儀器分析法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用探究

1、    儀器分析法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用探究    黃敏超摘  要：近年來(lái)在社會(huì)各行業(yè)快速發(fā)展的背景下，人們生活水平提升，也逐漸重視食品安全問(wèn)題。因此食品安全檢測(cè)工作越來(lái)越重要。物理、化學(xué)、生物等科學(xué)技術(shù)的研究進(jìn)展，使得食品檢驗(yàn)分析設(shè)備及檢測(cè)技術(shù)得到了新的發(fā)展，儀器分析法已經(jīng)成為食品檢測(cè)技術(shù)的重要手段之一。在本研究中針對(duì)儀器分析法進(jìn)行分析闡述，并詳細(xì)分析了該技術(shù)在食品檢測(cè)的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：儀器分析法;食品;檢測(cè);應(yīng)用在當(dāng)前信息技術(shù)和儀器分析技術(shù)的發(fā)展下，研究人員利用檢測(cè)技術(shù)營(yíng)造了良好的食品安全環(huán)境，不斷提升了食品安全的分析能力，在開(kāi)展食品分析時(shí)，

2、儀器分析法在整個(gè)食品分析領(lǐng)域中所占比例日漸增長(zhǎng)，也成為了當(dāng)前食品分析領(lǐng)域中的重要技術(shù)支持。通過(guò)精密的儀器設(shè)備，對(duì)食品進(jìn)行全面、細(xì)致、嚴(yán)格的檢測(cè)，獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而達(dá)到衡量食品安全的目的。1 儀器分析法概述目前光譜分析法芯片法，核磁共振法，質(zhì)譜，色譜分析法等是國(guó)內(nèi)常使用的儀器分析法。這些方法中光譜法能夠結(jié)合物質(zhì)的光譜，對(duì)物質(zhì)類型和化學(xué)構(gòu)成含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，通過(guò)物質(zhì)吸收輻射和電磁反射輻射能量與被測(cè)物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生出能被檢測(cè)的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有分析速度快、操作簡(jiǎn)便、靈敏度高等特點(diǎn)。光譜分析法是食品安全領(lǐng)域中的重要檢測(cè)方法。電化學(xué)法是溶液中對(duì)物質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)和規(guī)律分析的重要分析法，該方法具有較強(qiáng)的靈敏

3、度，準(zhǔn)確度，而且在測(cè)量范圍上較廣，儀器使用操作簡(jiǎn)單，能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)物質(zhì)含量的定量、定性分析，生物芯片技術(shù)具備高通量，微量化等特點(diǎn)1，也是近年來(lái)新型的技術(shù)。目前該技術(shù)在食品安全領(lǐng)域中的適用性越來(lái)越廣，該技術(shù)是將待測(cè)目標(biāo)物與dna探針進(jìn)行雜交，在借助精密掃描儀器的作用下可通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)雜交后的信號(hào)進(jìn)行分析研究，獲得有效信息并完成數(shù)據(jù)整合。核磁共振是基于原子核吸收的電磁能能使其分裂發(fā)生躍遷并產(chǎn)生共振現(xiàn)象的波譜技術(shù)，是一種高效準(zhǔn)確且對(duì)樣品沒(méi)有損壞的現(xiàn)代儀器分析法。在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。色譜分析法是結(jié)合多種混合物中目標(biāo)物性質(zhì)結(jié)構(gòu)差異，能夠利用固相停留時(shí)間與其他物質(zhì)進(jìn)行分離達(dá)到最終的檢測(cè)效果，具有較強(qiáng)的

4、靈敏度和準(zhǔn)確度，且分析時(shí)間較短，也是目前食品安全領(lǐng)域中的推薦方法之一。質(zhì)譜分析法是利用運(yùn)動(dòng)離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)原理進(jìn)行分析檢測(cè)的技術(shù)，分離效果好，檢測(cè)靈敏度高，在實(shí)際檢測(cè)中通常與色譜分析法聯(lián)用對(duì)食品進(jìn)行檢測(cè)分析，非常適用于農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。2儀器分析法的類型2.1光譜分析法紫外可見(jiàn)分光光度法是通過(guò)測(cè)定波長(zhǎng)為200-800納米之間分子吸光度，進(jìn)一步來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)含量的定量、定性分析，該方法操作比較簡(jiǎn)單，而且具有方法穩(wěn)定，靈敏度高，能夠在食品安全領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)廣泛利用，可用于重金屬（鋅、銅）、添加劑（硝酸鹽、亞硝酸鹽）、營(yíng)養(yǎng)成分（可溶性蛋白質(zhì)、多糖）等多個(gè)食品項(xiàng)目的檢測(cè)。原子吸收光度法也是一種常見(jiàn)的痕量物

5、質(zhì)分析法，能夠結(jié)合原子結(jié)構(gòu)，分為三種方法，包括火焰原子吸收法，石墨爐原子吸收法以及氫化物的原子吸收法，該方法具有較廣的測(cè)量范圍，而且在檢測(cè)過(guò)程中僅需要少量樣品，具有較高靈敏度，目前利用該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵，鋅，鉛等高達(dá)70種元素的檢測(cè)。與此對(duì)應(yīng)的原子熒光分光光度法是近年來(lái)應(yīng)用較廣的痕量分析技術(shù)，通過(guò)對(duì)熒光發(fā)射強(qiáng)度測(cè)量實(shí)現(xiàn)元素的定量定性分析，具有檢出限低，靈敏度高等多個(gè)特點(diǎn)。使用氫化物法能夠?qū)︺U，砷等元素檢測(cè)無(wú)基體干擾，能夠提高檢測(cè)的抗干擾性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多種元素同步檢測(cè)，顯著節(jié)約檢測(cè)的時(shí)間和成本。在食品領(lǐng)域中紅外光譜法同樣具有顯著的優(yōu)勢(shì)，在目前食品安全領(lǐng)域中常使用中紅外檢測(cè)以及近紅外檢測(cè)。通過(guò)紅外光

6、譜法可以直接對(duì)食品進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，而且檢測(cè)效率較高，成本較低，污染程度較小。可以對(duì)肉類、食用油、乳制品、酒類等品種的安全性及組分含量進(jìn)行分析，通過(guò)分析油樣光纖，還可以確定食品是否摻假。拉曼光譜法，該方法無(wú)需進(jìn)行樣品前處理，可直接利用樣品通過(guò)光纖探頭或者石英進(jìn)行測(cè)量，利用拉曼圖譜能夠準(zhǔn)確進(jìn)行食品中某種物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的定性分析，同時(shí)還能夠檢測(cè)部分物質(zhì)的定量分析。目前利用該方法，在食品安全領(lǐng)域檢測(cè)中基本可實(shí)現(xiàn)快速無(wú)損檢測(cè)。高頻電感耦合等離子體發(fā)射法具有低檢出限，高精密度，適用性廣等特點(diǎn)2，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)不同元素同步測(cè)定，目前在微量元素檢測(cè)中該方法具有較廣的適用性。2.2電化學(xué)分析法在食品安全檢測(cè)中相比其

7、他方法來(lái)說(shuō)，電化學(xué)法也是十分重要的。由于實(shí)際測(cè)量的離子化合價(jià)較低，在檢測(cè)過(guò)程中受到一定限制，同時(shí)測(cè)量化學(xué)電極電位值時(shí)很容易受到外界環(huán)境溫度等條件的影響，進(jìn)而導(dǎo)致曲線出現(xiàn)偏差，穩(wěn)定性較差。近年來(lái)，隨著電化學(xué)分析法技術(shù)水平逐漸提升，能夠彌補(bǔ)過(guò)去在檢測(cè)中存在的缺點(diǎn)，不斷提升檢測(cè)效率水平，比如陰極和陽(yáng)極溶出伏安法，能夠?qū)ι铒嬘盟袩o(wú)機(jī)鉛、砷以及鎘等重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于食品中鉛含量檢測(cè)可以采用單掃描極譜法的方式，該方法在檢測(cè)分析農(nóng)殘、保健食品等方面中也發(fā)揮著極大的作用。2.3生物芯片技術(shù)隨著當(dāng)前生物技術(shù)的發(fā)展，尤其是生物分子技術(shù)，從一定程度上也拓寬了生物芯片的應(yīng)用，當(dāng)前生物芯片可用于營(yíng)養(yǎng)學(xué)，轉(zhuǎn)基因

8、學(xué)，微生物獨(dú)立學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域中3。生物芯片包含細(xì)胞，蛋白質(zhì)，基因，組織芯片等多種類型，但其中應(yīng)用比較成熟的是基因芯片，采取微加工的方式能夠?qū)⑻囟ㄏ盗衐na片段高密度有規(guī)律的排于固定載體中，這些載體可以是玻璃或者硅等物質(zhì)，進(jìn)而制好的芯片中包含大量的基因信息，將所標(biāo)記過(guò)的基因芯片和經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的樣品雜交融合，進(jìn)而檢測(cè)各分子雜交的信號(hào)強(qiáng)弱程度。通過(guò)相關(guān)軟件完成數(shù)據(jù)篩選、分析和鑒定，獲取樣品分子的數(shù)量和序列信息。利用該方法能夠判斷食品是否存在轉(zhuǎn)基因，同時(shí)利用金芯片在食品安全領(lǐng)域檢測(cè)中具有自動(dòng)化，高效性以及專業(yè)性，特異性等特點(diǎn)。2.4核磁共振技術(shù)核磁共振技術(shù)也是近年來(lái)使用較廣的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行有

9、機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的分析以及動(dòng)力學(xué)研究。核磁共振技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)：可對(duì)樣品進(jìn)行定性定量分析，在檢測(cè)過(guò)程中保持樣品的完整性，定量檢測(cè)過(guò)程中無(wú)需標(biāo)樣，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性高，且不受操作人員的技術(shù)和判斷影響。在食品中碳水化合物，蛋白質(zhì)，脂質(zhì)水分等物質(zhì)檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。利用核磁共振技術(shù)也應(yīng)用于對(duì)摻假不同成分的牛乳、摻假低價(jià)值油的橄欖油、摻假的米、蜂蜜、紅酒等進(jìn)行檢測(cè)，可對(duì)這些食品的摻假成分進(jìn)行有效鑒別4。但相對(duì)其他方法來(lái)說(shuō)檢測(cè)成本及技術(shù)要求較高。2.5色譜分析法色譜分析法包括氣相，液相，離子色譜法這三種類型，其中氣相色譜法是將氣體作為流動(dòng)相，該色譜法具有較高的分離效果，而且具有良好的樣品的選擇性，在使用該

10、方法時(shí)所需樣品較少，能夠?qū)崿F(xiàn)同組份同步分析，該方法主要適用于水中或者食品中有機(jī)氯等多種農(nóng)藥測(cè)定，嬰幼兒乳品中脂肪酸測(cè)定，白酒甲醇含量測(cè)定等。相對(duì)來(lái)看，高效液相色譜儀，該儀器檢測(cè)運(yùn)行效率較高，而且所需時(shí)間較短，靈敏度高，主要適用于一些高沸點(diǎn)，極強(qiáng)性大，分子大且穩(wěn)定性較差的物質(zhì)分析，也是目前在食品領(lǐng)域中的重要檢測(cè)方法。比如能夠用于檢測(cè)食品中著色劑，黃曲霉素含量，防腐劑，安塞蜜等多種物質(zhì)的測(cè)定，同時(shí)還包括乳制品中三聚氰胺的測(cè)定。離子色譜法是借助離子交換，能夠?qū)泊娴年?、?yáng)離子進(jìn)行定量、定性分析，并實(shí)現(xiàn)不同離子的分離，具有高效性和連續(xù)性，高靈敏度等特點(diǎn)。離子色譜可用于食品中亞硝酸鹽、溴酸鹽及糖的檢測(cè)分

11、析，也適用于測(cè)定水溶液中低濃度的陰離子。3儀器分析法在食品檢測(cè)中的具體應(yīng)用目前在現(xiàn)代食品檢測(cè)中儀器分析法發(fā)揮著重要作用，選擇合適的儀器分析法能夠準(zhǔn)確開(kāi)展食品中不同物質(zhì)含量和種類判斷分析，更好的掌握食品的成分并判斷其是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為消費(fèi)者的健康做好保障。3.1食品中重金屬污染的檢測(cè)當(dāng)前隨著社會(huì)快速發(fā)展的背景下，食品中經(jīng)常會(huì)面臨一些重金屬污染的問(wèn)題。未經(jīng)處理的工業(yè)“三廢”中含有的重金屬成分會(huì)滲入地下，通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入人類生產(chǎn)生活中，此外在食品加工，包裝，儲(chǔ)存等各個(gè)環(huán)節(jié)中均會(huì)受到重金屬的污染。例如鉛、鎘、鉻、砷等重金屬。重金屬相比其他的有機(jī)化合物來(lái)說(shuō)，其給食品帶來(lái)的污染程度不同，這種重金屬成分穩(wěn)

12、定，能夠在人體中長(zhǎng)期富集，在環(huán)境中極不易降解，沒(méi)有專業(yè)的儀器設(shè)備很難準(zhǔn)確的檢測(cè)到是否超標(biāo)。如果長(zhǎng)時(shí)間食用被污染的食物，這些重金屬在體內(nèi)積聚程度超過(guò)人體耐受限度，就會(huì)產(chǎn)生多種健康問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致人體產(chǎn)生嚴(yán)重疾病，比如日本由于鎘污染導(dǎo)致的骨痛病，以及由于汞污染導(dǎo)致的水俁病。因此，對(duì)“三廢”處理后再排放和在食品生產(chǎn)全過(guò)程做好重金屬污染防范工作至關(guān)重要。針對(duì)重金屬在定量檢測(cè)過(guò)程中傳統(tǒng)使用的方法，包括紫外可見(jiàn)分光光度法以及原子熒光法，原子吸收法，電感耦合等離子質(zhì)譜法，x射線熒光法等。其中也有一些檢測(cè)比較快速的方法，包括電極法，酶聯(lián)免疫吸附法5，比色法，試紙法等。根據(jù)國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，2017年頒布的食品安全國(guó)

13、家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于重金屬的限量有明顯規(guī)定。對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，為市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)提供技術(shù)支撐，經(jīng)監(jiān)督管理從源頭上杜絕重金屬污染食品流入市場(chǎng)，進(jìn)而能夠使消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)安全飲食。3.2 食品添加劑的檢測(cè)在當(dāng)前視頻加工過(guò)程中普遍會(huì)使用一些食品添加劑，利用該物質(zhì)能夠從地產(chǎn)度上改善食品的色香味，同時(shí)在加工過(guò)程中為能夠提高食物的保鮮和防腐能性能，加入了天然或人工合成的防腐劑或保鮮劑6，根據(jù)研究表明目前國(guó)內(nèi)共有23類食品添加劑，共計(jì)2000多種。由于近些年食品添加劑的不合理使用及過(guò)劑量添加，發(fā)生了瘦肉精、三聚氰胺和蘇丹紅等事件，導(dǎo)致人們談食品添加劑“色變”。因此為能夠合理使用食品添加劑，檢測(cè)機(jī)構(gòu)需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，比如

14、可以采用分子印記法或者固相萃取法，液相萃取法等，將待測(cè)組分有效分離，通過(guò)分子光譜、離子色譜法、色譜技術(shù)、色質(zhì)聯(lián)用等技術(shù)手段進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確分析添加劑的含量，進(jìn)而判斷該食品是否嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用添加劑。離子色譜法以及高效液相色譜法，這兩種方法具有操作簡(jiǎn)便而且響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，能夠用于食品中防腐劑，著色劑以及抗氧化劑等多種添加劑的檢測(cè)，進(jìn)而為食品安全檢測(cè)提供重要的技術(shù)支持。3.3 農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)藥是重要的生產(chǎn)原料，通過(guò)合理的使用能夠降低農(nóng)作物在種植和生產(chǎn)過(guò)程中受外界不良因素的影響，提高農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。由于受到市場(chǎng)不法商人利益的驅(qū)使，農(nóng)戶為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，在農(nóng)作物種植過(guò)程中

15、使用過(guò)量的抗生素農(nóng)藥，這些農(nóng)藥在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完全降解，且部分農(nóng)藥甚至還會(huì)殘留于農(nóng)作物的表面，導(dǎo)致農(nóng)作物的農(nóng)藥殘留量高于國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其對(duì)于一些穩(wěn)定性良好的農(nóng)藥來(lái)說(shuō)會(huì)在土壤中留存幾十年。種茶區(qū)在禁用滴滴涕、六六六多年后，在茶葉中仍可檢出滴滴涕及其分解產(chǎn)物和六六六。針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品在檢測(cè)過(guò)程中常使用的農(nóng)殘，包括有機(jī)氯，有機(jī)磷，氨基甲酸酯等，可通過(guò)氣相色譜法或者氣質(zhì)聯(lián)用高效液相色譜法或高效液質(zhì)聯(lián)用等多種方法完成定量和定性分析。運(yùn)用生化檢測(cè)法、酸抑制法、生物傳感器等方式進(jìn)行快速檢測(cè)，比如電化學(xué)法中的安培檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)農(nóng)殘，結(jié)合電極的信號(hào)做出快速響應(yīng)，應(yīng)用儀器分析法能夠擴(kuò)大農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)殘的檢測(cè)強(qiáng)度，對(duì)

16、于有效監(jiān)督市場(chǎng)農(nóng)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是十分重要的。4 小結(jié)總而言之，食品安全一直是國(guó)內(nèi)和社會(huì)領(lǐng)域高度重視的問(wèn)題，只有確保人們的飲食安全，才能夠提高社會(huì)治安穩(wěn)定，為保障人們生活中食品安全性，可以借助多種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，進(jìn)行食品品質(zhì)，質(zhì)量生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)研究等各環(huán)節(jié)的分析，進(jìn)一步提高食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中一些有毒有害物質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)高效性，同時(shí)隨著信息技術(shù)和儀器技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中還需要不斷開(kāi)發(fā)和技術(shù)更新過(guò)程，需要依靠更高精密度、更高分辨率、更高靈敏度的儀器。隨著國(guó)家在現(xiàn)代儀器分析技術(shù)資源、人力和物力的投入，更加精確的新技術(shù)新方法的不斷推出、使用和優(yōu)化，將確保食品檢測(cè)的可持續(xù)性發(fā)展。參考文獻(xiàn)1  luo y，bhattacharya bb，ho ty，et al.design and optimization of a cyberphysical digital microfluidic biochip for the polymerase chain reactionj.ieee t comput aid d，2015，34（1）：29-42.2  石景燕，李振海.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在化學(xué)分析中的應(yīng)用j.河北電力技術(shù)，2003，22（z1）：43-44.3