现代分析技术在食品检验中的应用现状及发展趋势

摘 要：文章详细论述了现代分析技术在食品检验领域的应用现状，涵盖光谱分析、色谱分析、质谱分析以及生物传感器等多种技术手段，探讨了其在保障食品安全、质量控制等方面发挥的重要作用。同时，对这些技术未来的发展趋势进行了展望，包括向更高灵敏度、智能化、联用技术深化等方向发展，旨在为食品检验相关工作者及研究者提供全面的参考，助力食品检验行业不断进步。

关键词：现代分析技术；食品检验；应用现状；发展趋势

Abstract： This article discusses in detail the current application status of modern analytical techniques in the field of food inspection， covering various technical means such as spectral analysis， chromatographic analysis， mass spectrometry analysis， and biosensors， and explores their important role in ensuring food safety， quality control， and other aspects. At the same time， prospects were made for the future development trends of these technologies， including the development towards higher sensitivity， intelligence， and deepening of integrated technologies， aiming to provide comprehensive references for food inspection related workers and researchers and help the food inspection industry continue to progress.

食品是人类生存和发展的基础，其质量与安全直接关系到人们的身体健康和生活质量。随着现代食品工业的快速发展以及人们对食品安全要求的日益提高，传统的食品检验方法已难以满足复杂的检测需求[1]。现代分析技术凭借其高灵敏度、高选择性、快速准确等优点，在食品检验领域得到了广泛应用，并且不断推动着食品检验朝着更加科学、高效的方向发展。

1 现代分析技术在食品检验中的应用现状

1.1 光谱分析技术

光谱分析技术是基于物质对光的吸收、发射、散射等特性来进行分析检测的一类方法，在食品检验中应用极为广泛。

1.1.1 紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法利用物质对紫外及可见区域光的吸收特性来进行定性和定量分析。例如，在检测食品中的添加剂时，日落黄、柠檬黄等人工合成色素在特定波长下有特征吸收峰，通过测定样品在相应波长处的吸光度，并与标准曲线对比，就能准确测定其含量。在检测食品中一些具有共轭结构的营养成分如维生素等方面也有很好的应用，操作简便且成本相对较低，是很多食品企业进行常规检测的常用手段之一。

1.1.2 红外光谱法

红外光谱可以反映分子的振动和转动能级信息，不同的官能团在红外区域有其特征吸收峰。在食品检验中，可用于鉴别食品的种类、检测食品中的成分变化以及鉴定食品中的掺假情况。例如，通过红外光谱分析，可以在糖类相关官能团的吸收峰处的明显差异快速区分天然蜂蜜和掺假蜂蜜，也可通过分析油脂的脂肪酸组成及结构等，辅助判断油脂的品质。

1.1.3 原子吸收光谱法和原子发射光谱法

原子吸收光谱法基于气态原子对特定波长光的吸收特性，主要用于检测食品中的重金属元素，如铅、镉、汞等，具有灵敏度高、选择性好的优点。例如，检测大米中的镉含量，通过对样品进行消解处理，使镉元素转化为气态原子，然后利用镉的特征吸收波长进行检测，能够准确测定出其含量是否超标，保障食品安全。原子发射光谱法则可同时测定多种元素，在分析食品中多种微量元素的含量及分布情况方面有重要应用，对于评估食品的营养价值等有重要意义。

1.2 色谱分析技术

色谱分析技术是利用不同物质在固定相和流动相之间分配系数的差异实现分离和分析的方法，在食品检验中不可或缺。

1.2.1 气相色谱法

气相色谱法适用于分析易挥发、热稳定性好的物质。在食品检验中常用于检测食品中的农药残留、香料成分以及脂肪酸等。例如，检测蔬菜水果中的有机磷农药残留，样品经过提取、净化等前处理后，进入气相色谱柱进行分离，然后利用不同的检测器（如火焰离子化检测器、电子捕获检测器等）进行检测，能够精确测定出各种农药残留的种类和含量，确保农产品食用安全。在分析食用油中的脂肪酸组成时，通过衍生化等手段使其能在气相色谱中有效分离，进而评估食用油的品质和营养价值。

1.2.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法可用于分析不易挥发、热稳定性差的物质，适用范围更广。在食品检验中，常用于检测食品中的糖类、氨基酸、维生素、色素以及防腐剂、抗生素等添加剂[2]。例如，检测牛奶中的三聚氰胺，利用高效液相色谱法可以将三聚氰胺与牛奶中的其他成分有效分离并准确定量，保障乳制品质量。对于果汁饮料中人工合成色素的检测，通过合适的流动相和固定相选择，实现多种色素的分离检测，防止不合格产品流入市场。

1.2.3 超临界流体色谱法

超临界流体色谱法以超临界流体作为流动相，结合了气相色谱和高效液相色谱的一些优点，具有分离效率高、分析速度快等特点。在食品检验中，对于一些天然产物如植物提取物、油脂等的分析有独特优势，可以更精准地分离其中的活性成分、杂质等，为食品的功能性成分研究以及质量控制提供有力支持。

1.3 质谱分析技术

质谱分析技术是将样品离子化后，按照离子的质荷比进行分离和检测的方法，能够提供物质的分子量、结构等丰富信息。

1.3.1 气相色谱-质谱联用

气相色谱-质谱联用技术结合了气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力，是食品检验中分析挥发性和半挥发性有机化合物的强有力手段。例如在检测酒类产品中的风味成分时，气相色谱先将复杂的风味混合物分离，质谱则对各个分离出来的组分进行结构鉴定和定量分析，从而明确酒中各种香气成分的种类和含量，对于酒的品质评价和风味调控有着关键作用。在检测食品中的农药残留、环境污染物等方面也应用广泛，能够准确识别出微量的有害物质。

1.3.2 高效液相色谱-质谱联用

高效液相色谱-质谱联用技术适用于分析那些难挥发、极性较强的物质，在食品检验中常用于检测食品中的药物残留、非法添加物以及生物活性成分等。例如，在检测肉类食品中的兽药残留时，高效液相色谱-质谱联用可以克服单一液相色谱在定性方面的不足，通过质谱的高灵敏度和强大的结构解析能力，准确鉴定出兽药的种类并测定其残留量，保障肉类食品的安全。对于保健食品中声称的各种生物活性成分，也可以利用该技术进行真实性鉴定和含量测定，防止虚假宣传误导消费者。

1.4 生物传感器技术

生物传感器是将生物识别元件（如酶、抗体、核酸等）与物理化学换能器相结合的分析装置，能够特异性地识别目标物质并将其浓度变化转化为可检测的信号[3]。

1.4.1 酶传感器

酶传感器利用酶的特异性催化作用检测食品中的特定成分，如葡萄糖传感器可用于检测食品中的葡萄糖含量，在适用于糖尿病患者食用的食品检测以及一些发酵食品质量监控方面有应用。例如，在检测蜂蜜中的葡萄糖含量时，基于葡萄糖氧化酶对葡萄糖的催化氧化作用，通过检测反应过程中产生的电信号等变化来定量测定葡萄糖含量，操作便捷且响应速度较快。

1.4.2 免疫传感器

免疫传感器以抗体或抗原作为识别元件，特异性强，常用于检测食品中的病原体、毒素以及过敏原等。例如，检测食品中的黄曲霉毒素，通过将抗黄曲霉毒素的抗体固定在传感器表面，当样品中含有黄曲霉毒素时，会与抗体发生特异性结合，引起传感器信号的改变，进而实现对黄曲霉毒素的高灵敏度检测，对于保障粮油等食品的安全意义重大。

1.4.3 核酸传感器

核酸传感器利用核酸分子之间的互补配对特性，可用于检测食品中的转基因成分、致病微生物的核酸等。例如，在检测转基因大豆制品时，通过设计特异性的核酸探针，与样品中的转基因成分核酸序列进行杂交，根据杂交信号判断是否含有转基因成分以及含量情况，满足消费者对于转基因食品知情权的要求，同时也有助于监管部门对转基因食品进行规范管理[4]。

2 现代分析技术在食品检验中的应用发展趋势

2.1 更高的灵敏度和更低的检测限

随着人们对食品安全要求的不断提高，对于食品中微量甚至痕量的有害物质、营养成分等的检测需求日益增加。未来，分析技术应不断朝着提高灵敏度、降低检测限的方向发展，如通过改进仪器的构造、优化检测方法以及采用新的信号放大技术等，能够更精准地检测出食品中极低含量的农药残留、重金属、非法添加物等，同时能更准确地测定微量的营养成分，为食品的精准营养研究提供支持[5]。

2.2 智能化与自动化

分析仪器应越来越多地融入智能化和自动化元素。①仪器可以实现自动进样、自动分析、自动数据处理以及结果报告，减少人工操作带来的误差，提高检测效率。例如，一些先进的色谱和质谱联用仪器已经具备自动优化分析条件、智能识别样品成分等功能。②借助大数据、人工智能等技术，能够对大量的检测数据进行深度挖掘和分析，建立更准确的食品质量预测模型、风险预警模型等，辅助监管部门更好地进行食品安全管理。

2.3 联用技术的深化与拓展

不同分析技术之间的联用能够取长补短，发挥更大的优势。未来气相色谱、高效液相色谱等分离技术与质谱、光谱等鉴定技术的联用可能会更加紧密和多样化。除了现有的气相色谱-质谱、高效液相色谱-质谱等联用方式外，还可能会发展出更多新型的联用技术，如将生物传感器与色谱、质谱技术联用，实现对复杂食品体系中目标物质更高效、更全面的分析。同时，联用技术在微型化、便携化方面也会有新突破，便于现场快速检测和实时监测食品质量。

2.4 微型化与便携化

为了满足食品在生产、加工、流通等环节现场快速检测的需求，现代分析仪器正朝着微型化、便携化的方向发展。例如，已经出现了一些微型的光谱仪、生物传感器等便携式检测设备，它们体积小、操作简单，可以快速检测食品中的常见指标，如食品的酸碱度、部分有害物质的含量范围等，能够及时发现问题食品，避免不合格食品进一步流通，对于保障基层食品安全有着重要意义。

2.5 绿色环保

在食品检验过程中，样品前处理以及检测环节往往会涉及化学试剂等的使用，未来应更加注重绿色环保理念的融入，开发绿色的样品前处理方法，减少有机溶剂等有害物质的使用，同时改进检测技术，使其在保证检测效果的同时对环境更加友好，符合可持续发展的要求。

3 结语

现代分析技术在食品检验领域的应用已经取得了显著的成效，光谱分析、色谱分析、质谱分析以及生物传感器等技术从不同角度为食品的质量控制、安全保障等提供了有力支持。随着科技的不断进步，这些技术朝着更高灵敏度、智能化、联用拓展、微型便携以及绿色环保等方向发展，将进一步提升食品检验的水平，更好地应对日益复杂的食品安全挑战，保障人们能够享用到安全、优质的食品，推动食品行业健康可持续发展。在未来的食品检验工作中，相关从业者需要紧跟技术发展趋势，不断学习和应用新的分析技术，为保障食品安全贡献力量。

参考文献

[1]高丽娜.现代生物技术在食品工程中的应用分析[J].现代食品，2023（24）：70-72.

[2]徐榕.现代化技术在食品检验中的应用价值分析[J].神州，2018（1）：294.

[3]管琛，李梦樱.微生物检测技术在食品检验中的应用研究[J].现代食品，2019（6）：143-145.

[4]陈娴.转基因植物食品检测技术研究进展[J].中国食品工业，2023（5）：56-58.

[5]李晓芹，方志娟，张玲，等.基于高分辨质谱的分析技术在食品检测中的应用[J].食品工业，2023，44（11）：154-159.