淺析儀器分析在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儀器分析的新方法不斷涌現(xiàn)，因其具有快速、靈敏、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，被越來越多的應(yīng)用于食品安全檢測(cè)。本文主要概述儀器分析方法的分類，介紹其在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用。

儀器分析；食品安全；檢測(cè)

在提倡綠色食品、健康食品的今天，仍然有些食品存在著較大的安全隱患。食品安全惡性事故屢次發(fā)生，加大了這一民生問題受關(guān)注的程度。食品安全關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康和安危，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。然而在食品安全檢測(cè)中，由于食品樣本基質(zhì)復(fù)雜，檢測(cè)項(xiàng)目包括農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、重金屬污染等多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目又包括多種需檢測(cè)組分，再加之檢測(cè)組分的含量低，傳統(tǒng)的物理學(xué)檢測(cè)法和化學(xué)檢測(cè)法在檢測(cè)種類和準(zhǔn)確度上都無法很好的滿足如今食品安全檢測(cè)的要求。因此，引進(jìn)先進(jìn)、科學(xué)的儀器分析方法，保證食品檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確與可信，從而控制進(jìn)入市場(chǎng)的食品質(zhì)量，顯得尤為必要。

儀器分析法是以測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法。由于這類方法通常需要使用較特殊的儀器，因此得名“儀器分析”[1]。儀器分析具有快速、靈敏、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。儀器分析方法的種類繁多，根據(jù)分析儀器的工作原理可基本劃分為以下幾類：電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法、熱分析法等等。本文選取幾種常用方法進(jìn)行討論。

1 色譜分析法

傳統(tǒng)的色譜法，如柱層析、紙層析、薄層層析是一種將混合物有效分離的技術(shù)，將色譜法應(yīng)用于分析化學(xué)中，連接相應(yīng)的檢測(cè)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，就是色譜分析。色譜分析根據(jù)組分在流動(dòng)相和固定相中作用能力不同而達(dá)到分離，這種作用能力包括吸附能力、離子交換能力、分配溶解能力、空間排阻能力等。當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使得各組分在兩相中反復(fù)多次受到作用力的作用而得到分離?，F(xiàn)代儀器分析中的色譜既可以對(duì)混合物進(jìn)行有效分離，又可以對(duì)分離出的混合物進(jìn)行定性定量分析。因其分離效能高，檢測(cè)性能好，分析快速，靈敏度高，定量結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)，已迅速發(fā)展成為儀器分析領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的一類方法。色譜分析包括氣相色譜、高效液相色譜、超臨界流體色譜、凝膠色譜、離子色譜、排阻色譜等。

氣相色譜是二十世紀(jì)五六十年代發(fā)展起來的一種高效、選擇性好、分析快速、操作簡(jiǎn)便的分析方法。它適用于氣體試樣的分析，也適用于一些易揮發(fā)或可以轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)狀態(tài)的液體和固體的分析。在食品安全檢測(cè)中，只要樣品能在氣相色譜儀操作許可的條件下，直接或間接氣化成氣體試樣(一般要求沸點(diǎn)在500℃以下，熱穩(wěn)定性良好，相對(duì)分子量在400以下)，均可采用氣相色譜儀進(jìn)行分析，比如食品中鹵素、硫、磷化物等農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。

高效液相色譜法是二十世紀(jì)六十年代末、七十年代初發(fā)展起來的色譜分析方法。它引用氣相色譜的理論，在傳統(tǒng)的液相色譜之上，使用高壓泵，克服了傳統(tǒng)液相色譜流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱所受阻力大這一弊端，同時(shí)使用新型高效固定相和高靈敏度檢測(cè)設(shè)備，使得高效液相色譜具有高壓、高速、高效、高靈敏度的突出優(yōu)勢(shì)。另外，高效液相色譜所需試樣狀態(tài)為液體，不需要像氣相色譜試樣必須氣化，所以可以分析高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子質(zhì)量大的物質(zhì)。高效液相色譜法應(yīng)用于食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，可檢測(cè)食品添加劑(如糖精鈉、山梨酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸甲酯等)、食品微生物及微生物代謝產(chǎn)物(如黃曲霉毒素等)含量[2]。

2 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法是利用物質(zhì)的電學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行分析的一類儀器分析方法。它通常是使被測(cè)樣品的溶液構(gòu)成原電池或電解池，通過測(cè)量這一化學(xué)電池的某些物理量，如電動(dòng)勢(shì)、電流、電導(dǎo)、電量等等，建立這些物理量與待測(cè)樣品化學(xué)量的關(guān)系，從而進(jìn)行測(cè)定。常用的電化學(xué)分析法包括：電導(dǎo)分析法、伏安分析法、庫(kù)倫分析法等。電化學(xué)分析法的靈敏度和準(zhǔn)確度都很高，且因其測(cè)得的是電信號(hào)，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)定和自動(dòng)化。電位滴定法、溶出伏安法、電化學(xué)傳感器法和極譜法等方法在食品中重金屬離子、添加劑以及農(nóng)藥殘留檢測(cè)方面都有著重要的應(yīng)用[3]。

3 光學(xué)分析法

光學(xué)分析法是一類重要的儀器分析方法。它的原理是根據(jù)物質(zhì)發(fā)射、吸收電磁輻射以及物質(zhì)與電磁輻射的相互作用進(jìn)行定性和定量分析。主要分為光譜分析和非光譜分析兩大類。其中，前者需要測(cè)量輻射的波長(zhǎng)及強(qiáng)度，而后者則是利用電磁輻射與物質(zhì)的相互作用進(jìn)行分析，如折射、反射、色散、散射、干涉、衍射、偏振等。光學(xué)分析法下屬的分析種類很多，如原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、紫外及可見吸收光譜、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜、分子熒光與磷光光譜、X射線衍射等都屬于光學(xué)分析法的范疇。

原子吸收光譜是通過檢測(cè)試樣所產(chǎn)生的蒸汽對(duì)特征譜線的吸收作用來進(jìn)行定量分析的方法。其具體過程為：使用待測(cè)元素?zé)舭l(fā)出特征譜線的光，當(dāng)這些光通過試樣的原子蒸汽時(shí)，部分光將被試樣中待測(cè)元素的基態(tài)原子吸收，使得部分譜線強(qiáng)度減弱，通過比較特征譜線光減弱程度，即可得出試樣中待測(cè)元素的含量。該方法常用于檢測(cè)食品試樣中鉛、鈉、銅、鋁、硒等元素的含量。

紫外可見吸收光譜主要分析食品物質(zhì)樣本波長(zhǎng)為200～780 nm的電磁輻射，其光譜是由于分子之中價(jià)電子躍遷到反鍵軌道吸收能量而產(chǎn)生的，因此譜帶的呈現(xiàn)取決于分子中價(jià)電子的情況。該方法常用于測(cè)量食品中重金屬、農(nóng)藥殘留、甜蜜素、硝酸鹽、防腐劑、香蘭素等物質(zhì)的含量[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

以上簡(jiǎn)要介紹了幾種食品安全檢測(cè)中儀器分析方法的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用等，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，越來越多的新技術(shù)涌現(xiàn)出來，如生物芯片檢測(cè)技術(shù)、高效毛細(xì)管電泳、電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)、同位素質(zhì)譜技術(shù)等在食品安全檢測(cè)方面也有重要的應(yīng)用。未來，食品安全檢測(cè)要求的不斷提高會(huì)催生出更多新的儀器分析方法，同時(shí)也迫使現(xiàn)有方法不斷改進(jìn)以適應(yīng)新局面。另外，儀器分析技術(shù)的更新?lián)Q代，也會(huì)促使食品安全檢測(cè)技術(shù)不斷升級(jí)。相信未來儀器分析會(huì)更加準(zhǔn)確、靈敏、快速、微量，不斷向著自動(dòng)化、智能化邁進(jìn)，必將在食品安全檢測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用。

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

[2]樊惠民，余實(shí)，譚遠(yuǎn)方.液相色譜在食品檢測(cè)方面的應(yīng)用 [J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2011，02(3)：174～177.

[3]趙東江，馬松艷.電化學(xué)分析法在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用 [J].綏化學(xué)院學(xué)報(bào)，2016(2)：141～144.

[4]馮東，李雪梅，王丙蓮.紫外-可見分光光度法在食品檢測(cè)及食品安全分析中的應(yīng)用 [J].食品工業(yè)，2013(6)：190～192.

053000 河北省衡水學(xué)院生命科學(xué)系 王婷婷