浅析仪器分析在食品安全检测中的应用

浅析仪器分析在食品安全检测中的应用

随着科学技术的发展，仪器分析的新方法不断涌现，因其具有快速、灵敏、准确的特点，被越来越多的应用于食品安全检测。本文主要概述仪器分析方法的分类，介绍其在食品安全检测中的应用。

仪器分析；食品安全；检测

在提倡绿色食品、健康食品的今天，仍然有些食品存在着较大的安全隐患。食品安全恶性事故屡次发生，加大了这一民生问题受关注的程度。食品安全关系到广大人民群众的身体健康和安危，关系到经济发展和社会稳定。然而在食品安全检测中，由于食品样本基质复杂，检测项目包括农药残留、兽药残留、重金属污染等多个项目，每个项目又包括多种需检测组分，再加之检测组分的含量低，传统的物理学检测法和化学检测法在检测种类和准确度上都无法很好的满足如今食品安全检测的要求。因此，引进先进、科学的仪器分析方法，保证食品检测结果的准确与可信，从而控制进入市场的食品质量，显得尤为必要。

仪器分析法是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。由于这类方法通常需要使用较特殊的仪器，因此得名“仪器分析”[1]。仪器分析具有快速、灵敏、准确的特点。仪器分析方法的种类繁多，根据分析仪器的工作原理可基本划分为以下几类：电化学分析法、光学分析法、色谱分析法、质谱分析法、热分析法等等。本文选取几种常用方法进行讨论。

1 色谱分析法

传统的色谱法，如柱层析、纸层析、薄层层析是一种将混合物有效分离的技术，将色谱法应用于分析化学中，连接相应的检测及数据处理系统，就是色谱分析。色谱分析根据组分在流动相和固定相中作用能力不同而达到分离，这种作用能力包括吸附能力、离子交换能力、分配溶解能力、空间排阻能力等。当两相作相对运动时，使得各组分在两相中反复多次受到作用力的作用而得到分离。现代仪器分析中的色谱既可以对混合物进行有效分离，又可以对分离出的混合物进行定性定量分析。因其分离效能高，检测性能好，分析快速，灵敏度高，定量结果准确等特点，已迅速发展成为仪器分析领域应用最广泛的一类方法。色谱分析包括气相色谱、高效液相色谱、超临界流体色谱、凝胶色谱、离子色谱、排阻色谱等。

气相色谱是二十世纪五六十年代发展起来的一种高效、选择性好、分析快速、操作简便的分析方法。它适用于气体试样的分析，也适用于一些易挥发或可以转化为易挥发状态的液体和固体的分析。在食品安全检测中，只要样品能在气相色谱仪操作许可的条件下，直接或间接气化成气体试样(一般要求沸点在500℃以下，热稳定性良好，相对分子量在400以下)，均可采用气相色谱仪进行分析，比如食品中卤素、硫、磷化物等农药残留的检测。

高效液相色谱法是二十世纪六十年代末、七十年代初发展起来的色谱分析方法。它引用气相色谱的理论，在传统的液相色谱之上，使用高压泵，克服了传统液相色谱流动相流经色谱柱所受阻力大这一弊端，同时使用新型高效固定相和高灵敏度检测设备，使得高效液相色谱具有高压、高速、高效、高灵敏度的突出优势。另外，高效液相色谱所需试样状态为液体，不需要像气相色谱试样必须气化，所以可以分析高沸点、热稳定性差、相对分子质量大的物质。高效液相色谱法应用于食品安全检测领域，可检测食品添加剂(如糖精钠、山梨酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸甲酯等)、食品微生物及微生物代谢产物(如黄曲霉毒素等)含量[2]。

2 电化学分析法

电化学分析法是利用物质的电学及电化学性质来进行分析的一类仪器分析方法。它通常是使被测样品的溶液构成原电池或电解池，通过测量这一化学电池的某些物理量，如电动势、电流、电导、电量等等，建立这些物理量与待测样品化学量的关系，从而进行测定。常用的电化学分析法包括：电导分析法、伏安分析法、库伦分析法等。电化学分析法的灵敏度和准确度都很高，且因其测得的是电信号，易实现连续测定和自动化。电位滴定法、溶出伏安法、电化学传感器法和极谱法等方法在食品中重金属离子、添加剂以及农药残留检测方面都有着重要的应用[3]。

3 光学分析法

光学分析法是一类重要的仪器分析方法。它的原理是根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用进行定性和定量分析。主要分为光谱分析和非光谱分析两大类。其中，前者需要测量辐射的波长及强度，而后者则是利用电磁辐射与物质的相互作用进行分析，如折射、反射、色散、散射、干涉、衍射、偏振等。光学分析法下属的分析种类很多，如原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外及可见吸收光谱、红外吸收光谱、激光拉曼光谱、分子荧光与磷光光谱、X射线衍射等都属于光学分析法的范畴。

原子吸收光谱是通过检测试样所产生的蒸汽对特征谱线的吸收作用来进行定量分析的方法。其具体过程为：使用待测元素灯发出特征谱线的光，当这些光通过试样的原子蒸汽时，部分光将被试样中待测元素的基态原子吸收，使得部分谱线强度减弱，通过比较特征谱线光减弱程度，即可得出试样中待测元素的含量。该方法常用于检测食品试样中铅、钠、铜、铝、硒等元素的含量。

紫外可见吸收光谱主要分析食品物质样本波长为200～780 nm的电磁辐射，其光谱是由于分子之中价电子跃迁到反键轨道吸收能量而产生的，因此谱带的呈现取决于分子中价电子的情况。该方法常用于测量食品中重金属、农药残留、甜蜜素、硝酸盐、防腐剂、香兰素等物质的含量[4]。

4 结语

以上简要介绍了几种食品安全检测中仪器分析方法的原理、特点、应用等，随着科学技术发展日新月异，越来越多的新技术涌现出来，如生物芯片检测技术、高效毛细管电泳、电感耦合等离子体质谱技术、同位素质谱技术等在食品安全检测方面也有重要的应用。未来，食品安全检测要求的不断提高会催生出更多新的仪器分析方法，同时也迫使现有方法不断改进以适应新局面。另外，仪器分析技术的更新换代，也会促使食品安全检测技术不断升级。相信未来仪器分析会更加准确、灵敏、快速、微量，不断向着自动化、智能化迈进，必将在食品安全检测中发挥着不可替代的作用。

[1]朱明华，胡坪.仪器分析第四版 [M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]樊惠民，余实，谭远方.液相色谱在食品检测方面的应用 [J].食品安全质量检测学报，2011，02(3)：174～177.

[3]赵东江，马松艳.电化学分析法在食品安全检测中的应用 [J].绥化学院学报，2016(2)：141～144.

[4]冯东，李雪梅，王丙莲.紫外-可见分光光度法在食品检测及食品安全分析中的应用 [J].食品工业，2013(6)：190～192.

053000 河北省衡水学院生命科学系 王婷婷