保健食品活性成分的主要检测方法

杨秀芳, 马养民, 张影珍

(陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安 710021)

近年来随着人类生活水平的改善,越来越多的人提高了健康意识和对保健食品的购买能力,保健食品也获得了快速的发展,产品琳琅满目.因此一些不法商家为了谋取暴利,造成的各种保健食品的安全问题令人担忧.国家食品药品监督管理总局近日发布公告,曝光了12种违法发布虚假广告、严重欺骗和误导消费者的保健食品.类似事件频频发生,说明我国保健食品依然存在着严重的安全隐患,主要有研发隐患、功效隐患、监管隐患、原料隐患等[1].其中功效隐患最为严重,商家过分的夸大其活性成分的功能,究其原因是检验能力的不足,严重制约了对保健食品功效成分的检验.因此保健食品的活性成分分析检测就成了我们急需解决的问题,仪器检测技术的发展和设备的更新对食品检测提供了有力的技术支持.

从目前已审批的保健食品来看,国产保健食品功效成分主要是含皂类、黄酮类、多糖类成分和以草本植物为原料的保健食品.进口保健食品的功效成分主要为鱼油、褪黑素、磷脂类和膳食补充剂[2].其检测方法按大类可分为光学分析法和色谱分析法.

1 光学分析法

光学分析法是利用物质的的光谱特征,对已知物进行定性、定量分析的方法,常用的有紫外-可见分光光度法、红外可见分光光度法、荧光分光光度法、原子吸收分光光度法和核磁共振波谱法.在这主要介绍食品活性成分检测中2种常用的分析方法:紫外-可见分光光度法和红外分光光度法.

1.1 紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法是研究物质在紫外(200～400 nm)及可见光(400～760 nm)区分子吸收光谱的分析方法.它是基于物质对光的选择性吸收的特性而建立起来的分析方法,以朗伯-比尔定律为基础.其光谱是由于分子之中价电子的跃迁而产生的,因此这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况.常用的紫外-可见分光光度计有单光束分光光度计、双光束分光光度计、双波长分光光度计和多道分光光度计4种类型.目前常用的是双光束分光光度计.其优点是仪器价格相对低廉且分析成本低,操作简便,快速,灵敏度高[3].凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物,根据在特定吸收波长处所测得的吸光度,可用于食品的鉴别、纯度检查及含量的测定.食品中常用紫外-可见分光光度计测定的项目有甲醛、果胶、己糖、戊糖、甲基戊糖、果糖、葡萄糖、脂肪、大豆异黄酮以及食品中涉及的一些复合甜味剂、复合防腐剂和复合鲜味剂等均可以用紫外可见分光光度计进行一个全面扫描以排除违禁添加剂的使用.

1.2 红外分光光度法

红外分光光度法是指利用物质的红外光谱进行定性、定量分析及测定分子结构的方法.红外吸收光谱主要是由分子中所有原子的多种形式的振动引起的,不同形式的振动均有其相应的吸收峰.不同基团振动的吸收峰总是出现在某一特定的区域.近红外光线具有较强的穿透能力,而远红外则有良好的加热特性.在近红外光谱区产生吸收的官能团主要是含氢基团,包括:C—H(甲基、亚甲基、芳基、羧基等)、氨基N—H、羟基O—H、硫基S—H等.近红外光谱主要是有机分子的倍频与合频吸收光谱,与中红外光谱一样,该谱区也能够得到分子的结构、组成、状态的信息,而且从近红外反射光谱还能得到样品的密度、粒度、高分子的聚合度及纤维的直径等物质的物理状态信息[4].近红外光谱具有的优势为:1)测试简单,无繁琐的前处理和化学反应过程;2)测试速度快,大大缩短测试周期;3)对测试人员无专业化要求,且单人可完成多个化学指标的测试,大大提高测试效率;4)测试过程无污染,检测成本低;5)随模型中优秀数据的积累,模型不断优化,测试精度不断提高;6)测试范围可以不断拓展[5].红外光谱除液体、气体、固体样品外,还可检测粉末状、纤维状、糊状、肉类、乳类等样品.可以充分的检测食品中的酚类(IR吸收峰在1 500～1 600 cm-1、3 300 cm-1)、黄酮类(IR吸收峰在1 500～1 700 cm-1)、香豆素(IR吸收峰在1 500～1 600 cm-1的芳环吸收峰,1 700 cm-1附近有不饱和内酯吸收峰)、生物碱等.

2 色谱分析法

色谱法是利用色谱技术进行分离分析的方法.色谱法最早是由俄国植物学家Mikhail在1906年研究用碳酸钙分离植物色素其分离原理是溶于流动相(mobile phase)中的各组分经过固定相时,由于与固定相(stationary phase)发生作用(吸附、分配、离子吸引、排阻、亲和)的大小、强弱不同,在固定相中滞留时间不同,从而先后从固定相中流出.后来在此基础上发展出纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法,20世纪60年代后又相继出现了凝胶、高效液相、高效薄层、毛细电泳等色谱技术[6].下面主要介绍食品检测中常用的2种色谱检测方法.

2.1 气相色谱法

气相色谱法是一种以气体为流动相的色谱分析技术.可将其分为毛细管气相色谱和填充气相色谱两种类型.它是一种高效、高选择性;灵敏度高;分析速度快;应用范围广的食品检测技术.它可以与化学方法结合定性,有些带有官能团的化合物,能与一些特殊的化学试剂起化学反应,经处理后,这类物质的色谱峰会消失或提前或后移,比较样品的前后谱图就可定量;它也可以与质谱、红外光谱等仪器结合定性分析.在食品分析检测中,凡在气相色谱仪操作许可的温度下,能直接或间接气化的有机物质,均可采用气相色谱仪进行分析测定,如蛋白质、氨基酸、核酸、糖类、脂肪酸、残留农药溶剂残留、防腐剂等[7].

2.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法是以经典液相色谱为基础,以高压下的液体为流动相的色谱过程.是食品分析的重要手段,它可用于高沸点、分子量大、热稳定性差的有机化合物及各种离子的分离分析,在氨基酸、蛋白质、生物碱、核酸、甾体、维生素、抗生素的检测方面有着其他方法不可替代的作用.同时近年来很多新型专用的高效液相色谱仪不断问世,如氨基酸分析仪、糖分析仪等,分别在检测食品中的污染物、营养成分、添加剂、毒素等方面得以充分应用[8].HPLC已经越来越广泛的应用到食品检测与安全性分析中,近年又与其他的色谱相互结合,扩大了检测范围,提高了检测水平,可更快速准确地检测出食品中残留的微量、痕量毒素.随着技术的不断完善和发展,HPLC必将在食品检测与分析领域有更广阔的发展[9].

3 结 语

保健食品非一般食品,不是以提供营养素(补充剂除外)为目的,而是以调节功能为主[10],另一方面,保健食品功效成分一般都具有一定的量才能保障保健功能,因此测定功效成分重要的是方法的选择性和准确性,过分追求方法的检测限和灵敏度是不可取的.随着科学技术水平的发展,我们对保健食品的检测的技术力度将大大提升.从单一的形态鉴别到现代分析技术;从一般定性分析发展到能对多种物质的定性、定量分析,乃至对未知物的鉴别和异构体产品的鉴别;从一般成分分析到对复杂物质中微量杂质的分析,尤其是有效成分的质量控制.针对我国保健食品所存在的安全隐患,我们应该建立功效成分结构分析方法及完整的评价体系,提高检测技术,完善成分鉴定,加强保健食品安全意识,防患于未然,确保保健食品走健康发展之路.

参考文献:

[1] 王静,金芬,邵华,等.保健食品的发展及安全隐患[J].现代科学仪器,2007(1):14-16.

[2] 王竹天,杨大进.保健食品功效成分测定方法现状及发展趋势[J].中国食品卫生杂志,2000,12(6):13-15.

[3] 黎卫强.紫外可见分光光度计在食品检测中的应用[J].企业科技与发展,2010(6):15-16.

[4] 董文宾,王顺民.近红外光谱技术在食品分析中的应用[J].食品研究与开发,2004,25(1):113--115.

[5] 徐广通,袁洪福,陆婉珍.现代近红外光谱技术及应用进展[J].光谱学与光谱分析,2000,20(2):134--142.

[6] 霍超,徐桂花,霍杰.传统理化分析与现代仪器分析在食品检测中的比较[J].中国食物与营养,2008(7):48-49.

[7] 关海宁,徐桂花,刀小琴.仪器分析方法在食品检测分析中的应用[J].中国食物与营养,2006(6):40-42.

[8] 邢亚东.高效液相色谱技术在食品卫生领域的应用[J].现代医药卫生,2005,21(5):550-551.

[9] 王民如,田运佳,刘浩,等.高效液相色谱法(HPLC)在食品安全检测中的应用[J].农业工程技术:农产品加工业,2009(7):55-57.

[10] 白鸿.保健食品中功效成分检测方法的研究[M].北京:中国中医药出版社,2011.