仪器分析法在食品检测中的应用探究

韦仁矿

（百色市检验检测中心，广西百色 533000）

近年来，我国食品领域常被曝出大大小小的食品安全和卫生问题，从最早的三鹿奶粉、地沟油、瘦肉精，到现在的外卖黑作坊、老坛酸菜等事件，都产生了不同程度的负面影响。食品安全影响到人们的生命财产安全，为了最大程度减少此类事件的发生，我国也在大力整治食品行业，保障人们的身体健康和生命安全。要对食品进行严格的检测监督，利用仪器分析方法加强对食品成分的分析，判断食品是否符合国家标准要求。

1 食品安全检测的必要性

食品检测涉及的样本、种类繁多，检测工作也十分烦琐。常见的检测对象是日常生活中常见的各种蔬菜、水果、肉、蛋、奶、糖果和糕点等，复杂繁多的食品种类和差异化的成分给食品检测带来巨大的挑战[1]。食品安全检测的必要性包括以下两方面。

（1）确保食品中不含有危害人体健康的物质。我国曝出的“镉大米”事件中，大米中重金属元素镉含量超标，镉进入人体后会产生毒性，严重危害人体健康；使用发霉变质的花生榨油会导致花生油中的黄曲霉毒素超标，长期食用黄曲霉素超标的花生油，会极大提升癌症诱发率；奶粉中“三聚氰胺”会对人体产生巨大危害[2]。因此，进行食品检测对于确保食品安全具有重要意义。

（2）检测食品中的营养物质。食品是人们获取营养的主要方式，对于市场上流通的各种食材，必须明确其中的营养成分物质，如碳水化合物、蛋白质、脂肪和维生素含量等[3]。明确这些指标后，人们可根据自己的需要购买食物。

2 仪器分析法的类型与检测优势

2.1 仪器分析法使用的仪器类型

仪器分析法主要是利用各类专业仪器进行检测。①制备样本的仪器。对采集的样品进行粉碎、取样，如绞肉机、粉碎机、磨粉机等。②样品预处理设备。消除样品中的干扰因素，提取被测组分，如微波消解仪、固相萃取仪、快速溶剂萃取仪等。③数据检测仪器。用于检测样品，从而得到样品的各项指标信息，如菌落计数器、酶标仪、黄曲霉素测定仪等，这是食品检测过程中较为重要的一部分，会影响到检测结果的精准性。

2.2 仪器分析法的优势

利用仪器替代人工进行食品检验，其优点主要在于以下两方面。①成本费用低。虽然在前期采购专业检测设备时，采购费用较高，但仪器投入使用后，只要定期进行维护保养，设备的使用周期会极大延长，所以单次的费用增长并不显著，总体费用也会降低。②仪器精度高，分析速度快。只要程序无误，仪器的元件设备正常未产生损坏，设备可以提供更精确的分析数据。

3 仪器分析法在食品安全检测中的应用

3.1 光谱分析法

光谱分析法是在食品安全检测中使用较为普遍且精确度较高的方法。其主要是通过对食品物质在不同的光照射下呈现出的光谱反应进行分析比对，利用其中呈现出的差异对食品样本进行检测分析。光谱分析法可对食品中的不同物质进行高效化的定量检测分析，包括亚硝酸和碳酸盐等类型的物质。在检测分析的过程中，利用呈现出的紫外线谱就可以对食品中的金属物质，尤其是重金属元素进行准确分析，而利用红外光谱则可以清晰反映出食品物质的鲜活程度、营养成分等，是检测食品是否过期的检测方法。

使用光谱分析法对食品进检测，一般对样本的纯净度要求不高，可以对成分较为复杂的样本物质进行高效率检测，但为了保证检测结果的精确，一般还需要进行多种样本之间的比对。在常温下，物体是电子能级、振动能级的基态，在受到不同的电磁波照射时，物体会吸收一定的电磁波，从基态进入到活力激发状态，在此过程中，食品材料会沿着不同的方向，以相同或更低的频率发射自身的能量，从而保证检测工作的顺利进行。光谱法包括紫外可见吸收光、荧光、红外和等离子发射光谱法等几种方法[4]。在食品检验中，利用光谱技术可以得到高灵敏度、高精度和广泛的适用性，可对某些金属、非金属元素和它们的化合物进行合理的测定，并且可以对有机化合物进行定量和定性分析。

3.2 色谱分析法

色谱分析法是一类分离和鉴定化学物质的方法，其原理是依据化学物质在两种介质中的不同分配系数（或其他的不同行为，如吸附、渗透等）进行检测，主要包括液相色谱法和气相色谱法。气相色谱检测法是利用物质的沸点、极性或吸附性的差异实现混合物的分离，检测器产生的响应信号与被测组分的含量成正比，因此可根据响应信号的大小计算出被测组分的含量[5]。液相色谱法是用液体作为流动相的色谱法，检测过程中携带待测组分移动，常见的流动相有乙腈-水溶液、乙腈-醋酸水溶液、甲醇-水溶液等。

气相色谱法具有分离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作简便等优点，但由于受到技术条件的限制，无法对沸点过高或热稳定性差的物质进行分析，对500 ℃以下不易挥发或受热易分解的物质可采用衍生化法或裂解法处理。液相色谱法只要求试样能制成溶液，无需进行气化处理，因此不受试样挥发性的限制，对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大的有机物，原则上都可使用高效液相色谱法进行分离、分析。实际工作中针对已知化合物，可用气相色谱分析的约占20%，而能用液相色谱分析的占70%～80%。

液相色谱法可应用于饮品检测中，如目前市面上多种多样的饮料、乳制品，可快速检测出其中的糖、蛋白质、维生素等营养成分含量；也可以用于检测蔬菜、水果中的营养成分、食品添加剂含量等。气相色谱法可应用于食品中农药残留检测，由于现代农业种植大量使用农药、化学肥料，导致农作物出现有机磷、硫、氮等化学成分残留，利用气相色谱法可以快速检测出残留成分；还可用于检测多环芳烃、丙烯酰胺含量，食品加工中多环芳烃污染最为严重的食品为烟熏、烧烤类，气相色谱技术可对20多种多环芳烃进行快速检测。通过气相色谱技术对烟熏食品多环芳烃污染程度进行检测，对提升食品质量与安全控制具有重要意义。

3.3 电化学分析法

电化学分析法作为一种重要的研究手段，在食品的生产和检验中得到了广泛的应用。具体来说，电化学分析法主要包括电势分析法、电导分析法、伏安法等，并且在对食品进行具体检测的过程中，该方法使用较为方便、检测设备简单、分析速度快、检测结果具有较高的准确度，但其在使用过程中也存在一定弊端。由于试验条件的不同，试验结果可能存在一定的误差，很多生产出来的离子电极并未得到很好的使用。但相对的，极谱分析技术发展比较成熟，如极谱法中常用的阳极溶解法、极谱催化波等，极大地提高了极谱的探测精度。

采用单扫描极谱仪对食品、水样中的氰化物含量进行分析，发现该方法具有较好的灵敏度。此外，电位溶解法也是一种很好的分析方法，一般适合对食品中的微量元素以及混合金属元素进行测定分析，它可以很好地检测出酱油、醋等样品中的砷含量。虽然该方法使用条件较为简单，但其总体的应用范围仍相对局限，不适合对一些成分比较复杂的食品进行精确的测量分析，否则需提前对样本进行处理，增加了人工成本和时间成本。

4 提升检测仪器分析效率的措施

4.1 依照检测物质样本和环境选择合适的技术

各种仪器和分析方法都存在一定的优点和缺点，在进行检测前，需要确定被测物质的种类和特点，根据被测对象和类型选择最适合的技术。例如，对食物原材料和简单加工过的食物进行重金属元素的分析检验，可以使用电解法，该方法检测速度快、成本低；对于复杂的食品，如糕点，可使用光谱分析和层析等方法进行定性、定量分析。在使用专业仪器分析时，需要有专业的测试人员，最好是有丰富的工作经验和较高技术水平的人员。因为不同的仪器和方法在参数和要求上有很大的差别，要想获得满意的测试效果，必须要有相应的技术和专业知识。

4.2 严格遵循规定标准，合理制作样本

不同的检测方法和仪器的检测程序和操作要点不同，必须严格遵守检测规程，以获得精确的检测效果。例如，在使用电解技术检测样本时，应除去样本中无需检验的物质，以免对检验结果产生不利的影响。光谱检测技术对样本质量的要求较高，进行分析时应严格样本制作，确保样本质量。仪器分析过程更多地遵循相对分析，其验证方法及分析测定都要对相应的标准进行选择及应用，在日常的检测过程中必须依照国家标准或行业标准进行操作，并定期对标准物进行比较、分析。在选择和使用标准物时需要注意：①禁止使用无证标准物；②全面了解标准物的使用要求，如标准值所对应的温度、取样量等；③禁止采用过期的标准物，确保选取标准物质的良好，从而保障检测的准确性、可靠性。

样本选择的正确与否直接关系到测试结果的准确性。在选取样本时，应尽可能选用洁净度高的样本，以保证其未受到任何形式的污染，并保留其原有的状态。在检验时，检验人员须按照样本处理的要求，严格控制样本状态，减少因检验人员的技术水平不足导致的测试精度不高的问题。此外，当样本出现污染问题时，应及时替换受污染样本，并对受污染样本影响的资料进行重新审验。如果检验与首次检验的结果有很大差异，则应采用其他检验方法进行重新确认。要根据已有的理论和积累的试验经验，采取适当的措施，如将所使用的仪器调到合适的工作条件、添加基质改良剂、调节测试模式和做好基质匹配等，避免不同因素干扰测试结果。

5 结语

现阶段的食品安全管理还需进一步优化，同时要加强食品安全检测力度。根据我国的实际情况，制定更严格、规范的食品安全政策，以减少频发的食品卫生问题，保证食品安全检测能与时代同步发展，保证检测到的问题能得到及时解决，并提供高质量、高效率的技术支持。未来随着科学技术的发展，食品检验技术也会变得更便捷快速。在食品科学与分析技术的发展下，将会有越来越多的新技术和新内容在食品安全检验中发挥作用，为人们的生命健康提供坚实保障。