現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用

Abstract： With the rapid development of the food industry， the use of food additives is becoming more and more widespread. Food additives play an important role in improving food quality and extending the shelf life of food， but they may also bring potential safety hazards. Therefore， accurate and efficient detection of food additives is of great significance to ensure food safety. This article introduces the common types of food additives and the significance of their detection， discusses in detail the application of modern analytical technology in food additive detection， and looks forward to the development trend of food additive detection technology in the future.

Keywords： food additives; modern analytical technology; application; development trend

食品添加劑已成為現(xiàn)代食品工業(yè)不可或缺的一部分，其能夠提高食品的質(zhì)量和穩(wěn)定性，滿足消費(fèi)者多樣化的需求。然而，一些不法商家為了追求超額利潤(rùn)，存在超范圍、超劑量使用食品添加劑甚至使用非法添加劑的現(xiàn)象，這給食品安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。因此，開(kāi)發(fā)先進(jìn)、準(zhǔn)確、快速的食品添加劑檢測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)食品添加劑的監(jiān)管，對(duì)于保障公眾健康和促進(jìn)食品行業(yè)的健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 常見(jiàn)食品添加劑種類及其檢測(cè)意義

1.1 防腐劑

防腐劑是指能夠抑制微生物生長(zhǎng)、延緩食品腐敗變質(zhì)并延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的添加劑。常見(jiàn)的防腐劑包括苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽、對(duì)羥基苯甲酸酯類等。過(guò)量攝入防腐劑可能會(huì)對(duì)人體的肝臟、腎臟等器官造成損害。因此，檢測(cè)食品中防腐劑的含量，能夠確保其使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保障消費(fèi)者的身體健康。

1.2 甜味劑

甜味劑是指賦予食品甜味的物質(zhì)，可分為天然甜味劑和人工合成甜味劑。常見(jiàn)的人工合成甜味劑包括糖精鈉、甜蜜素、阿斯巴甜等。人工合成甜味劑甜度高、成本低，但如果使用不當(dāng)，可能會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響，如致癌、影響神經(jīng)系統(tǒng)等。因此，對(duì)甜味劑開(kāi)展檢測(cè)，有助于規(guī)范其在食品中的使用，避免消費(fèi)者攝入過(guò)量的人工合成甜味劑[1]。

1.3 著色劑

著色劑又稱色素，可用于改善食品的色澤，分為天然著色劑和合成著色劑。常見(jiàn)的合成著色劑包括莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃等。部分合成著色劑可能具有毒性和致癌性，檢測(cè)食品中的著色劑，能夠防止非法或過(guò)量使用合成著色劑，保障食品的安全性。

1.4 抗氧化劑

抗氧化劑能防止或延緩食品氧化，提高食品的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)貯存期。常見(jiàn)的抗氧化劑包括丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒(méi)食子酸丙酯等。檢測(cè)抗氧化劑的含量，可確保其在合理范圍內(nèi)使用，防止因抗氧化劑過(guò)量使用對(duì)人體產(chǎn)生潛在危害。

2 現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 色譜技術(shù)

2.1.1 氣相色譜法

氣相色譜法具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)適用于分析易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性好的食品添加劑，可檢測(cè)食品中的防腐劑苯甲酸、山梨酸，甜味劑甜蜜素等。例如，采用氣相色譜法測(cè)定飲料中的苯甲酸和山梨酸，樣品經(jīng)預(yù)處理后，通過(guò)氣相色譜儀分離檢測(cè)。該方法線性范圍寬，回收率高，精密度高，能夠準(zhǔn)確測(cè)定飲料中苯甲酸和山梨酸的含量 [2]。

2.1.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法具有分離效率高、選擇性好、分析速度快、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可用于分析熱不穩(wěn)定、不易揮發(fā)、相對(duì)分子質(zhì)量較大的食品添加劑。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)食品中的各種添加劑，如合成著色劑、甜味劑、防腐劑等。例如，采用反相高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定食品中的多種合成著色劑，通過(guò)優(yōu)化色譜條件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃等多種著色劑的有效分離和準(zhǔn)確測(cè)定，方法準(zhǔn)確可靠，重復(fù)性好。

2.1.3 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)具有定性準(zhǔn)確、靈敏度高、能夠同時(shí)進(jìn)行分離和鑒定等優(yōu)點(diǎn)，可用于檢測(cè)復(fù)雜食品體系中的痕量食品添加劑。例如，采用氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用法檢測(cè)食品中的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，通過(guò)選擇離子監(jiān)測(cè)模式，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出食品中多種鄰苯二甲酸酯類化合物，有效避免假陽(yáng)性結(jié)果。

2.1.4 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)具有分離能力強(qiáng)、靈敏度高、選擇性好、能夠分析熱不穩(wěn)定和極性較大的化合物等優(yōu)點(diǎn)，在食品添加劑檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。例如，采用液相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定乳制品中的三聚氰胺，通過(guò)優(yōu)化樣品前處理和色譜- 質(zhì)譜條件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)乳制品中痕量三聚氰胺的快速、準(zhǔn)確檢測(cè) [3]。

2.2 光譜技術(shù)

2.2.1 紫外- 可見(jiàn)分光光度法

紫外 - 可見(jiàn)分光光度法具有儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、分析速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但靈敏度相對(duì)較低，選擇性較差。該技術(shù)可用于檢測(cè)食品中的一些具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的食品添加劑。例如，利用紫外 - 可見(jiàn)分光光度法測(cè)定食品中苯甲酸的含量，通過(guò)在特定波長(zhǎng)下測(cè)量苯甲酸溶液的吸光度，根據(jù)朗伯- 比爾定律計(jì)算出苯甲酸的含量。

2.2.2 熒光分光光度法

熒光分光光度法具有靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)用范圍相對(duì)較窄，只適用于具有熒光特性的物質(zhì)的檢測(cè)。該技術(shù)可檢測(cè)食品中的維生素、氨基酸等天然熒光物質(zhì)以及一些添加了熒光增白劑的食品。

2.2.3 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法具有靈敏度高、選擇性好、分析速度快、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，主要用于檢測(cè)食品中的金屬元素添加劑，如鐵強(qiáng)化劑、鋅強(qiáng)化劑等。例如，采用原子吸收光譜法測(cè)定食品中的鐵、鋅等微量元素含量，通過(guò)將樣品制成溶液，利用原子吸收光譜儀測(cè)定元素的吸光度，從而計(jì)算出食品中相應(yīng)金屬元素的含量 [4]。

2.3 電化學(xué)技術(shù)

2.3.1 電位分析法

電位分析法是通過(guò)測(cè)量電極電位來(lái)確定物質(zhì)含量的分析方法。在食品添加劑檢測(cè)中，常用的是離子選擇性電極法，離子選擇性電極對(duì)特定的離子具有選擇性響應(yīng)，其膜電位與溶液中待測(cè)離子的活度符合能斯特方程，通過(guò)測(cè)量膜電位可以測(cè)定溶液中離子的濃度。該技術(shù)可用于檢測(cè)食品中的一些離子型食品添加劑，如亞硝酸鹽、氟化物等。例如，采用離子選擇性電極法測(cè)定食品中的亞硝酸鹽含量，將亞硝酸根離子選擇性電極與參比電極組成電池，通過(guò)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)能斯特方程計(jì)算出食品中亞硝酸鹽的含量。該方法操作簡(jiǎn)便，適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè) [5]。

2.3.2 伏安分析法

伏安分析法是通過(guò)測(cè)量電流 - 電位曲線來(lái)進(jìn)行分析的方法。在一定電位下，溶液中的待測(cè)物質(zhì)在工作電極上發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，產(chǎn)生的電流與待測(cè)物質(zhì)的濃度成正比。該技術(shù)可用于檢測(cè)食品中的一些具有氧化還原性質(zhì)的食品添加劑，如抗氧化劑、防腐劑等。例如，采用差分脈沖伏安法測(cè)定食品中的抗氧化劑沒(méi)食子酸丙酯，通過(guò)在不同電位下測(cè)量電流，得到?jīng)]食子酸丙酯的氧化峰電流，根據(jù)峰電流與濃度的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)其含量的測(cè)定。

2.4 生物傳感器技術(shù)

2.4.1 酶?jìng)鞲衅?/p>

酶?jìng)鞲衅魇抢霉潭ɑ缸鳛槊舾性瑢⑸锘瘜W(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。酶對(duì)特定的底物具有高度特異性催化作用，當(dāng)?shù)孜锱c固定化酶接觸時(shí)，發(fā)生酶促反應(yīng)，產(chǎn)物可通過(guò)電化學(xué)或光學(xué)等方法進(jìn)行檢測(cè)，從而間接測(cè)定底物的濃度。該技術(shù)可用于檢測(cè)食品中的糖類、氨基酸類、維生素類等食品添加劑。

2.4.2 免疫傳感器

免疫傳感器是利用抗原-抗體特異性結(jié)合反應(yīng)，將生物化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為可檢測(cè)信號(hào)的傳感器。通過(guò)將抗體或抗原固定在傳感器表面，當(dāng)樣品中的抗原或抗體與固定化的抗體或抗原發(fā)生特異性結(jié)合時(shí)，會(huì)引起傳感器物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，通過(guò)檢測(cè)這種變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的檢測(cè)。免疫傳感器具有高度特異性、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，可用于檢測(cè)食品中的各種微量食品添加劑。

3 食品添加劑檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 檢測(cè)精度的持續(xù)提升

隨著消費(fèi)者對(duì)食品安全關(guān)注度的不斷提高，對(duì)食品添加劑檢測(cè)精度的要求也愈發(fā)嚴(yán)苛。未來(lái)，檢測(cè)技術(shù)將致力于實(shí)現(xiàn)更低的檢測(cè)限與更高的定量準(zhǔn)確性。 ① 儀器設(shè)備的硬件性能會(huì)不斷優(yōu)化。例如，質(zhì)譜儀的分辨率將進(jìn)一步提升，能更精準(zhǔn)地區(qū)分結(jié)構(gòu)相似的食品添加劑及其代謝產(chǎn)物。在液相色譜 -質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)中，新型離子源與質(zhì)量分析器的研發(fā)，可增強(qiáng)對(duì)痕量添加劑的檢測(cè)能力。 ② 數(shù)據(jù)處理算法也將持續(xù)改進(jìn)。通過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型與人工智能算法，能夠?qū)z測(cè)信號(hào)進(jìn)行更精確的解析，有效去除背景干擾，從而顯著提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。

3.2 檢測(cè)成本的有效控制

在保證檢測(cè)質(zhì)量的前提下，降低檢測(cè)成本是食品添加劑檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。對(duì)于大規(guī)模的食品生產(chǎn)企業(yè)與頻繁開(kāi)展檢測(cè)工作的監(jiān)管部門而言，檢測(cè)成本直接影響檢測(cè)工作的開(kāi)展頻率與覆蓋范圍。傳統(tǒng)的高端檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴，運(yùn)行與維護(hù)成本高，限制了其普及應(yīng)用。未來(lái)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，將開(kāi)發(fā)出更具性價(jià)比的檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備。例如，采用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，可將一些傳統(tǒng)大型檢測(cè)儀器的功能微型化，實(shí)現(xiàn)小型化、集成化的檢測(cè)設(shè)備制造，從而大幅降低設(shè)備成本。

3.3 跨領(lǐng)域技術(shù)的深度融合

食品添加劑檢測(cè)技術(shù)不再局限于傳統(tǒng)的分析化學(xué)領(lǐng)域，而是與生物、材料、信息等多學(xué)科深度融合。在生物領(lǐng)域，將更多地借鑒生物識(shí)別機(jī)制，如利用生物分子的特異性結(jié)合原理，開(kāi)發(fā)新型的生物傳感器。通過(guò)將適配體、抗體等生物識(shí)別元件與納米材料相結(jié)合，構(gòu)建高靈敏度、高選擇性的檢測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜食品體系中痕量添加劑的快速檢測(cè)。在材料領(lǐng)域，新型功能材料的研發(fā)將為檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)革新，如納米材料獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，可用于構(gòu)建新型的光學(xué)傳感器與電化學(xué)傳感器，提高檢測(cè)靈敏度與選擇性。在信息領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸與分析更加高效便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)食品添加劑檢測(cè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理，為食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供有力支持[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

在食品行業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，食品添加劑的廣泛應(yīng)用已成為行業(yè)常態(tài)。而現(xiàn)代分析技術(shù)在食品添加劑檢測(cè)中，無(wú)疑占據(jù)著舉足輕重的地位。展望未來(lái)，現(xiàn)代分析技術(shù)將持續(xù)在食品添加劑檢測(cè)中發(fā)揮作用，不斷提升檢測(cè)水平，助力構(gòu)建更加安全、透明的食品消費(fèi)環(huán)境，推動(dòng)食品行業(yè)朝著健康、可持續(xù)的方向穩(wěn)步前行。

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