常见食品防腐剂的检测方法研究

摘 要：随着社会进步和生活水平提高，食品安全问题日益受到关注，其中食品防腐剂的合理使用和检测尤为重要。本文综述了食品防腐剂的主要类型及其应用特点，重点阐述了高效液相色谱法、气相色谱法、酶联免疫吸附测定法、毛细管电泳法和薄层色谱法等常用检测方法的原理、特点及应用要点。通过分析各种检测方法的优缺点和适用范围，为食品防腐剂的检测提供参考，对加强食品安全监管、保障消费者健康具有重要意义。

关键词：食品防腐剂；检测方法；色谱分析；食品安全

Research on the Detection Methods of Common Food Preservatives

WANG Shumin

（Hebi Vocational and Technical College， Hebi 458030， China）

Abstract： With the progress of society and the improvement of living standards， food safety issues have received increasing attention， among which the rational use and testing of food preservatives are particularly important. This article reviews the main types and application characteristics of food preservatives， with a focus on the principles， characteristics， and application points of commonly used detection methods such as high-performance liquid chromatography， gas chromatography， enzyme-linked immunosorbent assay， capillary electrophoresis， and thin-layer chromatography. By analyzing the advantages， disadvantages， and applicability of various detection methods， it provides reference for the testing practice of food preservatives， which is of great significance for strengthening food safety supervision and ensuring consumer health.

Keywords： food preservatives; testing methods; chromatographic analysis; food safety

食品防腐剂作为一种食品添加剂，在食品生产加工、运输和贮藏过程中发挥着重要作用，可有效延长食品的保质期。然而，食品防腐剂的滥用也可能对人体健康产生不利影响。我国对食品防腐剂的使用有明确规定，超范围、超限量使用食品防腐剂属于非法添加。因此，准确检测食品中的防腐剂含量对于保障食品安全、维护消费者权益至关重要。

1 常见食品防腐剂概述

食品防腐剂是指为抑制食品中微生物的生长繁殖，从而达到延长食品保质期目的而添加到食品中的一类物质。常见的食品防腐剂可分为无机防腐剂和有机防腐剂两大类[1]。无机防腐剂主要包括亚硫酸盐类、硝酸盐类等，其中亚硫酸盐类（如二氧化硫、硫代硫酸钠等）防腐剂被广泛应用于水果制品、薯类制品、坚果制品和肉制品等的防腐；硝酸盐类（如硝酸钠、亚硝酸钠等）防腐剂常用于肉制品的防腐。有机防腐剂种类较多，按化学结构可分为苯甲酸类、山梨酸类、丙酸类等。苯甲酸及其钠盐主要用于糖果、饮料、果酱等酸性食品的防腐；山梨酸及其钾盐多用于面包、饼干、干酪等低水分食品的防腐；丙酸及其钙盐、钠盐常被添加到烘焙食品中[2]。此外，还有乳酸链球菌素、壳聚糖等天然食品防腐剂。食品防腐剂在抑菌保鲜的同时，可通过多种途径影响食品品质，如亚硫酸盐类防腐剂能漂白食品、改善面团状态，硝酸盐类防腐剂可使肉制品具有独特风味和稳定的红色。然而，过量摄入防腐剂可对人体产生毒副作用，亚硫酸盐可引起哮喘，硝酸盐在体内可转化为亚硝酸盐、与二级胺反应生成致癌物亚硝胺，山梨酸长期大量摄入可导致肾结石等。

2 常见食品防腐剂的检测方法

2.1 高效液相色谱法

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chroma-tography，HPLC）是一种常用于食品防腐剂检测的分析方法。其基本原理是利用高压泵将样品溶液和流动相泵入色谱柱，在固定相作用下，样品中各组分与固定相和流动相的亲和力不同而发生分离，再通过检测器检测、记录各组分的信号，根据保留时间定性、峰面积或峰高定量[3]。HPLC具有分离效率高、灵敏度高、定量准确和重复性好等优点，可实现食品中多种防腐剂的同时分离检测。但HPLC仪器价格昂贵，操作和维护专业性强，样品前处理较复杂，耗时耗材，不适合大批量样品的快速筛查。此外，HPLC对样品基质敏感，基质效应可能导致检测结果出现假阳性或假阴性。因此，采用HPLC分析食品防腐剂时，需要对样品进行提取、净化等前处理。常用的提取方法有液-液萃取、固相萃取、QuEChERS法等，目的是去除干扰基质、富集目标分析物，提高检测的选择性和灵敏度[4]。提取液一般选用乙酸乙酯、乙腈等有机溶剂，根据防腐剂性质可酸化或碱化处理。净化方法主要有固相萃取小柱法、凝胶渗透色谱法等，可进一步去除脂肪、色素等干扰物质。在色谱分离检测中，根据防腐剂的理化性质选择合适的色谱柱（如C18柱）和流动相体系（如甲醇-水），优化梯度洗脱条件，合理控制柱温、流速和进样量，同时选择合适的检测器（如紫外、二极管阵列、质谱检测器）。建立标准曲线，考察方法的线性范围、精密度、准确度和检出限等，确保检测结果的可靠性。

2.2 气相色谱法

气相色谱法（Gas Chromatography，GC）的基本原理是将待测样品导入装有固定相的色谱柱，在载气（流动相）的持续流动下，样品在气化状态下与固定相相互作用，不同组分根据其在固定相上的吸附能力不同而实现分离，再通过检测器，如氢火焰离子化检测器、电子捕获检测器、热导检测器等进行定性定量分析[4]。GC具有检测灵敏度高、分离效率好、定性定量可靠等优势，特别适用于对挥发性强的防腐剂，如邻苯甲酸酯类、丙酸盐类、二氧化硫等的分析。但GC仅适用于气化的或可衍生化为气态的化合物，且对热不稳定物质分析效果不佳，样品前处理和衍生化相对烦琐，不适合检测极性大、难气化的防腐剂。

使用GC分析食品防腐剂时，要根据防腐剂的性质选择合适的样品前处理方法，如溶剂萃取、顶空固相微萃取、固相萃取等，尽可能去除基质干扰、富集目标分析物。对难气化的防腐剂，如山梨酸、苯甲酸等，可采用衍生化处理，如烷基化、硅烷化等提高其挥发性。在进行色谱分离时，要优化色谱柱（如极性、非极性）和进行载气（如N2、He）的选择，控制进样口温度、柱温度程序、载气流速等参数。同时采用高选择性、高灵敏度的检测器，建立选择离子检测模式，提高分析的特异性和重现性。在定量分析时，可用内标法、外标法，进行标准曲线线性范围、精密度和准确度的考察，确保分析结果的可靠性。此外，应优化萃取溶剂、萃取时间、柱前衍生化条件等，最大限度地提高目标分析物的回收率。

2.3 酶联免疫吸附测定法

酶联免疫吸附测定法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）是一种抗原抗体特异性结合反应和酶促反应相结合的高灵敏度、高特异性的免疫分析方法，近年来在食品防腐剂残留检测领域得到了广泛应用[5]。酶联免疫吸附测定法的基本原理是将抗原或抗体固定在固相载体上，加入待测样品，抗原抗体结合形成复合物，再加入酶标记的抗原或抗体，与结合物中的抗体或抗原结合，形成酶标记的免疫复合物，加入酶底物，在酶的催化下产生颜色反应，通过比色或光度测定确定待测物质的含量。ELISA具有特异性强、灵敏度高、操作简便、可实现批量化检测等优势，是食品安全快速筛查的有效工具。但ELISA试剂盒价格较高，假阳性率相对较高，定量分析时准确度不如色谱分析方法，且抗原、抗体的制备和筛选相对耗时。

应用ELISA法检测食品防腐剂时，要优化样品前处理方法，一般采用稀释或提取等方式制备待测样品，以减少基质效应的干扰。根据ELISA试剂盒的类型（如直接法、间接法、竞争法和夹心法等），严格按照步骤进行包被、洗涤、加样、显色和终止等操作，控制温度、时间、pH值等关键参数。同时，应做好空白对照、阴性对照、阳性对照，绘制标准曲线，考察ELISA方法的最低检出限、线性范围、特异性和重复性等指标，确保检测结果的可靠性。定性分析时，通常以阴阳cut-off值为判定标准，定量分析可通过标准曲线内插法或回归方程计算样品的防腐剂含量。此外，交叉反应现象可能导致产生假阳性结果，因此对阳性样品应采用其他方法进一步确证。

2.4 毛细管电泳法

毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE）是一种高效、快速、微量的分离分析技术，在食品防腐剂检测中得到日益重视。CE的基本原理是在细而长的毛细管内充满电解质溶液，在毛细管两端施加高压直流电场，待测物在电场力和电渗流的共同作用下，以不同速度向阴极或阳极迁移，从而实现分离。分离后的物质通过毛细管末端的检测器，如紫外-可见检测器、光导检测器、电导检测器等进行定性定量分析。CE具有柱效高、分析速度快、进样量小（nL级）和溶剂消耗少等优点，尤其适合极性物质的分离分析。但CE的集中效应和检测灵敏度相对较低，易受焦耳效应的影响，且无法和质谱直接联用。此外，CE分离效果容易受基质、pH值、电压等因素影响，优化条件较为复杂。

采用CE分析食品防腐剂时，样品前处理和基质干扰问题十分关键。常采用液液萃取、固相萃取、分散液液微萃取等方法提取富集待测物，去除盐、糖等干扰物质。在进行电泳分离时，要优化背景电解质的种类、pH值、离子强度等，选择合适的分离电压、毛细管类型（如熔融石英毛细管）和尺寸（内径25～100 μm，长度30～100 cm）。根据防腐剂的理化性质，可采用不同模式如毛细管区带电泳、胶束电动毛细管色谱、毛细管等电聚焦等。为提高灵敏度，可采用大体积进样（如层流进样）、在线富集（如场放大样品堆积）、柱后衍生等方法。定性分析根据目标物的迁移时间，定量分析采用内标法、外标法，考察线性关系、重现性等分析性能指标，优化方法的检测限与定量限。

2.5 薄层色谱法

薄层色谱法（Thin Layer Chromatography，TLC）是一种简便、快速、经济的色谱分离分析技术，在食品防腐剂筛查和定性分析中得到广泛应用。TLC的基本原理是将样品点样于薄层板（如硅胶G、氧化铝）上，展开剂在毛细管作用下沿薄层板向上流动，样品中各组分在固定相和流动相间的分配系数不同，从而被分离开，再通过物理或化学的显色方法检出各组分的位置，根据比移值进行定性分析。TLC具有操作简单、耗材少、仪器要求低等优势，可用于食品中防腐剂的初筛和快速鉴别。但TLC分离能力和重现性较差，定量分析时灵敏度低、精密度差，易受环境因素，如温度、湿度等的影响，分离效果欠佳时需重复多次试验，导致分析成本增加。此外，TLC终点检测的主观性强，易产生人为误差，属于半定量分析。

采用TLC分析食品防腐剂时，要先优化样品前处理方法，一般采用液液萃取、固相萃取等方式提取目标分析物，浓缩待测样品。点样时，控制进样量、样品浓度和点样方式等，宜采用毛细管点样法或微量进样器，点样直径应≤5 mm。展开时根据防腐剂的极性选择合适的展开剂（如丙酮-正己烷、乙酸乙酯-甲醇等），控制展开温度、展开距离（一般为10～15 cm），使展开充分而不前沿溶剂化。显色时喷洒适宜的显色剂（如溴酚蓝、二氯化汞等），在紫外灯下观察色斑，准确测量样品色斑中心和溶剂前沿的距离，计算比移值。与对照品标准的比移值相比，初步鉴定防腐剂的种类，也可通过添加回收实验进一步确证。若需定量分析，可用TLC扫描仪测定色斑的面积或峰高，与标准系列浓度的色斑面积/峰高比较，间接定量，但准确度不如其他色谱法。

3 结语

食品防腐剂的检测方法研究对保障食品安全具有重要意义。目前，高效液相色谱法、气相色谱法、酶联免疫吸附测定法、毛细管电泳法和薄层色谱法等检测技术各具特色，在实际应用中相互补充、优势互补。未来，随着检测技术的不断创新和发展，新型检测方法如生物传感器、智能化快速检测等将不断涌现。同时，检测方法的标准化和规范化水平也将进一步提升，为食品安全监管提供更加可靠的技术支撑。

参考文献

[1]乔晚霞.高效液相色谱技术在食品检测中的应用[J].中外食品工业，2024（12）：61-63.

[2]武笑颖，王苹苹，袁雪，等.气相色谱质谱联用技术在防腐剂检测中的应用分析[J].中国食品，2024（12）：67-69.

[3]周美丽.食品防腐剂的使用现状、存在问题及使用注意事项分析[J].现代食品，2023，29（24）：155-157.

[4]琚小路.食品防腐剂检验检测技术的研究现状及进展[J].中国食品工业，2023（10）：77-78.

[5]叶美玲，孙军华，胡琼，等.烘焙食品中常用防腐剂的检测及残留量分析[J].精细化工中间体，2022，52（2）：69-73.

作者简介：王淑敏（1981—），女，河南鹤壁人，硕士，讲师。研究方向：食品检验与分析。