食品添加劑檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

宋佳俊

[摘要]在食品行業(yè)中，由于部分技術(shù)性原因，常會(huì)在食品的生產(chǎn)過(guò)程中向食品中添加某些物質(zhì)，即添加劑，因此食品添加劑就很有可能殘留于食品中。隨著人們對(duì)食品安全意識(shí)的提高，如何能夠有效檢測(cè)食品中是否殘留食品添加劑越來(lái)越被相關(guān)人員所重視。為此，文章主要介紹食品添加劑的分類(lèi)及其檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展，并提出相應(yīng)的看法。

[關(guān)鍵詞]食品添加劑;檢測(cè)技術(shù);展望

中圖分類(lèi)號(hào)：TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201910

食品工業(yè)如今在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重分量，2011年我國(guó)食品工業(yè)的全年產(chǎn)值為7.8萬(wàn)億元，占全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值的9.1%[1]，而這一切離不開(kāi)食品添加劑在食品工業(yè)中發(fā)揮的出色作用。食品添加劑通常是為了達(dá)到改善食品的香、味和質(zhì)地的目的，以及便于更好地保存及滿足生產(chǎn)工藝需求而被添加到食品中;其來(lái)源來(lái)化學(xué)合成或天然物質(zhì)，包括營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、食品用香料、糖果中的膠基物質(zhì)和食品生產(chǎn)的加工助劑。如果沒(méi)有食品添加劑的存在，就難以有如此興盛磅礴的食品工業(yè);食品添加劑被認(rèn)為是最有利的技術(shù)保障，為我國(guó)的食品工業(yè)和餐飲業(yè)發(fā)展提供了巨大的內(nèi)在動(dòng)力。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，到2010年底，全世界總共有25 000多種食品添加劑[2]，而目前，在我國(guó)《食品添加劑》條目里就有2 300多種添加劑可被加入食品中，另外還列有200多種營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑[3-4]。

食品添加劑一般可以根據(jù)來(lái)源分為3類(lèi)。（1）從天然動(dòng)植物中提取的天然提取物[5]。例如，甜菜紅是從甜菜中提取的色素;辣椒素是從胡椒中提取的色素。（2）通過(guò)發(fā)酵等制備的物質(zhì)，主要是來(lái)源于微生物的發(fā)酵產(chǎn)物[6]，也可以通過(guò)培養(yǎng)動(dòng)物和植物細(xì)胞來(lái)獲得。例如，檸檬酸是微生物（黑曲霉的發(fā)酵產(chǎn)物）;紅曲色素是紅曲霉的發(fā)酵產(chǎn)物。（3）化學(xué)合成物。例如，苯甲酸鈉、山梨酸鉀、莧菜紅和胭脂紅都是合成化學(xué)品。目前，食品添加劑主要是化學(xué)合成物質(zhì)，少數(shù)是天然提取物和微生物發(fā)酵產(chǎn)物。

食品添加劑是食品工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料，在食品生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、安全和健康方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，非法使用、濫用食品添加劑以及使用超出標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)范圍的添加劑會(huì)對(duì)食品質(zhì)量，以及消費(fèi)者的健康帶來(lái)很大的危害。隨著食品工業(yè)和添加劑行業(yè)的發(fā)展，食品添加劑的種類(lèi)和數(shù)量不斷增加，對(duì)人們健康的影響也越來(lái)越大。此外，隨著毒理學(xué)研究方法的不斷完善和發(fā)展，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)一些原本被認(rèn)為無(wú)害的食品添加劑具有潛在的致癌性、致畸性和致突變性[7]。由此可見(jiàn)，食品添加劑在食品中給消費(fèi)者帶來(lái)的潛在危害不可忽視。為了盡量減少食品添加劑的潛在危害，確保食品質(zhì)量并保護(hù)消費(fèi)者的健康和安全，除食品加工企業(yè)外，還必須嚴(yán)格執(zhí)行食品添加劑實(shí)施的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)食品添加劑的衛(wèi)生管理[8]。除了標(biāo)準(zhǔn)合理和安全使用添加劑，食品中食品添加劑的分析和檢測(cè)也是非常必要的，將在監(jiān)督、保護(hù)和促進(jìn)使用受管制食品添加劑方面發(fā)揮作用。

1 食品添加劑分析方法特點(diǎn)

由于食品種類(lèi)繁多、成分復(fù)雜、加工工藝不同，在研究食品添加劑檢測(cè)方法和分析食品添加劑的含量時(shí)，必須注意以下一些獨(dú)特的特點(diǎn)。

1.1 基質(zhì)成分復(fù)雜

雖然食品添加劑的基質(zhì)食品含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，但是每種食品都含有多種蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、無(wú)機(jī)鹽和維生素，只是在比例方面會(huì)存在不同，而最主要的方面還是因不同食品所具有的理化性質(zhì)存在較大差異，使得某一具體食品添加劑在不同食品中的檢測(cè)法會(huì)有很大不同[9]。

1.2 組成劑化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

通?；瘜W(xué)試劑產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要注重于試劑的純度，而食品添加劑的特殊性在于它需要與食物一起進(jìn)入人體，所以說(shuō)食品添加劑不等于化學(xué)試劑。由于它與人體健康和安全密切相關(guān)，因此它的重點(diǎn)不僅在于產(chǎn)品的純度，還在于產(chǎn)品的安全性和人體的安全性。食品添加劑中屬于化學(xué)合成類(lèi)或是添加到食品中的天然物質(zhì)類(lèi)，其結(jié)構(gòu)通常都是十分復(fù)雜的，尤其是來(lái)源于天然的食品添加劑[10]。例如，天然著色劑葡萄皮紅的主要成分包括錦葵、芍藥苷、花翠素、花青素苷等[11]。故食品添加劑成分的復(fù)雜性給食品添加劑測(cè)試帶來(lái)了相當(dāng)大的困難。

1.3 檢測(cè)的準(zhǔn)確性要求高

食品添加劑對(duì)食品的質(zhì)量有很大的影響，但是一些食品添加劑具有一定的毒性，應(yīng)盡量不用或少用。在食品添加劑的使用中，目前存在的主要安全問(wèn)題是過(guò)度使用、濫用，甚至非法使用，并且添加劑的不當(dāng)處理有可能導(dǎo)致食品變質(zhì)。為確保食品安全和保護(hù)消費(fèi)者健康，必須提高食品添加劑安全監(jiān)控水平。這需要建立多種定性和定量分析方法來(lái)準(zhǔn)確分析食品中添加劑的實(shí)際使用情況[12]。

1.4 分析費(fèi)用高

食品添加劑的特殊性使得分析方法比一般食品成分的分析方法更為復(fù)雜。由于這些分析方法對(duì)測(cè)試儀器的靈敏度要求很高，因此為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，樣品必須經(jīng)過(guò)復(fù)雜的預(yù)處理。一般來(lái)說(shuō)，食品添加劑的分析包括復(fù)雜的預(yù)處理，如樣品預(yù)處理，樣品制備和提取，以及使用氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、離子色譜、液相色譜-質(zhì)譜（LC-MS）、毛細(xì)管電泳（CE）和極譜分析[12]。這些分析技術(shù)要求儀器和設(shè)備具有高靈敏度、高精度和穩(wěn)定性。復(fù)雜的樣品制備和昂貴的設(shè)備使食品添加劑分析成本被大大提高。

2 食品添加劑的分析檢測(cè)方法

分析和檢測(cè)食品添加劑，同于分析食品中的許多其他物質(zhì)（如抗生素殘留物和農(nóng)藥殘留物），第一步是從復(fù)雜的食物混合物中選擇合適的分離和提取食物的方法，以獲得待測(cè)分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，以利于進(jìn)一步地分析和檢測(cè)。檢測(cè)食品添加劑含量的分析方法包括滴定（容量法），比色法和儀器分析方法。其中，滴定法和比色法盡管常常用到，然而，近年來(lái)，隨著各種現(xiàn)代儀器分析方法的高靈敏度和可重復(fù)性以及快速，特異和經(jīng)濟(jì)的快速檢測(cè)方法，使它們正逐漸被其他方法所取代[13]。目前，儀器分析方法已成為檢測(cè)食品添加劑的主要方法。所謂儀器分析法是指通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的某些物理和化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)精密儀器確定物質(zhì)的化學(xué)組成、含量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的一種分析方法。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器組合的發(fā)展，儀器分析方法正在迅速發(fā)展，現(xiàn)代儀器分析方法靈敏準(zhǔn)確，并且更加自動(dòng)化。89119692-9C78-4B01-A538-B7958D3AE8ED

目前，在食品分析中現(xiàn)代儀器的分析方法扮演重要的角色，成為現(xiàn)代食品分析中必不可少的一部分。特別是現(xiàn)代儀器分析方法顯示出很大的優(yōu)勢(shì)：它能夠準(zhǔn)確分析出食品中微量或恒量物質(zhì)。由于食品添加劑的食品含量很低，并且與復(fù)雜的食品成分混合在一起，因此現(xiàn)代儀器分析方法在食品中添加劑的類(lèi)型及含量的鑒定和分析方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

2.1 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法是一種基于溶液電化學(xué)的類(lèi)分析方法。它利用化學(xué)能和電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中物質(zhì)的化學(xué)成分和電物理量（電壓、電流、電荷或電導(dǎo)之間的定量關(guān)系決定了物質(zhì)的組成和含量）。該電化學(xué)分析方法具有儀器操作方便、分析速度快的特點(diǎn)，但由于電極種類(lèi)主要局限于一些低價(jià)離子（主要是陽(yáng)離子），因此其在實(shí)際應(yīng)用中還受到一定的限制。另外，電極電位值的再現(xiàn)性受到實(shí)驗(yàn)條件的很大影響，其標(biāo)準(zhǔn)曲線不如分光光度法穩(wěn)定。

雖然電化學(xué)分析方法存在一些不足，但仍在食品添加劑的檢測(cè)發(fā)揮著重要作用。例如食物中沒(méi)食子酸酯測(cè)量通常使用伏安法測(cè)法，檢出限為0.1mg/L～10mg/L;用極譜法測(cè)定食品中的2-叔丁基-4-羥基茴香醚，檢出限為0.19mg/mL，在0.5～15.0mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好;食品中亞硝酸鹽的含量可通過(guò)差示脈沖伏安法測(cè)定等。

2.2 分光光度法

分光光度法是基于物質(zhì)選擇性吸收光的分析方法，由于這種方法簡(jiǎn)單便利，并且不需要昂貴的設(shè)備，因此被廣泛應(yīng)用到食品添加劑的分析和檢測(cè)。

同時(shí)，分光光度法是我國(guó)食品添加劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法之一。例如，在油和脂肪中測(cè)定沒(méi)食子酸丙酯;護(hù)色劑中亞硝酸鹽的測(cè)定;食品中苯甲酸的測(cè)定。此外，分光光度法還應(yīng)用于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定蔬菜、水果及其制品中的總抗壞血酸的含量。

2.3 色譜分析法

色譜法是利用固定相和流動(dòng)相之間不同分析組分的分配系數(shù)差異進(jìn)行分離和分析的一種方法，是一種利用物理或物理化學(xué)分離和分析的方法。色譜法的種類(lèi)很多，在檢測(cè)食品添加劑時(shí)，目前最常用到的色譜技術(shù)是液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）以及毛細(xì)管電泳（CE），可在一種食品中同時(shí)檢測(cè)所含的多種食品添加劑，并具備定性和定量檢測(cè)的特性。

2.3.1 GC在食品添加劑分析中的應(yīng)用

利用氣相色譜檢測(cè)的物質(zhì)要具有在色譜可承受的溫度范圍內(nèi)直接或通過(guò)衍生化后能被氣化的特點(diǎn)。例如，可以使用毛細(xì)管氣相色譜內(nèi)標(biāo)法同時(shí)測(cè)定食品中是否含有山梨酸、脫氧乙酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯和對(duì)羥基苯甲酸丁酯7種食品防腐劑，它們的檢出限分別為1.0mg/L、1.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、2.0mg/L、2.0mg/L、2.0mg/L。又如，毛細(xì)管氣相色譜法還可以快速確定油和加工食品中的抗氧化劑叔丁基羥基亞甲基醚以及叔丁基對(duì)苯二酚含量，檢測(cè)線性范圍為10～500μg/mL，相關(guān)系數(shù)大于0.999，最低檢測(cè)濃度小于0.5μg/mL。它們的回收率在94.6%～109.1%，相對(duì)偏差小于5.2%。

2.3.2 HPLC在食品添加劑分析中的應(yīng)用

HPLC是食品分析的重要方法，特別是在分析食品成分（如維生素等）和其他外源物質(zhì)時(shí)，具有突出的優(yōu)點(diǎn)。目前報(bào)道的用于食品添加劑分析的HPLC應(yīng)用主要集中在檢測(cè)食品中的防腐劑、甜味劑、著色劑、抗氧化劑等，并同時(shí)能夠檢測(cè)含有多樣性添加劑的食品。例如，可使用醋酸甲醇酸緩沖液作為提取溶劑，用HPLC同時(shí)檢測(cè)食品中的對(duì)羥甲基酯，對(duì)羥基丙基酯，苯甲酸和山梨酸含量，可在幾十分鐘內(nèi)完成對(duì)這4種物質(zhì)的分析，其檢測(cè)器波長(zhǎng)設(shè)置為230nm。另外可是使用配有二極管陣列檢測(cè)器的HPLC來(lái)測(cè)定合成檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅和日落黃。根據(jù)每個(gè)組分的峰序列，每個(gè)組分的最佳檢測(cè)波長(zhǎng)可用于不同時(shí)間段的檢測(cè)。這種方法不但高度靈敏，而且可以克服梯度洗脫過(guò)程中的基線漂移并減少共存干擾。此外，食用油中的沒(méi)食子酸、叔丁基羥基茴香醚、正二氫愈創(chuàng)酸、叔丁基對(duì)苯二酚和沒(méi)食子酸辛酯等抗氧化劑可同時(shí)用高效液相色譜熒光檢測(cè)法（HPLC-FLD）將它們的含量檢測(cè)出，測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)物的加標(biāo)回收均值可達(dá)72.1%～99.6%，此方法具有很好的回收率，其中叔丁基羥基茴香醚、正二氫愈創(chuàng)酸、叔丁基對(duì)苯二酚的檢測(cè)限可精確到1μg/g;而沒(méi)食子酸和沒(méi)食子酸辛酯的檢測(cè)限也可達(dá)到10μg/g的精確度，為食品添加劑的檢測(cè)判斷提供了精準(zhǔn)依據(jù)。

2.3.3 CE在食品添加制分析中的應(yīng)用

CE是20世紀(jì)末開(kāi)發(fā)的一種新的分離分析方法。待測(cè)樣品在毛細(xì)管中施以高壓電廠，根據(jù)各樣品組分之間的分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離區(qū)分。

CE用于檢測(cè)食品中色素含量，這類(lèi)食品常見(jiàn)的有冰淇淋、糖果、果凍、蘇打水和牛奶等飲料，此外也適用于一些食品中糖精含量的測(cè)定。防腐劑苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸的含量也可以用此方法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。

3 展 望

由于食品添加劑品種繁多，食品的組成和性質(zhì)不同，因此相同的食品添加劑有時(shí)需要用不同的分析方法來(lái)檢測(cè)其在不同食品中的存在量。未來(lái)隨著食品檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，食品添加劑殘留檢測(cè)方法也越來(lái)越多，針對(duì)某一種具體食品添加劑的檢測(cè)方法也會(huì)越來(lái)越多。為此，對(duì)于食品中食品添加劑的檢測(cè)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求選擇合適的分析方法。

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Research Status of Food Additives Detection Technology

Song Jiajun

（College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing，Heilongjiang 163319）

Abstract：With the increasing living standards of Chinese residents， people pay more and more attention to food safety. In the food industry， in the process of food production， for some technical purposes， some substances are added to food， that is， additives that we know well， so food additives are likely to remain in food. Due to the improvement of people's awareness of food safety， how to effectively detect whether food additives remain in food is regarded by the relevant personnel. Therefore， this paper mainly introduces the classification of food additives and the research progress of its detection technology，and puts forward the corresponding views.

Key words：food additive，detection technology，prospect89119692-9C78-4B01-A538-B7958D3AE8ED