营养成分检测在食品安全中的价值与应用策略

◎ 郭 睿

（中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618300）

1 食品中营养成分检测的重要性

①对食品中的营养成分进行检测，可以帮助人们了解食品中的营养成分含量，为人们提供健康饮食的指导。各种营养素是维持人体正常功能和健康所必需的，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质等[1]。通过对食品进行营养成分检测，人们可以更好地了解自己摄入的营养素类型和含量，从而合理安排饮食，满足身体的营养需求。②营养成分检测可以帮助人们避免营养缺乏或过剩的情况，预防某些营养素的不足或过量摄入可能导致的健康问题，例如，缺铁引发贫血、缺钙导致骨质疏松症、过量摄入脂肪导致肥胖等。通过准确检测食品中的营养成分，可以预防相关的健康问题。③营养成分检测有助于食品生产商和监管机构进行产品质量控制，食品生产商需要确保其产品标签上注明的营养成分与实际含量相符，以遵守相关法规和标准。监管机构可以通过对市场上食品样品进行营养成分检测，确保产品的合规性和消费者权益的保护[2]。④对食品中的营养成分进行检测，可以使消费者作出更明智的购买决策。在面对众多食品选择时，了解其营养成分含量，可以帮助消费者更好地选择适合自己需求的食品，形成健康的饮食习惯。

2 食品的营养成分检测方法

2.1 化学分析法

食品中的营养成分多种多样，按照人体所需的营养成分而言，不同营养成分采用的化学检验方法如下。

2.1.1 蛋白质

常用的方法是Kjeldahl 法。该方法通过将样品中的蛋白质转化为氨基酸进行检验。具体检验过程中，需要先准备待测样品，将样品粉碎和混合均匀，以确保取样的代表性，确保样品的湿度适宜。对于过于湿润或过于干燥的样品，可能需要进行预处理，并取一定量的样品，将其与浓硫酸混合。硫酸具有氧化性，可以将有机物氧化为无机形式，将样品与硫酸混合后，在适当的温度下进行加热消解，通常为高温消解。在消解完成后，将溶液转移到蒸发烧杯中，用适当的方法进行蒸发，去除硫酸中的水分。接着，将蒸发后的样品与蒸馏水混合，并使用适当的设备进行蒸馏[1]。在蒸馏过程中，样品中的氨基酸会被蒸发出来，进入接收容器中，此时，可以使用酸性溶液捕集蒸馏出的氨基酸。在此基础上，使用硼酸或硫酸作为捕集液，将捕集到的氨基酸与盐酸或氢氧化钠等试剂反应，可以使其转化为可以定量测定的化合物。

2.1.2 碳水化合物

常用的方法为酚硫酸法。酚硫酸法（Phenolsulfuric acid method）是一种常用的测定食品中碳水化合物含量的方法，检验过程需要将待测食品样品制备成均匀的悬浮液或溶液。对于固体食品，通常需要将其研磨或切碎，并用适当的溶剂进行提取，同时，根据先验条件准备一系列已知浓度的糖类标准溶液，例如，可以使用葡萄糖、蔗糖或其他常见糖类作为标准物质，在此基础上取一定量的样品溶液，加入酚试剂（通常为5%酚溶液），充分混合，然后缓慢加入浓硫酸（浓度约为95%），再次充分混合。酚和硫酸的反应会将碳水化合物转化为有色化合物，此时，需要将反应混合物置于较高的温度下进行反应，如80～100 ℃。反应时间可以根据样品性质和方法的要求进行调整，一般为数分钟，反应完成后，将反应混合物冷却至室温[2]。冷却过程中，样品中形成的有色化合物会稳定下来。接着，需要使用分光光度计或相关仪器，测量反应混合物的光吸收值。

2.1.3 脂肪

Soxhlet 提取法是一种常用的脂肪提取方法，适用于食品中脂肪含量的测定。①将待测食品样品制备成粉末或碎片状，以增加提取效率，确保样品的湿度适宜，过于湿润或过于干燥的样品，可能需要进行预处理。Soxhlet 提取器由提取瓶、冷凝管和回流管组成[3]，提取瓶中放置样品，冷凝管连接至提取瓶顶部，回流管连接至提取瓶底部。②选择适当的有机溶剂作为提取剂。常用的有机溶剂包括乙醚、石油醚和二氯甲烷，需要根据样品的性质和需要，选择合适的提取剂，然后将提取剂加入提取瓶中，使其液面略高于样品。③加热提取瓶底部，使提取剂沸腾，产生蒸汽，此时，蒸汽通过冷凝管冷却后变成液态，流回提取瓶中，与样品反复接触，从而提取脂肪。④将提取后的溶液转移到烧杯中，用旋转蒸发仪或氮气吹扫将有机溶剂去除，以获得干燥的脂肪样品，并将干燥后的脂肪样品称重，然后根据所使用的提取剂和方法的计算公式，计算出食品中的脂肪含量。

2.2 光谱技术

光谱技术是一种常用的食品营养成分检测方法，其可以基于物质对特定波长的光的吸收、散射或透射特性，获取样品中不同成分的信息。①近红外光谱是在近红外波段范围内进行测量的一种无损检测技术[4]。它可以通过扫描食品样品并测量其与近红外光的相互作用，推断样品中的营养成分含量。近红外光谱NIR技术可被应用于快速分析多个营养成分，例如，蛋白质、脂肪、水分、糖类等。②红外光谱通过测量物质对红外辐射的吸收和散射，确定样品中的成分。红外光谱技术在食品分析中，主要用于定性和定量分析食品中的脂肪酸、脂肪含量以及其他化学成分。常见的红外光谱技术包括傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和偏振红外光谱（PIR）。③紫外可见光谱是测量物质对紫外和可见光的吸收的方法。在食品中，UV-Vis技术可以用于测量色素、维生素、抗氧化剂等成分的含量。例如，维生素C 含量可以通过测量其在特定波长下的吸光度确定。④荧光光谱是通过激发样品，并测量其发射的荧光信号来获得信息的方法。在食品分析中，荧光光谱常用于检测食品中的营养物质和添加剂。

2.3 质谱技术

质谱技术是一种高灵敏度和高选择性的食品营养成分检测方法，其可将物质离子化，并在质谱仪中进行分析。气相色谱-质谱联用结合了气相色谱和质谱技术的优势，其通过气相色谱将样品分离成不同组分，然后使用质谱技术对分离的化合物进行鉴定和定量分析。GC-MS 常用于分析食品中的脂肪酸、香味物质、残留农药等成分[5]；液相色谱-质谱联用结合了液相色谱和质谱技术的优势，其通过液相色谱将样品分离成不同组分，然后使用质谱技术对分离的化合物进行鉴定和定量分析；LC-MS 广泛用于食品中多种成分的分析，如氨基酸、多肽、维生素、抗氧化剂等；高分辨质谱是指具有高质量分辨率的质谱仪器，能够提供更准确的质谱数据。

3 营养成分检测在食品安全中的应用策略

3.1 建立食品营养成分信息数据库

营养成分检测在食品安全中起着重要的作用，可以帮助消费者了解食品中的营养成分含量，选择更健康的食品。其中，建立食品营养成分信息数据库是一种有效的应用策略，其可以为食品监管机构、食品生产商和消费者提供准确和可靠的信息。以下是建立食品营养成分信息数据库的关键步骤和策略：①采样和样品准备。从市场上采购不同种类的食品样品，并进行适当的样品准备，如研磨、溶解等，以便进行后续的分析检测。②分析方法选择。选择适合的分析方法测定食品样品中的营养成分。常见方法包括高效液相色谱法、气相色谱法、质谱法等，检测机构需确保所选择的方法准确、灵敏度高，并能同时检测多种营养成分。③样品分析和数据记录。使用选定的分析方法测试样品，并记录所有相关数据，包括样品标识、分析日期、分析人员、样品处理方法等。④数据处理和计算。根据分析结果，计算出各个营养成分在食品样品中的含量，并按照标准指南或法规要求进行数据处理，确保结果的准确性和可比性。

3.2 构建营养成分检测的安全溯源机制

构建营养成分检测的安全溯源机制的关键步骤和策略：①生产环节标识和记录。在生产环节，对每个批次的食品进行标识，并记录与其相关的信息，如原材料来源、生产日期、生产工艺等，这些信息对于后续的溯源非常重要。②样品采集和标识。从每个生产批次中采集样品，代表性地选择不同阶段的产品进行采样。对每个样品进行标识，包括批次号、样品编号、采样日期等信息，确保样品的唯一性和可追溯性。③营养成分分析和记录。对采集的样品进行营养成分分析，并记录分析结果。检测机构需确保采用准确的分析方法和设备，并由专业人员进行分析操作，以获取可靠的营养成分数据。④数据录入和存储。将营养成分数据与样品相关的信息，如批次号、生产日期等，录入数据库或信息管理系统中。检测机构需确保数据的准确性、完整性和安全性，并设置权限控制，限制数据的访问。⑤溯源查询接口。建立一个便捷的溯源查询接口，供相关人员和消费者查询食品的营养成分检测结果以及相关信息。这可以通过应用程序、网站或二维码等方式实现，让用户可以方便地获取所需信息。

3.3 规范食品营养标签规范

①引入独立的第三方机构进行营养成分检测，确保结果的客观性和可靠性。需要注意的是，机构应该是公正、专业的实验室，具备相应的认证和资质，且在检验过程中需要确保采样方法符合国家或地区的标准和规范，以保证样品的代表性和可比性。同时，采样应该在适当的时间和地点进行，并使用适当的容器和保存条件，防止污染和变质。②使用标准化的分析方法进行营养成分检测，使用国家或国际标准组织，如中国国家标准、美国FDA 或欧盟法规认可的方法。同时，相关检验方法应该经过验证和准确性测试，并具备足够的灵敏度和精确度。③食品检验单位还应该制定明确的标签规范，并要求食品生产商提供准确的营养成分信息，按照国家或地区的法规进行标注，包括营养成分项目、标记格式、单位、每份食品中的含量等要素。