了化學(xué)成分非法添加的場(chǎng)景及其對(duì)人體的危害，深入探討了光譜分析法、色譜分析法、免疫分析法和生物傳感器法等檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)原理以及優(yōu)缺點(diǎn)，旨在為保障食品安全提供有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：非法添加；化學(xué)成分；食品安全；光譜；色譜

Research on the Detection Technology of Illegally Added Chemical Components in Food

SUN Li

（Zaozhuang Vocational College， Zaozhuang 277800， China）

Abstract： Taking the illegally added chemical components in food， such as industrial dyes， non-edible additives， and drug residues as the starting point， this paper analyzes the illegal addition of chemical components scenarios and the harm to human body. Moreover， it deeply discusses the detection principles as well as the advantages and disadvantages of detection techniques including spectral analysis， chromatographic analysis， immunoassay， and biosensor method， aiming to provide strong technical support for ensuring food safety.

Keywords： illegal addition; chemical components; food safety; spectroscopy; chromatography

近年來(lái)，全球食品貿(mào)易往來(lái)頻繁，食品供應(yīng)體系日益復(fù)雜。然而，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，食品非法添加化學(xué)成分的行為屢禁不止，引發(fā)了人們的廣泛關(guān)注。工業(yè)染料、非食用添加劑及藥物殘留等非法添加物混入食品供應(yīng)鏈，極大損害了消費(fèi)者的健康權(quán)益，也擾亂了正常的市場(chǎng)秩序。面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì)，系統(tǒng)剖析食品非法添加化學(xué)成分的種類(lèi)，并探索高效精準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)保障食品安全、重塑消費(fèi)者信任、推動(dòng)食品行業(yè)良性發(fā)展具有重要意義。

1 食品非法添加化學(xué)成分類(lèi)型

1.1 工業(yè)染料類(lèi)

工業(yè)染料常被應(yīng)用于紡織、皮革等工業(yè)領(lǐng)域，卻被非法添加到食品中以改善食品的外觀色澤，增強(qiáng)視覺(jué)吸引力，從而獲取更高的商業(yè)利潤(rùn)。例如，蘇丹紅常被用于辣椒粉、辣椒醬等產(chǎn)品中，使產(chǎn)品顏色更為鮮艷誘人。這類(lèi)工業(yè)染料含有偶氮苯等致癌物質(zhì)，長(zhǎng)期食用會(huì)在人體內(nèi)代謝生成具有強(qiáng)致癌性的芳香胺化合物，嚴(yán)重影響人們的肝臟、腎臟等器官功能，可能導(dǎo)致細(xì)胞癌變，極大增加人們的患癌風(fēng)險(xiǎn)，也可能引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)，對(duì)免疫系統(tǒng)造成不良影響，嚴(yán)重威脅人們的身體健康與生命安全。

1.2 非食用添加劑類(lèi)

吊白塊、硼砂等非食用添加劑會(huì)被不法商家添加到食品加工過(guò)程中，主要目的是為達(dá)到增白、保鮮、防腐等效果，降低生產(chǎn)成本并延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。以吊白塊為例，其常被用于米粉、面粉等食品的漂白，能使食品外觀潔白美觀。然而，吊白塊在人體內(nèi)會(huì)分解產(chǎn)生甲醛等有害物質(zhì)，甲醛具有強(qiáng)烈的刺激性，會(huì)損害呼吸道黏膜和胃腸道黏膜，引發(fā)咳嗽、嘔吐、腹瀉等癥狀，長(zhǎng)期接觸還可能導(dǎo)致慢性中毒，影響神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的正常功能，甚至可能誘發(fā)白血病等嚴(yán)重疾病，對(duì)人體健康造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。

1.3 藥物殘留類(lèi)

在種植環(huán)節(jié)，為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量，預(yù)防作物病蟲(chóng)害，種植戶會(huì)違規(guī)使用農(nóng)藥，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中出現(xiàn)農(nóng)藥超標(biāo)現(xiàn)象。在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，為了促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、預(yù)防和治療疾病以及減少養(yǎng)殖過(guò)程中的損失，部分養(yǎng)殖戶會(huì)違規(guī)使用抗生素、瘦肉精等藥物，導(dǎo)致這些藥物在動(dòng)物體內(nèi)殘留，并最終進(jìn)入食品供應(yīng)鏈。例如，瘦肉精被非法添加到豬飼料中，以提高豬肉的瘦肉率，迎合部分消費(fèi)者對(duì)瘦肉的偏好，但瘦肉精會(huì)在人體內(nèi)積聚，導(dǎo)致心悸、心慌、肌肉震顫等中毒癥狀，嚴(yán)重影響心臟功能和神經(jīng)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，尤其對(duì)患有心臟病、高血壓等疾病的人群危害更大。此外，長(zhǎng)期食用含有藥物殘留的食品還會(huì)使人體產(chǎn)生耐藥性，增加疾病治療的難度和風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅公共衛(wèi)生安全。

2 常見(jiàn)的食品非法添加化學(xué)成分檢測(cè)技術(shù)

2.1 光譜分析法

光譜分析法是食品非法添加化學(xué)成分檢測(cè)的重要手段之一，其基于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收、發(fā)射或散射等特性進(jìn)行分析。其中，紫外-可見(jiàn)光譜法利用化合物在紫外和可見(jiàn)光區(qū)有特征吸收峰的原理，通過(guò)測(cè)定樣品在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸光度，來(lái)確定食品中是否含有非法添加物及其含量。例如，在檢測(cè)蘇丹紅等工業(yè)染料時(shí)，蘇丹紅中的發(fā)色團(tuán)會(huì)在特定波長(zhǎng)處產(chǎn)生明顯吸收，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品的光譜對(duì)比，可實(shí)現(xiàn)對(duì)其快速篩查定性[1]。

紅外光譜法則是通過(guò)分析分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的紅外吸收光譜，獲取分子結(jié)構(gòu)信息，從而鑒別食品中的非法添加化學(xué)成分，在檢測(cè)非食用添加劑硼砂時(shí)，其特定的紅外吸收峰可作為識(shí)別依據(jù)，且該方法對(duì)樣品前處理要求相對(duì)較低，能快速提供化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)信息。

熒光光譜法是基于物質(zhì)被特定波長(zhǎng)光激發(fā)后產(chǎn)生熒光的特性，對(duì)于一些具有熒光特性的非法添加物，可通過(guò)檢測(cè)其熒光強(qiáng)度和發(fā)射波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)，并且可以結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)復(fù)雜體系中的多種非法添加物進(jìn)行同時(shí)分析，提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，為保障食品安全提供有力支持[2]。

2.2 色譜分析法

色譜分析法憑借其出色的分離能力在食品非法添加化學(xué)成分檢測(cè)中占據(jù)重要地位，為復(fù)雜食品體系中非法添加物的檢測(cè)提供了精準(zhǔn)、可靠的方法。氣相色譜法（Gas Chromatography，GC）適用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)的檢測(cè)，在檢測(cè)食品中農(nóng)獸藥殘留類(lèi)非法添加物時(shí)發(fā)揮著重要作用。例如，在檢測(cè)蘋(píng)果汁中的有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱時(shí)，樣品經(jīng)提取、凈化后氣化進(jìn)入色譜柱，依據(jù)不同組分在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)差異進(jìn)行分離，然后通過(guò)火焰光度檢測(cè)器檢測(cè)，該檢測(cè)器對(duì)含磷化合物具有高靈敏度響應(yīng)，能夠精準(zhǔn)檢測(cè)痕量的毒死蜱殘留量，確保果汁產(chǎn)品的質(zhì)量安全，防止消費(fèi)者因飲用含有毒死蜱殘留的蘋(píng)果汁而遭受健康風(fēng)險(xiǎn)[3]。

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）對(duì)于熱穩(wěn)定性差、不易揮發(fā)的物質(zhì)具有優(yōu)勢(shì)。在檢測(cè)非食用添加劑如三聚氰胺時(shí)，可采用反相液相色譜法，以不同比例的水和有機(jī)溶劑作為流動(dòng)相，使三聚氰胺在色譜柱上分離，再結(jié)合紫外或二極管陣列檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)[4]。當(dāng)以乙腈-水（80∶20）為流動(dòng)相時(shí)，三聚氰胺在C18色譜柱上能實(shí)現(xiàn)良好的分離，具有分離效率高、分析速度快的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效檢測(cè)乳制品中是否非法添加三聚氰胺。

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技術(shù)則結(jié)合了色譜的分離能力和質(zhì)譜的定性能力，能夠?qū)?fù)雜樣品中的非法添加物進(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量分析。例如，在檢測(cè)含有多種工業(yè)染料（如蘇丹紅、羅丹明B）和抗生素（如四環(huán)素、氯霉素）殘留的食品樣品時(shí)，先通過(guò)色譜分離，再利用質(zhì)譜的高分辨率和高靈敏度確定化合物的分子量、結(jié)構(gòu)碎片等信息，從而準(zhǔn)確鑒定出各種非法添加化學(xué)成分，為食品安全監(jiān)管提供有力依據(jù)[5-6]。

2.3 免疫分析法

免疫分析法是利用抗原與抗體之間的特異性免疫反應(yīng)來(lái)檢測(cè)食品中的非法添加化學(xué)成分，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）是常用的免疫分析方法之一，其原理是將抗原或抗體固定在固相載體表面，加入待檢樣品后，抗原與抗體結(jié)合，再通過(guò)酶標(biāo)記的二抗與抗原抗體復(fù)合物結(jié)合，最后加入底物顯色，通過(guò)測(cè)定吸光度來(lái)確定樣品中非法添加物的含量。例如，在檢測(cè)瘦肉精（克倫特羅）等藥物殘留時(shí)，基于克倫特羅與特異性抗體的結(jié)合反應(yīng)，ELISA方法能夠快速、靈敏地篩查大量樣品。當(dāng)樣品中克倫特羅含量達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)與酶標(biāo)板上包被的抗體結(jié)合，經(jīng)后續(xù)顯色反應(yīng)后，使用酶標(biāo)儀在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可計(jì)算出樣品中克倫特羅的含量。該方法適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和初篩工作，可在養(yǎng)殖、屠宰、加工等環(huán)節(jié)對(duì)肉類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行快速篩查，有效防止含有瘦肉精的肉類(lèi)進(jìn)入市場(chǎng)，保障消費(fèi)者的食品安全[7]。

免疫親和色譜（Immunoaffinity Chromatography，IAC）是利用抗體與目標(biāo)抗原的特異性親和作用，將抗體固定在色譜柱上，當(dāng)樣品通過(guò)柱子時(shí)，目標(biāo)非法添加物被選擇性吸附，然后通過(guò)洗脫液洗脫下來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，這種方法對(duì)樣品具有凈化和富集作用，能有效提高檢測(cè)靈敏度。例如，在檢測(cè)黃曲霉毒素B1等真菌毒素類(lèi)非食用添加劑時(shí)，IAC可以去除樣品中的雜質(zhì)干擾，準(zhǔn)確檢測(cè)出痕量的毒素，當(dāng)含有黃曲霉毒素B1的食品樣品通過(guò)免疫親和柱時(shí)，黃曲霉毒素B1與柱上固定的抗體特異性結(jié)合，經(jīng)過(guò)洗脫后，可采用高效液相色譜等方法對(duì)洗脫液中的黃曲霉毒素B1進(jìn)行定量檢測(cè)，在食品檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，尤其是對(duì)于容易受到真菌污染的糧食、堅(jiān)果等食品的質(zhì)量把控有重要意義[8]。

2.4 生物傳感器法

生物傳感器法作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，在食品非法添加化學(xué)成分檢測(cè)中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為食品安全檢測(cè)提供了快速、靈敏、便捷的新途徑。酶?jìng)鞲衅骼妹傅奶禺愋源呋饔茫缙咸烟茄趸競(jìng)鞲衅骺捎糜跈z測(cè)食品中的葡萄糖含量，以判斷是否存在非法添加的糖類(lèi)物質(zhì)[9]。當(dāng)樣品中的葡萄糖與固定在傳感器上的葡萄糖氧化酶反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)變化，通過(guò)檢測(cè)電信號(hào)的強(qiáng)度，可間接測(cè)定葡萄糖的濃度，具有響應(yīng)速度快、選擇性好、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，能及時(shí)反饋食品的質(zhì)量信息。

微生物傳感器是利用微生物的代謝特性來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物，如檢測(cè)食品中的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留時(shí)，某些微生物對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥具有特異性的降解能力，其代謝過(guò)程中的呼吸作用或代謝產(chǎn)物的變化可被傳感器檢測(cè)，通過(guò)測(cè)量氧消耗速率或產(chǎn)生的二氧化碳量等參數(shù)，間接測(cè)定農(nóng)藥殘留量。這種方法成本較低、易于操作，適用于基層檢測(cè)機(jī)構(gòu)，能在農(nóng)產(chǎn)品種植、采摘后的初步檢測(cè)環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，防止有機(jī)磷農(nóng)藥污染的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，保障消費(fèi)者的飲食安全[10]。

免疫傳感器將免疫反應(yīng)與傳感器技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)將抗體固定在傳感器表面，當(dāng)與目標(biāo)非法添加物結(jié)合時(shí)，會(huì)引起傳感器表面的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，從而產(chǎn)生可檢測(cè)信號(hào)，如表面等離子體共振免疫傳感器在檢測(cè)食品中的抗生素殘留時(shí)，具有實(shí)時(shí)、無(wú)標(biāo)記、高靈敏度的特點(diǎn)[11]。當(dāng)樣品中的抗生素殘留與傳感器表面固定的抗體結(jié)合時(shí)，會(huì)引起傳感器表面折射率的變化，通過(guò)檢測(cè)表面等離子體共振角度的改變，即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抗生素殘留是否存在及含量，能快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出痕量抗生素。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，食品非法添加化學(xué)成分問(wèn)題日益嚴(yán)峻，迫切需要更為高效、精確的檢測(cè)技術(shù)來(lái)保障食品安全。現(xiàn)有的光譜分析法、色譜分析法、免疫分析法和生物傳感器法等檢測(cè)技術(shù)已在食品安全領(lǐng)域取得了一定成效，但隨著非法添加物種類(lèi)和技術(shù)手段的不斷更新，現(xiàn)有的技術(shù)仍面臨一定的挑戰(zhàn)。未來(lái)，食品安全檢測(cè)技術(shù)將朝著更加智能化、自動(dòng)化、便捷化的方向發(fā)展，同時(shí)結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，進(jìn)一步提高檢測(cè)精度和效率。

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作者簡(jiǎn)介：孫麗（1982—），女，山東棗莊人，碩士，副教授。研究方向：分析化學(xué)檢驗(yàn)。