牛亞杰 食品營養(yǎng)與檢測 儀器分析

1、鄭州科技學(xué)院現(xiàn)代儀器分析課 程 論 文 題 目 儀器分析在食品中的應(yīng)用 學(xué)生姓名 牛亞杰 專業(yè)班級 10級食品?？?學(xué) 號 所 在 系 機械工程系 指導(dǎo)教師 張娜 完成時間 2012年10月15日 儀器分析在食品中的應(yīng)用牛亞杰（鄭州科技學(xué)院機械工程系 10級 食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)）摘 要現(xiàn)代儀器分析是一門發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛的實用分析技術(shù)，這類技術(shù)具有快速、靈敏、準(zhǔn)確的特點，并以化學(xué)和物理學(xué)為基礎(chǔ)，在結(jié)構(gòu)化學(xué)、光化學(xué)(化學(xué)動力學(xué))、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域起著重要作用。本文主要探討現(xiàn)代儀器分析在食品檢測中的應(yīng)用及展望。關(guān)鍵詞 儀器分析/食品分析/檢測/應(yīng)用 近年來，食品儀器分析方法的發(fā)展十分迅速，一些先

2、進(jìn)技術(shù)不斷滲透到食品分析領(lǐng)域中，使儀器分析方法在食品分析中所占的比重不斷增長，并成為現(xiàn)代食品分析的重要支柱。所謂儀器分析是指借用精密儀器測量物質(zhì)的某些理化性質(zhì)以確定其化學(xué)組成、含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)的一類分析方法，尤其適用于微量或痕量組分的測定。目前在食品分析檢測中基本采用儀器分析的方法代替手工操作的傳統(tǒng)方法，氣相色譜儀、高效液相色譜儀、氨基酸自動分析儀、原子吸收分光光度計及可進(jìn)行光譜掃描的紫外可見分光光度計、熒光分光光度計等均得到了普遍應(yīng)用。同時由于計算機技術(shù)的引入，使儀器分析的快速、靈敏、準(zhǔn)確等特點更加明顯，多種技術(shù)的結(jié)合與聯(lián)用使儀器分析應(yīng)用更加廣泛，有力推動了食品儀器分析的發(fā)展，使得食品分析正處

3、在一個嶄新的發(fā)展時代?，F(xiàn)代分析儀器的種類十分龐雜，應(yīng)用的原理不盡相同，而根據(jù)儀器的工作原理以及應(yīng)用范圍，可劃分為：電化學(xué)分析儀器、光學(xué)式分析儀器、射線式分析儀器、色譜類分析儀器、離子光學(xué)式分析儀器、磁學(xué)式分析儀器、熱學(xué)式分析儀器、電子光學(xué)物性測定儀器及其它專用型和多用型儀器1。1.電化學(xué)分析法電化學(xué)分析是食品生產(chǎn)控制、理論研究的新型重要工具，在食品分析中占有重要地位。離子選擇性電極能直接測定液體試樣，對復(fù)雜樣品無需預(yù)處理，所需儀器設(shè)備簡單，使用方便，有利于連續(xù)和自動分析，測定靈敏度高，目前已有幾十種商品化的離子選擇性電極應(yīng)用于食品分析中。極譜分析具有設(shè)備簡單、分析速度快、準(zhǔn)確度高、靈敏度高等特

4、點，近年在測量食品中的色素、糖精、微量元素等成分的研究中取得很大進(jìn)步?？捎藐枠O溶出伏安法測定的元素有30多種，陰極溶出伏安法測定的元素有20多種。化學(xué)修飾電極的選擇性、重現(xiàn)性優(yōu)于普通電極，拓寬了電化學(xué)法的分析對象。生物傳感器由于其分析簡單、迅速、準(zhǔn)確、靈敏度高、價廉，并能在線現(xiàn)場操作，在食品成分分析、生產(chǎn)在線監(jiān)測、添加劑分析、微生物和生物毒素的檢測、食品鮮度的分析等方面都有廣泛的應(yīng)用前景。2光譜分析法紫外可見分光光度法具有專屬性強，靈敏度和準(zhǔn)確度高，操作簡單、快速、安全、檢品用量少等特點，廣泛用于食品分析領(lǐng)域。原子吸收光譜分析法為食品分析、食品營養(yǎng)、食品生物化學(xué)、食品毒理學(xué)等諸多領(lǐng)域的空前發(fā)展

5、提供了條件，成為測量痕量和超痕量元素的最有效方法之一。高頻電感耦合等離子體發(fā)射光譜方法(ICP-AES)具檢出限低、精密度高、基體效應(yīng)小、線性范圍寬、多元素同時測定等優(yōu)點，在食品微量元素分析中得到廣泛應(yīng)用。熒光分析法(PCF)具有靈敏度高、選擇性好、線性范圍廣等特點，廣泛用于食品中礦物質(zhì)及金屬元素、氨基酸、維生素、食品霉變物質(zhì)、菌類、食品添加劑、防腐劑、包裝有害物質(zhì)，食品農(nóng)藥殘留量的分析?，F(xiàn)代近紅外光譜分析技術(shù)(NM)是一門需較少預(yù)處理的快速無損傷技術(shù)。能在幾十秒甚至幾秒內(nèi)，僅通過對樣品一次NM的簡單測量，就能同時測定一種樣品的幾種甚至幾十種物質(zhì)或濃度數(shù)據(jù)，而且被測樣品用量少，無破壞，無污染。

6、能有效地分析食品中防腐劑成分，又能對糧食中的水分、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、纖維素、灰分以及谷物加工品品質(zhì)進(jìn)行檢測。核磁共振分析法(NMR)由于具有定性測定不具破壞性，定量測定不需要標(biāo)樣的特點，因此其在食品中的應(yīng)用和發(fā)展越來越廣泛。食品的松脆度、多汁性、質(zhì)感穩(wěn)定性等質(zhì)構(gòu)信息取決于食品組成成分的物理、化學(xué)狀態(tài)及其三維結(jié)構(gòu)，通常無法用常規(guī)分析方法進(jìn)行研究，應(yīng)用非破壞性核磁共振技術(shù)研究物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，已成為食品研究的一種趨勢。拉曼光譜分析法具有分析速度快、無需預(yù)處理、不需破壞樣品、靈敏度較高、所需樣品濃度低、反映結(jié)構(gòu)信息量大等特點，在食品工業(yè)快速檢測、質(zhì)量控制、無損檢測等方面發(fā)揮著越來越大的作用。

7、3色譜分析31氣相色譜法氣相色譜是20世紀(jì)5060年代發(fā)展起來的一種高效、快速分析方法。一般根據(jù)該法所用色譜柱的形式，可將其分為毛細(xì)管氣相色譜和填充氣相色譜兩種類型。在食品分析檢測中，凡在氣相色譜儀操作許可的溫度下，能直接或間接氣化的有機物質(zhì)，均可采用氣相色譜儀進(jìn)行分析測定，如蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、糖類、脂肪酸、殘留農(nóng)藥等。 近年來對氣相色譜改進(jìn)性測定，如采用頂空氣相色參考文獻(xiàn)譜法測定食品添劑磷酸中氟含量，其方法處理簡便，靈敏度高，與國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法測得結(jié)果一致，準(zhǔn)確度、精密度能夠滿足常規(guī)分析要求2，同時該方法也可以檢測保健食品中的抗氧化活性。32液相及高效液相色譜法通常所說的主層析、薄層層析

8、或紙層析就是經(jīng)典的液相色譜。而高效液相色譜是以經(jīng)典的液相色譜為基礎(chǔ)，以高壓下的液體為流動相的色譜過程，其所用固定相顆粒度小(510 um)、傳質(zhì)快、柱效高。高效液相色譜法是食品分析的重要手段，特別是在食品組分分析(如維生素分析等)及部分外來物分析中，有著其它方法不可替代的作用。同時近年來很多新型專用的高效液相色譜儀不斷問世，如氨基酸分析儀、糖分析儀等，分別在檢測食品中的污染物、營養(yǎng)成分、添加劑、毒素等方面得以充分應(yīng)用3。33離子色譜法離子色譜法是1975年Small等人首次提出并建立的，在出現(xiàn)了抑制型(或雙柱)離子色譜法后相繼又出現(xiàn)了單柱離子色譜法，在食品分析檢測中應(yīng)用日益廣泛，所分析的樣品幾

9、乎涉及食品工業(yè)分析的各個領(lǐng)域，如水、啤酒、奶制品、肉制品等4。4質(zhì)譜分析法質(zhì)譜儀是用一束電子流轟擊被研究的物質(zhì)，把形成的正離子碎片的圖譜定量地記錄下來，這種記錄就是質(zhì)譜圖。而質(zhì)譜分析法就是利用質(zhì)譜圖對被測物質(zhì)進(jìn)行組分的檢測與鑒定。在食品分析中能夠定性或定量地檢測出食品中揮發(fā)性成分、糖類組成、氨基酸(蛋白質(zhì))、香味成分及有毒有害物質(zhì)等成分5。液質(zhì)聯(lián)用的使用，更能有效地測定被測流出物中的痕量組分，能成功分析非揮發(fā)性的農(nóng)藥殘留物、氨基酸、脂肪和糖類物質(zhì)。而氣質(zhì)聯(lián)用也能較大程度地提高分析效率，例如：在對食用油中礦物油的測定時，氣質(zhì)聯(lián)用在用皂化法測定表現(xiàn)為陽性的情況下，能夠準(zhǔn)確地分析出被測食用油中不含礦

10、物油。5.核磁共振分析法在鑒定有機化合物的結(jié)構(gòu)中，核磁共振譜是一個很有價值的工具，這項技術(shù)能夠提供分子中不同類型氫原子的信息。在食品行業(yè)中可以對油脂、水分以及利用體系中不同質(zhì)子的馳豫時間不同來研究淀粉的糊化、回生或玻璃化轉(zhuǎn)化6；另一方面，還可以利用其分析粉狀食品結(jié)塊的機理，研究食品的結(jié)塊與玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度、化學(xué)組成之間的關(guān)系，為延長食品的保質(zhì)期提供理論基礎(chǔ)。6.生物芯片檢測技術(shù)生物芯片檢測技術(shù)是一種全新的微量分析技術(shù)?；炯夹g(shù)包括方陣構(gòu)建、樣品制備、化學(xué)反應(yīng)和結(jié)果檢測。這項技術(shù)在食品微生物領(lǐng)域、食品衛(wèi)生檢測領(lǐng)域、食品毒理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測中均有應(yīng)用。其主要分類有蛋白質(zhì)芯片、細(xì)胞芯片、組織

11、芯片以及特別適用于檢測轉(zhuǎn)基因食品的基因芯片?；蛐酒址QDNA芯片或DNA微陣列，通常采用原位合成與合成點樣法制作，其能以高信息量、高通量，同時檢測、分析大量的DNARNA。此項技術(shù)是將大量的探針分子固定在支持物上，與標(biāo)記的樣品分子雜交，通過檢測每個探針分子雜交信號的強度，對結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以獲取樣品分子的序列和數(shù)量信息，判斷該樣品是否含有轉(zhuǎn)基因的成分，鑒定該食品是天然的還是轉(zhuǎn)基因的，是否在安全的限度內(nèi)。利用該技術(shù)可檢測食用成品和鮮活的動植物材料，靈敏性強、自動化程度高、特異性強、假陽性低、簡便快速7。7.其他分析技術(shù)質(zhì)譜分析法(MS)能定性和定量測定相對分子質(zhì)量，給出分子式，提供分子結(jié)構(gòu)

12、信息。在食品分析中能夠定性或定量地檢測出食品中揮發(fā)性成分、糖類組成、氨基酸(蛋白質(zhì))、香味成分及有毒有害物質(zhì)等。聯(lián)用技術(shù)及聯(lián)用儀器組合的發(fā)展，成為食品分析中廣泛使用的一種分析手段。生物芯片檢測技術(shù)能處理生物分子所攜帶的信息，是自動化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)同時檢測多種目標(biāo)分子的目的，檢驗效率高，檢測周期短。是食品衛(wèi)生檢驗、檢疫中，最快速、大通量、最適用的高新技術(shù)?；瘜W(xué)發(fā)光分析較熒光分析更加靈敏，基因分析、食品衛(wèi)生監(jiān)測等方面顯示的極好的應(yīng)用前景。在食品分析中引人化學(xué)計量學(xué)，可解決一些別的方法不能解決的問題，可使某些樣品不經(jīng)分離就可實現(xiàn)同時測定，大大簡化分析步驟。展望隨著食品科學(xué)和儀器分析的不斷發(fā)展，儀器

13、分析取代傳統(tǒng)的化學(xué)分析是必然的發(fā)展趨勢。在儀器分析方法中加快生物分析技術(shù)的研究，創(chuàng)造出檢測能力更強的生物元件，與其它儀器集成，向便攜式、低成本、高靈敏度、高選擇性的方向發(fā)展。加快廣泛普及的常規(guī)分析儀器的研發(fā)，逐步取代一些傳統(tǒng)的，落后的分析儀器和檢測方法成為一種廣泛的市場需求。同時加快“網(wǎng)絡(luò)實驗室”的建設(shè)，進(jìn)一步拓展化學(xué)計量學(xué)在食品分析中的應(yīng)用范圍具有光明前景。聯(lián)用技術(shù)在解決復(fù)雜問題的分析上將發(fā)揮越來越大的作用。參考文獻(xiàn)1 王世平，王靜，仇厚援現(xiàn)代儀器分析原理與技術(shù)M哈爾濱工程大學(xué)出版社，1999：22 張沛玲頂空氣相色譜法測定食品添加劑磷酸中氟含量J職業(yè)與健康，2002，18(6)：403 邢亞東高效液相色譜技術(shù)在食品衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用J