食品理化檢驗中樣品前處理的方法分析

孫僑

（長春市疾病預防控制中心 吉林長春 130033）

食品是人們日常生活所必需的，食品不僅與我國經濟穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展相關，也與人們的健康息息相關，嚴重時還會影響人們的生命安全，其重要性不言而喻，食品安全這一課題也是各界持續(xù)關注的焦點。為了給人民大眾提供安全放心的食品，保障日常生活，相關人員就需要從各個環(huán)節(jié)嚴格把控，從根源上保障食品質量?？茖W技術的日新月異為檢測提供了更為有效、可靠的手段，使得檢測質量與檢測效率得到了質的提升，同樣也為食品理檢驗提供了更為高效、便捷的檢測手段，進一步有效保障食品質量安全。本文就對食品理化檢驗的重要環(huán)節(jié)樣品/前處理技術方法進行探究。

1 食品理化檢驗與樣品前處理概述

1.1 食品理化檢驗概述

食品理化檢驗是食品生產過程中不可或缺的步驟，是對食品質量安全進行檢測的一種重要手段，具體來說，利用化學及物理相關原理使用相關檢測儀器設備或工具對食品樣品健康指標、營養(yǎng)品質、儲藏品質、食用品質及物理特性等方面，進行科學合理的分析、評價，根據(jù)所測數(shù)據(jù)評定或判定食品質量及品質。食品理化檢測能夠檢測出食品中添加劑、防腐劑等成分是否過量，通過這一手段可在一定程度上避免食源性疾病或者化學性質的食品污染傷害到消費者。食品理化檢驗是科學運用理化方法，以及現(xiàn)代化監(jiān)測儀器設備分析食品樣品中包含的各種成分，是對被檢測食品營養(yǎng)水平與理化性質的分析檢驗，因而食品安全檢測對食品成分及其含量檢測具有重要意義，不僅是食品分類的基礎，也是保障食品質量安全的重要途徑之一。經過認證是食品得以交易販賣、進入市場銷售的基礎。采用食品理化檢驗對食品進行檢測和驗證，能很大程度避免食源性疾病或化學性質食品污染進入市場，有效降低了食品污染及食物中毒風險，在一定程度上保障了消費者的身體健康，為營造健康安全的食品環(huán)境奠定了較為穩(wěn)固的基礎。

1.2 食品樣品前處理概述

食品樣品前處理是食品理化檢驗不可或缺的環(huán)節(jié)，是在正式理化檢測之前對食品樣品作的預處理，通常根據(jù)食品樣品類型與性質合理采用色譜分離、濃縮以及蒸餾等方法對其進行處理，從而盡可能將影響樣品檢測的因素消除掉，以保障食品樣品理化檢驗的工作質量與效率?，F(xiàn)代化生產出的食品無論物理成分還是化學方面通常都較為復雜，既包含蛋白質、脂肪及糖等各種營養(yǎng)成分，也包含無機鹽、鐵及鉀等無機物，這些物質經過生產加工則會發(fā)生變化形成復合物，這樣一來就會對食品中其他元素的處理與檢測造成影響，干擾食品檢測工作的順利進行。對此，為了保證食品檢驗工作順利開展以及檢測結果的合理準確，就需要對食品中的這些物質進行分離等處理，使食物中不同物質間的作用力得以打破，從而消除它們對檢測的干擾［1］。此外，一些食品中通常包含污染物及農藥殘留等有害物質，即使這些物質含量大多都比較低，但為了不影響食品檢測，提升檢測可靠性，對這些食品樣品進行前處理，以最大限度地減小誤差非常必要。

2 食品理化檢驗樣品前處理準備工作

為了保障食品理化檢驗的可靠性，最大限度地降低實驗誤差，需要對食品樣品進行預處理，將實驗所需的材料與儀器設備準備妥當，并對各項用品的狀態(tài)進行檢查確保實驗用品可以有效使用，之后再進行下一步的工作。

2.1 儀器準備

儀器準備方面，相關檢驗人員需要將實驗所需要的各種儀器準備好，同時檢查這些設備儀器的狀態(tài)，確保其有效性。通常來講，實驗室的常用設備包括原子吸收分光光度計，以及全自動電子天平、打印機、計算機處理系統(tǒng)等各方面儀器設備。

2.2 試劑準備

在食品理化檢驗中用以實驗的試劑多為專門實際，需要根據(jù)實際情況對試劑作相應處理，如實驗所用的硝酸溶液為0.5mol/L，應對標準使用純硝酸溶液進行相應的逐級稀釋處理，還包括鐵、錳及銅等的處理；稀釋汞標準使用液時，可使用硝酸將其處理至達到標準，而砷標準使用液與汞標準使用液處理不同采用水處理方式。通常情況下，為了避免配制溶液靜置時間過長使得溶液性質發(fā)生變化干擾檢驗結果，試驗中使用的配制溶液往往是需要現(xiàn)配的。

2.3 食品樣品溶液制備

在進行食品樣品溶液制備時，應根據(jù)試驗具體需要從食品中選取相應量的食品作為樣品，并且使其保持固體狀態(tài)。若食品樣品為液體狀態(tài)，則需要取適量樣品且含量應達到2mL，如果選取的食品樣品中含有酒精，還需要對其采取水浴處理從而將酒精去除，然后再對樣品進行消解處理，使用純硝酸對其進行處理，最后使用過氧化氫將處理過的樣品繼續(xù)浸泡。在相關的各項操作完成后，將食品樣品搖晃均勻再做消解處理。待選取的食品樣品自然狀態(tài)冷卻后，再進一步對其包含的微量元素等進行分析檢測。

3 食品理化檢驗中樣品前處理的方法

食品理化檢驗中樣品前處理方法主要有以下幾種。

3.1 微波消解法

應用微波消解法過程中若使用微波消解儀進行消解，則無需像常規(guī)微波消解操作那樣必須對酸進行消除，直接對砷進行預還原即可，這樣一來食品樣品結果檢測更為準確、可靠，標準物質仍然處于標準值范圍以內。在選取消化試劑與取量方面，進樣體積間隔以0.2～0.5g 為宜，對于硝酸試劑用量應遵循從高到低的原則進行調整，使用過氧化氫則需要遵循自下而上的順序進行，從而最大限度地保障檢測數(shù)據(jù)的準確性與可靠性，為食品檢測安全提供有力保障。微波消解法應用于食品樣品檢測中優(yōu)勢較為明顯，能夠有效降低劑量過量對樣品檢測結果的不良影響，使得檢測操作步驟更為簡單，極大地提高了檢測效率?？傊?，微波消解法是一種簡單、便捷且高效的樣品前處理方法，具有較高的應用及推廣價值［2］。

3.2 化學分離法

顧名思義，化學分離法就是運用被檢測物質化學性質進行處理從而使其分離并提純的一種樣品前處理方法。該方法細節(jié)技術包括離子交換、電滲析、色譜分析、鹽析、結晶沉淀及電化學分離法等。在食品理化檢驗實踐中，色譜分離法、沉淀分離法及皂化法等幾種方式比較常用。食品理化檢驗中若遇到油脂含量較多的食物樣品，多采用皂化法對樣品進行分離處理。皂化法是利用酯類水解反應達到分離目的的樣品預處理方法，具體來說是利用堿性環(huán)境下，酯會發(fā)生水解獲得羧酸鹽與醇之后，再通過提取處理將目標物提取出來即可。色譜分離法又被稱做層析分離技術，在食品理化檢驗中分離處理各種分配系數(shù)混合物食物樣品時應用個較多，該方法是基于混合狀態(tài)下液相、固相混合物在不同波長色光條件下會出現(xiàn)不同的反應。色譜分離法因其成本低廉、反應靈敏度高、分解效果突出以及抗干擾能力強等優(yōu)勢而成為食品理化檢驗樣品前處理常用技術。同色譜分離法與皂化法類似，沉淀分離法也有適用情況。在食品理化檢驗中，沉淀分離法在分離溶解度存在較大差異的食品樣品時應用較多，是一種將固相從混合液中分離出來的方法［3］。通常情況下，沉淀分離法是利用溫度升高難溶性化合物得以形成的方式將混合物中的固相分離出來的。食品理化檢驗中的絡合滴定則需要用到掩蔽法，然而該方法利用率不高且抗干擾能力差。

3.3 固相萃取法

針對食品樣品中的目標物使用固體吸附劑將其吸附出來，在分離之后進行洗脫或者解吸附處理從而對食物樣品中的目標物進行分離與收集，達到提純目的的一種方法。該方法作為食品理化檢驗樣品預處理的重要技術應用較為廣泛。固相萃取法通常包括這幾個流程：SPE小柱或者濾膜的選擇，固定相選擇由待測物確定，而固定相規(guī)格則根據(jù)待測物濃度情況來選擇，如待待測物攜帶正電荷則交換填料應選擇陽離子，待測物攜帶負電荷則交換填料需選擇陰離子，如果待測物攜帶離子為中性，則填料應選擇反相填料；活化，該步驟是固相萃取的關鍵，將選取的小柱或者濾膜使用有機溶劑沖洗從而提高其吸附劑表面滲透能力，將吸附劑與待測物的保留值增加，實現(xiàn)萃取回收環(huán)節(jié)效率的提高；上樣，也就是吸附劑與選取的食物樣品吸附結合的過程，樣品存在差異上樣方式也應有所區(qū)別，對于濃度高的待測物應先使用緩釋液對其進行稀釋處理，若檢測需要必要時可借助酸堿反應將待測物蛋白質結合破壞后再萃?。涣芟?，即清洗選擇的濾膜或者小柱的過程，大多使用緩沖劑、清水進行沖洗，若有需要可在清洗過程中酌量添加有機溶劑、弱堿、弱酸或者無機鹽［4］；待測物洗脫，主要是洗脫固相吸附的吸附物質，該步驟能夠一定程度保障待測物的回收率。固相萃取法在成本投入與效率方面表現(xiàn)突出，而在纖維雜志吸除方面有所不足，若檢測食品樣品中含有大量纖維，應用固相萃取法很容易出現(xiàn)結果偏離情況。

3.4 蒸餾法

固相萃取法與蒸餾法相較，前者是利用吸附劑與待測物間的正負電荷吸引特征，使用固相吸附劑對待測物進行吸附、分離等處理，從而將目標物萃取出來的一種樣品前處理方法，而后者則是基于不同物質類型沸點差異進行物質分離的。食品理化檢驗預處理樣品為液體混合物時多應用蒸餾法將待測物分離出來［5］。在氣壓、氣溫固定的條件下物質由液相轉變?yōu)闅庀啵蛛x后進行冷卻收集的過程就是蒸餾。實驗應用中，控溫分層收集主要是參照液體混合物中各種物質沸點差異進行，這也是實驗室食品樣品處理分離的一種較為常用的方法。在實驗室實際應用中，蒸餾法較為常見的方式有掃描型蒸餾、真空蒸餾、共沸蒸餾、精細型蒸餾及常壓蒸餾這幾種蒸餾方式。應用蒸餾法時，需要嚴格控制溫度以確保蒸餾處于待測物沸程范圍內，處理分離餾頭時應格外注意；在正式進入待測物沸程前應準備好接收瓶將餾頭妥善接收，之后先分離出沸點不高且先蒸出的部分；餾頭蒸處理完后溫度逐漸穩(wěn)定下來，為了提升蒸餾溫度，應根據(jù)需要將接收瓶更換掉以對蒸餾樣品目標物進行接收。需要注意的是，在待測物蒸出之后繼續(xù)維持加熱溫度沒有餾液被蒸出而溫度驟然下降，這是蒸餾完成的信號，此時就應立即停止，從而有效避免過度蒸餾損壞餾瓶。

4 食品理化檢驗樣品前處理注意事項

結合上文詳細分析總結了食品理化檢驗樣品前處理的相關方法，針對性地提出以下幾點注意事項。

4.1 前期準備

食品理化檢驗正式開始前應做好前期準備，以為后續(xù)樣品預處理工作奠定良好基礎，包括實驗所用儀器設備、試劑及待測溶液這3個方面的準備。例如，計算機處理系統(tǒng)、酒精燈及天平等常見設備工具應準備齊全并檢查其狀態(tài)，確保其處于正常狀態(tài)，并且計算機系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；試劑方面則需要對其有效期等進行檢查，確保試劑是可用有效的，對于容易揮發(fā)或者分解的溶劑應根據(jù)情況在工作過程中現(xiàn)配，以免影響檢測結果。此外，還應根據(jù)需要設置足夠的備用試劑與可替換的設備，以防范試驗過程中突發(fā)情況設備損壞及試劑不足影響實驗的正常進行。

4.2 樣品、試劑用量選擇

在食品理化檢驗樣品前處理操作中，樣品量與試劑使用量的選取對實驗結果有重要作用，以試劑為例說明，若試劑使用量過多會造成食物樣品中含有過多的試劑給試驗結果帶來干擾，如果選取的試劑用量太少則使得食物樣品不能充分溶解影響試驗結果的準確性。對此，在食品檢測過程中需要試劑用量應與食物樣品量相對應，以免出現(xiàn)試劑過多或過少的情況影響檢驗結果的準確性與安全性。比如，使用微波消解法對全脂奶粉樣品進行預處理時，選取的試劑不同溶解效果也會有較大差異，選擇試劑用量時應先確定好消解體系，選擇時應按照從高到低的原則進行，相關檢驗人員再根據(jù)食品樣品量按照合適的比例制備樣品與試劑，若有需要則應在嚴格控制試劑存量的情況下溶解全部的食物樣品，確保樣品處理的效率，提升食品檢驗結果的準確性與可靠性。

4.3 樣品處理模式選擇

樣品處理模式選擇事關食品檢驗工作效率與效果，對食品檢驗的有效性有較大影響，對食品理化檢驗來說是非常重要的事項，同時也是檢驗工作的一個關鍵環(huán)節(jié)。在實際食品安全檢驗工作中，往往對食品有機物成分方面的檢驗比較重視，而對無機物成分方面的檢驗重視性不夠充分。食品有機物成分的有效檢驗對實驗室條件要求相對嚴格，如實驗室壓強及環(huán)境溫度等都是有一定要求的，這就需要相關工作人員根據(jù)檢驗需要調節(jié)好環(huán)境條件，營造出更為適宜食物樣品檢驗的可靠環(huán)境［6］。同時，為了進一步保障檢驗的順利進行與檢測結果的可靠性，工作人員應在工作正式開始前對檢驗相關操作流程進行有效掌握，若有必要可進行預演，最大限度地降低正式實驗中錯誤的出現(xiàn)率，進一步保障檢驗數(shù)據(jù)的有效性與準確性。

4.4 消解體系選擇

消解體系選擇是樣品前處理過程中的一項重要操作，這個操作環(huán)節(jié)要求相對較多，如果實驗過程中增加的干擾元素太多則會導致最終檢驗結果缺乏準確性與有效性，同時消解過程中消解速度往往比較快使得沉淀物出現(xiàn)較少，因而需要根據(jù)具體情況合理選擇消解體系。此外，將過氧化氫、硝酸應用于食物樣品前處理過程中能夠使消解的微波吸收能力變強，使得結果更為準確。

5 結語

綜上所述，食品安全關乎消費者身體健康甚至生命安全，若食品安全難以有效保障后果不堪設想。食品理化檢驗作為食品質量安全的重要控制手段，其作用不容忽視。在對食品進行安全檢驗前需要對食品樣品進行預處理從而保障后續(xù)檢驗工作的順利進行。本文介紹了食品理化檢驗與樣品前處理，詳細分析總結了食品檢驗樣品前處理的準備工作及幾種主要的處理方法，并針對性地提出幾點注意事項。在各種前處理方法實際應用中，應根據(jù)實際需要，從各項注意事項入手，合理選擇處理方法。