食品非法添加化学成分检测技术研究

摘 要：本文以工业染料类、非食用添加剂类、药物残留类等食品非法添加化学成分为切入点，分析了化学成分非法添加的场景及其对人体的危害，深入探讨了光谱分析法、色谱分析法、免疫分析法和生物传感器法等检测技术的检测原理以及优缺点，旨在为保障食品安全提供有力的技术支撑。

关键词：非法添加；化学成分；食品安全；光谱；色谱

Research on the Detection Technology of Illegally Added Chemical Components in Food

SUN Li

（Zaozhuang Vocational College， Zaozhuang 277800， China）

Abstract： Taking the illegally added chemical components in food， such as industrial dyes， non-edible additives， and drug residues as the starting point， this paper analyzes the illegal addition of chemical components scenarios and the harm to human body. Moreover， it deeply discusses the detection principles as well as the advantages and disadvantages of detection techniques including spectral analysis， chromatographic analysis， immunoassay， and biosensor method， aiming to provide strong technical support for ensuring food safety.

Keywords： illegal addition; chemical components; food safety; spectroscopy; chromatography

近年来，全球食品贸易往来频繁，食品供应体系日益复杂。然而，在经济利益的驱使下，食品非法添加化学成分的行为屡禁不止，引发了人们的广泛关注。工业染料、非食用添加剂及药物残留等非法添加物混入食品供应链，极大损害了消费者的健康权益，也扰乱了正常的市场秩序。面对这一严峻形势，系统剖析食品非法添加化学成分的种类，并探索高效精准的检测技术，对保障食品安全、重塑消费者信任、推动食品行业良性发展具有重要意义。

1 食品非法添加化学成分类型

1.1 工业染料类

工业染料常被应用于纺织、皮革等工业领域，却被非法添加到食品中以改善食品的外观色泽，增强视觉吸引力，从而获取更高的商业利润。例如，苏丹红常被用于辣椒粉、辣椒酱等产品中，使产品颜色更为鲜艳诱人。这类工业染料含有偶氮苯等致癌物质，长期食用会在人体内代谢生成具有强致癌性的芳香胺化合物，严重影响人们的肝脏、肾脏等器官功能，可能导致细胞癌变，极大增加人们的患癌风险，也可能引发过敏反应，对免疫系统造成不良影响，严重威胁人们的身体健康与生命安全。

1.2 非食用添加剂类

吊白块、硼砂等非食用添加剂会被不法商家添加到食品加工过程中，主要目的是为达到增白、保鲜、防腐等效果，降低生产成本并延长食品保质期。以吊白块为例，其常被用于米粉、面粉等食品的漂白，能使食品外观洁白美观。然而，吊白块在人体内会分解产生甲醛等有害物质，甲醛具有强烈的刺激性，会损害呼吸道黏膜和胃肠道黏膜，引发咳嗽、呕吐、腹泻等症状，长期接触还可能导致慢性中毒，影响神经系统和免疫系统的正常功能，甚至可能诱发白血病等严重疾病，对人体健康造成不可逆转的损害。

1.3 药物残留类

在种植环节，为了提高农作物产量，预防作物病虫害，种植户会违规使用农药，导致农产品中出现农药超标现象。在养殖环节，为了促进动物生长、预防和治疗疾病以及减少养殖过程中的损失，部分养殖户会违规使用抗生素、瘦肉精等药物，导致这些药物在动物体内残留，并最终进入食品供应链。例如，瘦肉精被非法添加到猪饲料中，以提高猪肉的瘦肉率，迎合部分消费者对瘦肉的偏好，但瘦肉精会在人体内积聚，导致心悸、心慌、肌肉震颤等中毒症状，严重影响心脏功能和神经系统的正常运作，尤其对患有心脏病、高血压等疾病的人群危害更大。此外，长期食用含有药物残留的食品还会使人体产生耐药性，增加疾病治疗的难度和风险，严重威胁公共卫生安全。

2 常见的食品非法添加化学成分检测技术

2.1 光谱分析法

光谱分析法是食品非法添加化学成分检测的重要手段之一，其基于物质对不同波长光的吸收、发射或散射等特性进行分析。其中，紫外-可见光谱法利用化合物在紫外和可见光区有特征吸收峰的原理，通过测定样品在特定波长范围内的吸光度，来确定食品中是否含有非法添加物及其含量。例如，在检测苏丹红等工业染料时，苏丹红中的发色团会在特定波长处产生明显吸收，通过与标准品的光谱对比，可实现对其快速筛查定性[1]。

红外光谱法则是通过分析分子的振动和转动能级跃迁产生的红外吸收光谱，获取分子结构信息，从而鉴别食品中的非法添加化学成分，在检测非食用添加剂硼砂时，其特定的红外吸收峰可作为识别依据，且该方法对样品前处理要求相对较低，能快速提供化学成分的结构信息。

荧光光谱法是基于物质被特定波长光激发后产生荧光的特性，对于一些具有荧光特性的非法添加物，可通过检测其荧光强度和发射波长，实现高灵敏度检测，并且可以结合化学计量学方法对复杂体系中的多种非法添加物进行同时分析，提高检测效率和准确性，为保障食品安全提供有力支持[2]。

2.2 色谱分析法

色谱分析法凭借其出色的分离能力在食品非法添加化学成分检测中占据重要地位，为复杂食品体系中非法添加物的检测提供了精准、可靠的方法。气相色谱法（Gas Chromatography，GC）适用于挥发性和半挥发性物质的检测，在检测食品中农兽药残留类非法添加物时发挥着重要作用。例如，在检测苹果汁中的有机磷农药毒死蜱时，样品经提取、净化后气化进入色谱柱，依据不同组分在固定相和流动相之间的分配系数差异进行分离，然后通过火焰光度检测器检测，该检测器对含磷化合物具有高灵敏度响应，能够精准检测痕量的毒死蜱残留量，确保果汁产品的质量安全，防止消费者因饮用含有毒死蜱残留的苹果汁而遭受健康风险[3]。

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）对于热稳定性差、不易挥发的物质具有优势。在检测非食用添加剂如三聚氰胺时，可采用反相液相色谱法，以不同比例的水和有机溶剂作为流动相，使三聚氰胺在色谱柱上分离，再结合紫外或二极管阵列检测器进行检测[4]。当以乙腈-水（80∶20）为流动相时，三聚氰胺在C18色谱柱上能实现良好的分离，具有分离效率高、分析速度快的优点，能够有效检测乳制品中是否非法添加三聚氰胺。

气相色谱质谱联用法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技术则结合了色谱的分离能力和质谱的定性能力，能够对复杂样品中的非法添加物进行准确的定性和定量分析。例如，在检测含有多种工业染料（如苏丹红、罗丹明B）和抗生素（如四环素、氯霉素）残留的食品样品时，先通过色谱分离，再利用质谱的高分辨率和高灵敏度确定化合物的分子量、结构碎片等信息，从而准确鉴定出各种非法添加化学成分，为食品安全监管提供有力依据[5-6]。

2.3 免疫分析法

免疫分析法是利用抗原与抗体之间的特异性免疫反应来检测食品中的非法添加化学成分，具有特异性强、灵敏度高、操作简便等优点，在食品安全检测领域得到了广泛应用。酶联免疫吸附测定（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）是常用的免疫分析方法之一，其原理是将抗原或抗体固定在固相载体表面，加入待检样品后，抗原与抗体结合，再通过酶标记的二抗与抗原抗体复合物结合，最后加入底物显色，通过测定吸光度来确定样品中非法添加物的含量。例如，在检测瘦肉精（克伦特罗）等药物残留时，基于克伦特罗与特异性抗体的结合反应，ELISA方法能够快速、灵敏地筛查大量样品。当样品中克伦特罗含量达到一定浓度时，会与酶标板上包被的抗体结合，经后续显色反应后，使用酶标仪在特定波长下测定吸光度，根据标准曲线即可计算出样品中克伦特罗的含量。该方法适用于现场快速检测和初筛工作，可在养殖、屠宰、加工等环节对肉类产品进行快速筛查，有效防止含有瘦肉精的肉类进入市场，保障消费者的食品安全[7]。

免疫亲和色谱（Immunoaffinity Chromatography，IAC）是利用抗体与目标抗原的特异性亲和作用，将抗体固定在色谱柱上，当样品通过柱子时，目标非法添加物被选择性吸附，然后通过洗脱液洗脱下来进行检测，这种方法对样品具有净化和富集作用，能有效提高检测灵敏度。例如，在检测黄曲霉毒素B1等真菌毒素类非食用添加剂时，IAC可以去除样品中的杂质干扰，准确检测出痕量的毒素，当含有黄曲霉毒素B1的食品样品通过免疫亲和柱时，黄曲霉毒素B1与柱上固定的抗体特异性结合，经过洗脱后，可采用高效液相色谱等方法对洗脱液中的黄曲霉毒素B1进行定量检测，在食品检测领域发挥着重要作用，尤其是对于容易受到真菌污染的粮食、坚果等食品的质量把控有重要意义[8]。

2.4 生物传感器法

生物传感器法作为一种新兴的检测技术，在食品非法添加化学成分检测中展现出独特优势，为食品安全检测提供了快速、灵敏、便捷的新途径。酶传感器利用酶的特异性催化作用，如葡萄糖氧化酶传感器可用于检测食品中的葡萄糖含量，以判断是否存在非法添加的糖类物质[9]。当样品中的葡萄糖与固定在传感器上的葡萄糖氧化酶反应时，会产生电信号变化，通过检测电信号的强度，可间接测定葡萄糖的浓度，具有响应速度快、选择性好、灵敏度高的优点，可实现在线实时检测，能及时反馈食品的质量信息。

微生物传感器是利用微生物的代谢特性来检测目标物，如检测食品中的有机磷农药残留时，某些微生物对有机磷农药具有特异性的降解能力，其代谢过程中的呼吸作用或代谢产物的变化可被传感器检测，通过测量氧消耗速率或产生的二氧化碳量等参数，间接测定农药残留量。这种方法成本较低、易于操作，适用于基层检测机构，能在农产品种植、采摘后的初步检测环节发挥作用，防止有机磷农药污染的农产品进入市场，保障消费者的饮食安全[10]。

免疫传感器将免疫反应与传感器技术相结合，通过将抗体固定在传感器表面，当与目标非法添加物结合时，会引起传感器表面的物理或化学性质变化，从而产生可检测信号，如表面等离子体共振免疫传感器在检测食品中的抗生素残留时，具有实时、无标记、高灵敏度的特点[11]。当样品中的抗生素残留与传感器表面固定的抗体结合时，会引起传感器表面折射率的变化，通过检测表面等离子体共振角度的改变，即可实时监测抗生素残留是否存在及含量，能快速准确地检测出痕量抗生素。

3 结语

综上所述，食品非法添加化学成分问题日益严峻，迫切需要更为高效、精确的检测技术来保障食品安全。现有的光谱分析法、色谱分析法、免疫分析法和生物传感器法等检测技术已在食品安全领域取得了一定成效，但随着非法添加物种类和技术手段的不断更新，现有的技术仍面临一定的挑战。未来，食品安全检测技术将朝着更加智能化、自动化、便捷化的方向发展，同时结合人工智能、大数据等前沿技术，进一步提高检测精度和效率。

参考文献

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[11]赵军杰，程林丽，陈亚南，等.动物源食品中抗生素残留检测方法进展[J].饲料工业，2022，43（20）：53-58.

作者简介：孙丽（1982—），女，山东枣庄人，硕士，副教授。研究方向：分析化学检验。