儀器分析法在食品檢測中的應(yīng)用探究

韋仁礦

摘 要：現(xiàn)代社會中食品檢測方法較多，尤其是在科技高速發(fā)展的情況下，專業(yè)儀器分析法在食品、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都發(fā)揮出了重要作用。由于儀器分析法快捷準(zhǔn)確，近年來在食品檢測機(jī)構(gòu)得到廣泛的推廣利用。利用專業(yè)的儀器進(jìn)行檢測，比傳統(tǒng)的手工分析、檢驗更準(zhǔn)確、高效。本文主要探究相關(guān)儀器的類別、具體分析方法，以及在食品檢測中的應(yīng)用方式。通過不斷的研究創(chuàng)新，推動食品衛(wèi)生領(lǐng)域的有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：食品衛(wèi)生；儀器分析；檢測方法；應(yīng)用

Application of Instrumental Analysis in Food Detection

WEI Renkuang

（Baise Testing and Inspection Centre， Baise 533000， China）

Absrtact： In modern society， there are many food detection methods， especially under the rapid development of science and technology， professional instrument analysis methods have played an important role in food， chemistry， medicine and other fields. In recent years， instrumental analysis has been widely used in food testing institutions due to its fast and accurate performance. The use of professional instruments for testing is more accurate and efficient than traditional manual analysis and testing. This article mainly explores the categories of related instruments， specific analysis methods， and the application methods in food detection. Through continuous research and innovation， we will promote the orderly development of food hygiene.

Keywords： food safety; instrumental analysis; detection methods; applications

近年來，我國食品領(lǐng)域常被曝出大大小小的食品安全和衛(wèi)生問題，從最早的三鹿奶粉、地溝油、瘦肉精，到現(xiàn)在的外賣黑作坊、老壇酸菜等事件，都產(chǎn)生了不同程度的負(fù)面影響。食品安全影響到人們的生命財產(chǎn)安全，為了最大程度減少此類事件的發(fā)生，我國也在大力整治食品行業(yè)，保障人們的身體健康和生命安全。要對食品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測監(jiān)督，利用儀器分析方法加強(qiáng)對食品成分的分析，判斷食品是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 食品安全檢測的必要性

食品檢測涉及的樣本、種類繁多，檢測工作也十分煩瑣。常見的檢測對象是日常生活中常見的各種蔬菜、水果、肉、蛋、奶、糖果和糕點等，復(fù)雜繁多的食品種類和差異化的成分給食品檢測帶來巨大的挑戰(zhàn)[1]。食品安全檢測的必要性包括以下兩方面。

（1）確保食品中不含有危害人體健康的物質(zhì)。我國曝出的“鎘大米”事件中，大米中重金屬元素鎘含量超標(biāo)，鎘進(jìn)入人體后會產(chǎn)生毒性，嚴(yán)重危害人體健康；使用發(fā)霉變質(zhì)的花生榨油會導(dǎo)致花生油中的黃曲霉毒素超標(biāo)，長期食用黃曲霉素超標(biāo)的花生油，會極大提升癌癥誘發(fā)率；奶粉中“三聚氰胺”會對人體產(chǎn)生巨大危害[2]。因此，進(jìn)行食品檢測對于確保食品安全具有重要意義。

（2）檢測食品中的營養(yǎng)物質(zhì)。食品是人們獲取營養(yǎng)的主要方式，對于市場上流通的各種食材，必須明確其中的營養(yǎng)成分物質(zhì)，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和維生素含量等[3]。明確這些指標(biāo)后，人們可根據(jù)自己的需要購買食物。

2 儀器分析法的類型與檢測優(yōu)勢

2.1 儀器分析法使用的儀器類型

儀器分析法主要是利用各類專業(yè)儀器進(jìn)行檢測。①制備樣本的儀器。對采集的樣品進(jìn)行粉碎、取樣，如絞肉機(jī)、粉碎機(jī)、磨粉機(jī)等。②樣品預(yù)處理設(shè)備。消除樣品中的干擾因素，提取被測組分，如微波消解儀、固相萃取儀、快速溶劑萃取儀等。③數(shù)據(jù)檢測儀器。用于檢測樣品，從而得到樣品的各項指標(biāo)信息，如菌落計數(shù)器、酶標(biāo)儀、黃曲霉素測定儀等，這是食品檢測過程中較為重要的一部分，會影響到檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。

2.2 儀器分析法的優(yōu)勢

利用儀器替代人工進(jìn)行食品檢驗，其優(yōu)點主要在于以下兩方面。①成本費(fèi)用低。雖然在前期采購專業(yè)檢測設(shè)備時，采購費(fèi)用較高，但儀器投入使用后，只要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，設(shè)備的使用周期會極大延長，所以單次的費(fèi)用增長并不顯著，總體費(fèi)用也會降低。②儀器精度高，分析速度快。只要程序無誤，儀器的元件設(shè)備正常未產(chǎn)生損壞，設(shè)備可以提供更精確的分析數(shù)據(jù)。

3 儀器分析法在食品安全檢測中的應(yīng)用

3.1 光譜分析法

光譜分析法是在食品安全檢測中使用較為普遍且精確度較高的方法。其主要是通過對食品物質(zhì)在不同的光照射下呈現(xiàn)出的光譜反應(yīng)進(jìn)行分析比對，利用其中呈現(xiàn)出的差異對食品樣本進(jìn)行檢測分析。光譜分析法可對食品中的不同物質(zhì)進(jìn)行高效化的定量檢測分析，包括亞硝酸和碳酸鹽等類型的物質(zhì)。在檢測分析的過程中，利用呈現(xiàn)出的紫外線譜就可以對食品中的金屬物質(zhì)，尤其是重金屬元素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，而利用紅外光譜則可以清晰反映出食品物質(zhì)的鮮活程度、營養(yǎng)成分等，是檢測食品是否過期的檢測方法。

使用光譜分析法對食品進(jìn)檢測，一般對樣本的純凈度要求不高，可以對成分較為復(fù)雜的樣本物質(zhì)進(jìn)行高效率檢測，但為了保證檢測結(jié)果的精確，一般還需要進(jìn)行多種樣本之間的比對。在常溫下，物體是電子能級、振動能級的基態(tài)，在受到不同的電磁波照射時，物體會吸收一定的電磁波，從基態(tài)進(jìn)入到活力激發(fā)狀態(tài)，在此過程中，食品材料會沿著不同的方向，以相同或更低的頻率發(fā)射自身的能量，從而保證檢測工作的順利進(jìn)行。光譜法包括紫外可見吸收光、熒光、紅外和等離子發(fā)射光譜法等幾種方法[4]。在食品檢驗中，利用光譜技術(shù)可以得到高靈敏度、高精度和廣泛的適用性，可對某些金屬、非金屬元素和它們的化合物進(jìn)行合理的測定，并且可以對有機(jī)化合物進(jìn)行定量和定性分析。

3.2 色譜分析法

色譜分析法是一類分離和鑒定化學(xué)物質(zhì)的方法，其原理是依據(jù)化學(xué)物質(zhì)在兩種介質(zhì)中的不同分配系數(shù)（或其他的不同行為，如吸附、滲透等）進(jìn)行檢測，主要包括液相色譜法和氣相色譜法。氣相色譜檢測法是利用物質(zhì)的沸點、極性或吸附性的差異實現(xiàn)混合物的分離，檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號與被測組分的含量成正比，因此可根據(jù)響應(yīng)信號的大小計算出被測組分的含量[5]。液相色譜法是用液體作為流動相的色譜法，檢測過程中攜帶待測組分移動，常見的流動相有乙腈-水溶液、乙腈-醋酸水溶液、甲醇-水溶液等。

氣相色譜法具有分離能力好，靈敏度高，分析速度快，操作簡便等優(yōu)點，但由于受到技術(shù)條件的限制，無法對沸點過高或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)進(jìn)行分析，對500 ℃以下不易揮發(fā)或受熱易分解的物質(zhì)可采用衍生化法或裂解法處理。液相色譜法只要求試樣能制成溶液，無需進(jìn)行氣化處理，因此不受試樣揮發(fā)性的限制，對于高沸點、熱穩(wěn)定性差、相對分子量大的有機(jī)物，原則上都可使用高效液相色譜法進(jìn)行分離、分析。實際工作中針對已知化合物，可用氣相色譜分析的約占20%，而能用液相色譜分析的占70%～80%。

液相色譜法可應(yīng)用于飲品檢測中，如目前市面上多種多樣的飲料、乳制品，可快速檢測出其中的糖、蛋白質(zhì)、維生素等營養(yǎng)成分含量；也可以用于檢測蔬菜、水果中的營養(yǎng)成分、食品添加劑含量等。氣相色譜法可應(yīng)用于食品中農(nóng)藥殘留檢測，由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植大量使用農(nóng)藥、化學(xué)肥料，導(dǎo)致農(nóng)作物出現(xiàn)有機(jī)磷、硫、氮等化學(xué)成分殘留，利用氣相色譜法可以快速檢測出殘留成分；還可用于檢測多環(huán)芳烴、丙烯酰胺含量，食品加工中多環(huán)芳烴污染最為嚴(yán)重的食品為煙熏、燒烤類，氣相色譜技術(shù)可對20多種多環(huán)芳烴進(jìn)行快速檢測。通過氣相色譜技術(shù)對煙熏食品多環(huán)芳烴污染程度進(jìn)行檢測，對提升食品質(zhì)量與安全控制具有重要意義。

3.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法作為一種重要的研究手段，在食品的生產(chǎn)和檢驗中得到了廣泛的應(yīng)用。具體來說，電化學(xué)分析法主要包括電勢分析法、電導(dǎo)分析法、伏安法等，并且在對食品進(jìn)行具體檢測的過程中，該方法使用較為方便、檢測設(shè)備簡單、分析速度快、檢測結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度，但其在使用過程中也存在一定弊端。由于試驗條件的不同，試驗結(jié)果可能存在一定的誤差，很多生產(chǎn)出來的離子電極并未得到很好的使用。但相對的，極譜分析技術(shù)發(fā)展比較成熟，如極譜法中常用的陽極溶解法、極譜催化波等，極大地提高了極譜的探測精度。

采用單掃描極譜儀對食品、水樣中的氰化物含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該方法具有較好的靈敏度。此外，電位溶解法也是一種很好的分析方法，一般適合對食品中的微量元素以及混合金屬元素進(jìn)行測定分析，它可以很好地檢測出醬油、醋等樣品中的砷含量。雖然該方法使用條件較為簡單，但其總體的應(yīng)用范圍仍相對局限，不適合對一些成分比較復(fù)雜的食品進(jìn)行精確的測量分析，否則需提前對樣本進(jìn)行處理，增加了人工成本和時間成本。

4 提升檢測儀器分析效率的措施

4.1 依照檢測物質(zhì)樣本和環(huán)境選擇合適的技術(shù)

各種儀器和分析方法都存在一定的優(yōu)點和缺點，在進(jìn)行檢測前，需要確定被測物質(zhì)的種類和特點，根據(jù)被測對象和類型選擇最適合的技術(shù)。例如，對食物原材料和簡單加工過的食物進(jìn)行重金屬元素的分析檢驗，可以使用電解法，該方法檢測速度快、成本低；對于復(fù)雜的食品，如糕點，可使用光譜分析和層析等方法進(jìn)行定性、定量分析。在使用專業(yè)儀器分析時，需要有專業(yè)的測試人員，最好是有豐富的工作經(jīng)驗和較高技術(shù)水平的人員。因為不同的儀器和方法在參數(shù)和要求上有很大的差別，要想獲得滿意的測試效果，必須要有相應(yīng)的技術(shù)和專業(yè)知識。

4.2 嚴(yán)格遵循規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，合理制作樣本

不同的檢測方法和儀器的檢測程序和操作要點不同，必須嚴(yán)格遵守檢測規(guī)程，以獲得精確的檢測效果。例如，在使用電解技術(shù)檢測樣本時，應(yīng)除去樣本中無需檢驗的物質(zhì)，以免對檢驗結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。光譜檢測技術(shù)對樣本質(zhì)量的要求較高，進(jìn)行分析時應(yīng)嚴(yán)格樣本制作，確保樣本質(zhì)量。儀器分析過程更多地遵循相對分析，其驗證方法及分析測定都要對相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇及應(yīng)用，在日常的檢測過程中必須依照國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，并定期對標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行比較、分析。在選擇和使用標(biāo)準(zhǔn)物時需要注意：①禁止使用無證標(biāo)準(zhǔn)物；②全面了解標(biāo)準(zhǔn)物的使用要求，如標(biāo)準(zhǔn)值所對應(yīng)的溫度、取樣量等；③禁止采用過期的標(biāo)準(zhǔn)物，確保選取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的良好，從而保障檢測的準(zhǔn)確性、可靠性。

樣本選擇的正確與否直接關(guān)系到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在選取樣本時，應(yīng)盡可能選用潔凈度高的樣本，以保證其未受到任何形式的污染，并保留其原有的狀態(tài)。在檢驗時，檢驗人員須按照樣本處理的要求，嚴(yán)格控制樣本狀態(tài)，減少因檢驗人員的技術(shù)水平不足導(dǎo)致的測試精度不高的問題。此外，當(dāng)樣本出現(xiàn)污染問題時，應(yīng)及時替換受污染樣本，并對受污染樣本影響的資料進(jìn)行重新審驗。如果檢驗與首次檢驗的結(jié)果有很大差異，則應(yīng)采用其他檢驗方法進(jìn)行重新確認(rèn)。要根據(jù)已有的理論和積累的試驗經(jīng)驗，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如將所使用的儀器調(diào)到合適的工作條件、添加基質(zhì)改良劑、調(diào)節(jié)測試模式和做好基質(zhì)匹配等，避免不同因素干擾測試結(jié)果。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段的食品安全管理還需進(jìn)一步優(yōu)化，同時要加強(qiáng)食品安全檢測力度。根據(jù)我國的實際情況，制定更嚴(yán)格、規(guī)范的食品安全政策，以減少頻發(fā)的食品衛(wèi)生問題，保證食品安全檢測能與時代同步發(fā)展，保證檢測到的問題能得到及時解決，并提供高質(zhì)量、高效率的技術(shù)支持。未來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，食品檢驗技術(shù)也會變得更便捷快速。在食品科學(xué)與分析技術(shù)的發(fā)展下，將會有越來越多的新技術(shù)和新內(nèi)容在食品安全檢驗中發(fā)揮作用，為人們的生命健康提供堅實保障。

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