食品安全检测中化学检测技术的应用探索

刘畅

近年来，食品安全问题频繁发生，给人们的生命安全带來了巨大威胁。在此背景下，基于化学检测技术的食品检测备受关注，人们希望通过日臻成熟的化学检测技术对食品进行全面、严格的检测，从而保障食品质量安全。鉴于此，本文对当前食品安全检测领域比较常用的几种化学检测技术及其具体应用展开介绍和分析，以加深人们对新型化学检测技术的认识与了解。

一、光谱检测技术及其

在食品安全检测中的应用

近年来，随着光谱分析技术的发展，包含等离子发射光谱技术（ICP-AES）、拉曼光谱、近红外光谱等技术在内的许多光谱分析手段凭借多参数分析、高灵敏度、非破坏性、宽波长范围等优点在食品检测领域大显身手。光谱检测技术基于物质与光的相互作用，能够通过测量食品样品在不同波长（频率）光下的吸收、发射或散射光的强度来获取食物成分信息，以此来判断食物是否安全。

1.表面增强拉曼光谱（SERS）技术及其应用。作为一种用于研究物质分子结构和振动信息的光谱技术，拉曼光谱是基于激光光束与物质的相互作用而产生的，部分光子以不同能量的方式散射出去，并产生频移。这个频移被称为拉曼散射频移，其与物质的化学成分和分子结构密切相关。拉曼光谱是一种鉴定成分和化学组成的有效方法，目前已衍生出表面增强拉曼光谱技术、显微镜拉曼光谱、傅里叶变换拉曼光谱技术等多种技术方法，可以验证食品来源的真实性和食物中是否含有污染物，并且可以调整光源的波长以实现不同的应用。

在实践中，有研究者将785nm激光与表面增强拉曼光谱相结合用于检测甲醛等食品污染物；使用532nm激发光源对冷冻牛肉的保鲜膜进行拉曼分析，以确保其具有特定的乙烯醇共聚物抗氧化屏障等。此外，还有研究人员应用表面增强拉曼光谱技术检测奶粉中是否含有三聚氰胺成分，其具体步骤为：取多个奶粉样品，并按照标准操作程序进行溶解或稀释等预处理；合理设置拉曼光谱仪的参数（如激光波长、功率和积分时间等），确保能够获得清晰的拉曼光谱；将样品置于拉曼光谱仪中进行测量，将每个样品的拉曼光谱图记录下来；分析拉曼光谱图，寻找可能与三聚氰胺有关的特征峰，三聚氰胺通常在约2150cm-1处有显著的特征峰；将检测到的光谱与已知三聚氰胺拉曼光谱进行比对，确认是否含有三聚氰胺。

表面增强拉曼光谱技术具有高灵敏度、非破坏性、多组分分析、检测速度快等优点，可以检测食品中的农药残留、毒素以及其他有害物质。不过需要注意的是，该技术对样品制备、实验条件和数据分析都有一定的要求，因此需要根据检测需求的不同进行优化和适配。

2.红外光谱（IR）技术及其应用。红外光谱（IR）基于样品与红外辐射相互作用的特性，可以对样品的化学组成和结构形式进行检测分析。当红外辐射通过食品样品时，样品中的化学成分会吸收特定波长的红外光，并产生特征性的吸收峰。通过测量样品吸收红外光的能量和频率，就可以确定样品中的化学成分及每一个组分的含量。

在食品安全检测中，红外光谱技术可用于分析食品中的蛋白质、脂肪、糖类等各种成分。比如，检测肉制品中的脂肪含量时，具体步骤如下：第一，做好前期准备工作。即从肉类样品中取代表性样品，并完成切碎、均匀混合等预处理，以确保样品的均一性；调整红外光谱仪的参数，确定所需的扫描范围和分辨率。第二，样品检测。将样品放置在红外光谱仪的测量区域内进行红外光谱扫描，记录下样品与红外光的相互作用，通过收集红外光的吸收或散射信息获得红外光谱图。第三，对获得的红外光谱图进行处理和解释，比如使用红外光谱分析软件对光谱进行峰识别、去噪和基线校正等处理。第四，将已知脂肪含量的肉类样品作为训练集，根据与其对应的红外光谱数据建立校准模型，并进行主成分分析（PCA）等分析。第五，使用校准模型预测未知脂肪含量的肉类样品。通过将未知样品的红外光谱输入校准模型中，可以得到样品的脂肪含量预测结果。

红外光谱不仅能够用于检测食物成分，也可用于评估食品的质量特征，如新鲜度、成熟度、保存状态等，这是因为不同食品具有独特的红外光谱指纹，通过比对样品的红外光谱与已知的质量标准，便可以判断食品的质量情况。现阶段，红外光谱凭借非破坏性、快速、高灵敏度等一系列优势已广泛应用于食品安全检测中，为食品检测提供了一种可靠的分析方法。

二、色谱检测技术及其

在食品安全检测中的应用

色谱检测技术是一种用于分离、检测和分析复杂混合物中各种成分的方法，基于物质在固定相（柱填充物）和流动相（溶剂或气体）之间的相互作用差异，将样品中的化合物分离开，并利用检测器进行定性和定量分析。色谱检测具有高分辨率、高灵敏度和高选择性等特点，能够有效地分析和检测样品中的各类有害物质，广泛应用于食品安全检测、环境监测、药物研发和分析化学等多个领域。

1.气相色谱（GC）技术及其应用。气相色谱使用气体作为流动相，样品中的化合物在高温下被蒸发为气态，然后通过柱中涂有固定相的管道进行分离。目前，作为食品安全检测中一种重要的分析工具，气相色谱技术多被用于检测和分析食品中的农药残留、挥发性有机化合物、食品添加剂和风味物质等，也可以用于确定食品中毒的原因。

近年来，随着瓜果蔬菜农药残留问题的日益加剧，广大民众愈发关注食品安全问题，已有很多学者开始研究气相色谱-质谱法在食品农残检测中的应用。其中，黄惠玲等选择将GC-Mslsm与大体积进样技术相结合，测定蔬菜、水果中的有机磷、氨基甲酸酯、有机氯类、菊酯类等17种农药残留，其具体操作流程如下。

第一步：处理样品。收集蔬菜或水果样品，并对样品进行研磨、均匀混合和提取等预处理。第二步：提取处理。使用适当的溶剂，从固相微萃取（SPME）、超声波提取、液液萃取等中选取合适的方法将农药从样品中提取出来。第三步：浓缩处理。通过旋转浓缩、气流吹扫等方法去除掉提取液中的溶剂，将农药残留物浓缩成较小的体积。第四步：气相色谱-质谱分析。将浓缩后的样品注入气相色谱仪中，在气相色谱柱中，化合物会因为不同的挥发性和亲水性而分离开，然后再通过质谱检测器对化合物进行检测和识别。第五步：数据分析。使用专门的软件对GC-MS数据进行处理和解释，即将检测数据与已知标准品进行比对，以此确定样品中农药残留物的类型和浓度。结果表明：大多数农药的线性范围为0.05mg/kg-10mg/kg，相关系数为0.9943-0.9996，相对标准偏差为3.5%-10.3%，回收率范围为77%-107%。

2.高效液相色谱（HPLC）技术及其应用。作为液相色谱的一种改进形式，高效液相色谱技术利用高压使溶剂迅速通过柱中的固定相，可以实现更快、更高效的分离，所以能够提供分辨率更高的检测结果。如今，高效液相色谱技术凭借着高分辨率和高灵敏度等优势已经在食品安全检测中得到了广泛应用。

在实践中，有研究人员借助高效液相色谱法，运用波长为220nm的紫外线有效检测乳酸链球菌素的含量，说明高效液相色谱技术能够简便且高效地检测食品中的防腐剂。此外，有研究者通过高效液相色谱法测定肉制品中的生物胺。由于生物胺既不具有可见光吸收峰，也不具有紫外光吸收峰，所以不能轻易地被普通的UV-Vis检测器检测到。对此，在测试之前通常需要预衍生化步骤。例如，将样品经丹磺酰氯衍生化后，测定产品中的8种生物胺（色胺、2-苯乙胺、腐胺等）。还有研究者建立了一种新的超高效超临界流体色谱法检测生物胺的方法。用丹磺酰氯对样品进行衍生，采用超高效超临界流体色谱系统对样品进行分离，通过计算模拟，成功地实现了10种生物胺的完全分离。该方法的线性范围为10ng/mL-2500ng/mL，检出限为1.2ng/mL-10.0ng/mL，定量限为5.0ng/mL-25.0ng/mL。此方法解决了传统液相色谱法难以分离多种结构相似的生物胺的难题，为肉类（制品）中多种结构相似的生物胺的简单、特异的检测开辟了新途径，为人们评估食品的品质、新鲜度和营养价值提供了重要的技术手段。

三、生物-化学检测技术

及其在食品安全检测中的应用

生物-化学检测技术可以根据生物传感器、酶反应、免疫分析等原理，对食品样品中的目标物质进行快速、灵敏和特异的检测，具有检测效率快、检测精准度高等优势。目前，食品安全检测中常用的生物-化学检测技术主要有酶联免疫吸附试验（ELISA）、基因检测、酶反应等。

在实践中，可使用生物-化学检测技术检验食品中是否有病原微生物，可通过提取样品中的DNA或RNA，利用PCR技术、荧光定量PCR等技術快速、准确地检测出病原菌的存在或细菌数量的多少，大大提高了检测效率。另外，也有研究人员将生物-化学检测技术应用于食品安全检测方面，比如基于16S rRNA的检测技术。如今，随着测序技术的发展，DNA大规模测序得以进行，各种常见细菌的16S rRNA基因几乎全部测序完成，它们相对稳定且具有较高的拷贝数（每个细胞几千个拷贝），其序列中含有可变区和高度保守区，因此可设计群、属、种特异性的探针。如今，有研究者将基于16S rRNA的检测技术用于分析食品样品中的16S rRNA序列，可以识别出其中存在的细菌种类，比如沙门氏菌、大肠杆菌等致病性细菌，有助于人们及时发现潜在的食品污染问题。也有研究者利用基于16S rRNA的检测技术比较食品样品中的细菌群落与潜在的污染源（如食品加工设备、生产环境等）中的细菌群落，以此确定食品污染的来源，从而为采取相应的控制措施提供依据。如今，很多专家学者提出，生物-化学检测技术能够快速、准确地检测食品中的有害物质，并且能够提供食品安全评估及检测报告，有助于保护消费者的健康与权益。

综上所述，在食品安全检测领域，化学技术起到了重要的支撑作用。相信随着科学技术的不断创新和各类化学仪器器材的持续改进，未来化学检测技术手段将会变得更加先进，逐步朝着更加快速、精确、多元化并与其他技术相结合的方向发展，使检测结果更加精准、客观，真正为食品安全把好质量关，为民众生命健康保驾护航。

作者简介：刘畅（1995-），女，汉族，吉林辽源人，研究实习员，硕士研究生，研究方向为功能性食品。