现代检测技术在食品中的应用
作者: 孙宏娟摘 要:随着食品安全问题的日益凸显,人们越来越关注食品的质量安全与营养价值。为满足食品企业、消费者和食品监管部门等的需求,各种食品质量检测检验技术应运而生。本文简述了薄层层析法、近红外光谱分析技术、光学传感技术、高效液相色谱法以及气相色谱-质谱联用技术等常见的食品检测技术在食品中的应用,为食品安全监管提供技术支撑。
关键词:食品;检测技术;高效液相色谱法;薄层层析法
Application of Modern Detection Technology in Food
Abstract: With the increasingly prominent issue of food safety, people are paying more and more attention to the quality, safety, and nutritional value of food. In order to meet the needs of food enterprises, consumers, and food regulatory authorities, various food quality testing and inspection technologies have emerged. This article briefly describes the application of common food detection techniques such as thin-layer chromatography, near-infrared spectroscopy analysis technology, optical sensing technology, high-performance liquid chromatography, and gas chromatography-mass spectrometry in food, providing technical support for food safety supervision.
Keywords: food; detection technology; high-performance liquid chromatography; thin layer chromatography
随着生活水平的提高,人们对食品的要求不仅仅是满足温饱,更关注其质量和安全性。消费者对食品安全的高度关注和社会对食品安全监管的严格要求,促使现代检测技术不断发展和创新。传统的检测方法可能无法满足对这些复杂食品检测的需求,现代检测技术能够适应食品的多样性,对各种类型的食品进行快速、准确的检测。因此,现代检测技术对于食品安全与营养的检测不仅关乎人们的身心健康,还关系到整个社会和国家的公共卫生安全和营养水平。
1 薄层层析法
薄层层析法对食品添加剂、农药等小分子有机物有很好的检测效果,但对多肽、蛋白质等大分子物质的分离和鉴定效果不理想,在食品安全快检技术的应用发展中受到了制约。黄曲霉和寄生曲霉会产生黄曲霉毒素B1、B2、G1等次级代谢产物,其中黄曲霉毒素B1(AFB1)的毒性最强,在粮食污染中也较为常见,且具有致畸性、致毒性和强致癌性。薄层层析法是我国检测黄曲霉毒素B1的标准方法之一,是检测黄曲霉毒素B1最早使用的方法。赵磊等[1]采用薄层层析法和酶联免疫吸附测定法检测了市售茶叶中黄曲霉毒素B1的含量,结果发现由于茶叶的成分较为复杂,酶联免疫吸附测定法不适合检测茶叶中黄曲霉毒素B1含量,而薄层层析法则可用于检测茶叶中的黄曲霉毒素B1。高剑龙等[2]用薄层层析法分别测定了新鲜茶叶和成品茶叶中的溴氰菊酯和氯氰菊酯农药,并比较了薄层层析法和气相色谱法的测定结果,结果发现在薄层层析法检出限以上,其对这两种农药的检出结果与气相色谱法基本一致。张艳芳等[3]用薄层层析法鉴定葡萄酒多糖组分,也获得了较好的鉴别效果。
2 近红外光谱分析技术
近红外光谱分析技术常用于快速准确地测定食品中的主要成分,如酒中酒精含量,食品中的糖含量、灰分、脂肪酸值和pH值等指标等。凡建[4]利用近红外光谱传感器设计出一款便携的食品检测器,建立了6种常见果蔬的识别模型,该模型识别果蔬种类的准确率达到98.3%。同时以胡萝卜为实验样本,以高氟氯氰甲维盐为实验用农药,建立果蔬农药识别模型,结果发现食品检测器在果蔬农药残留检测应用中表现较好,说明以近红外光谱传感器为基础设计的便携式食品检测器可以用来指导人们日常生活中的健康饮食。
3 光学传感技术
光学传感技术具有检测速度快、灵敏度高等特点,在食品安全监管的多个环节被广泛应用。例如,采用光学传感技术可以快速检测油脂在加工与储存过程中的氧化程度,以评估油脂的新鲜度与稳定性;利用表面增强拉曼散射技术可以检测食品中的添加剂。通过调整光源、识别元件和检测器等可以灵活设计光学传感器,精准检测不同种类的农药。拉曼光谱技术通过分析食品中农药分子与光相互作用产生的特征光谱,就可以准确地定性或定量分析食品的农药残留;利用原子光谱法可以快速检测出食品中的铅、砷、汞等重金属元素。刘小锐等[5]比较了表面等离子体共振技术与其他离子检测方法,结果发现表面等离子体共振技术具有无标记、检测限低和灵敏度高等优点。刘广洋等[6]对以纳米材料为核心识别元件的光学传感技术进行研究,实现了莠去津、三唑醇等化学性污染物的快速检测。
4 高效液相色谱法
高效液相色谱技术具有高灵敏度、高分离效能和快速简便等特点,不仅能对食品中存在的真菌毒素、农药兽药残留、添加剂以及重金属等有毒有害物质进行快速精准的检测,还能检测出食品中的蛋白质、维生素、糖类等营养物质。例如,杨春梅[7]分析了高效液相色谱法的应用方式,提出食品营养成分与添加剂的测定路径。邵瑞婷等[8]发现超高效液相色谱-串联质谱法可以用于保健食品中多种非法添加药物的检测,其具有灵敏度好、前处理较简单、准确度高和分析时间较短等特点。宫艳超等[9]利用高效液相色谱-串联质谱法检测10份动物源性食品样品中奈韦拉平、泛昔洛韦等9种抗病毒药物残留,结果发现与标准方法相比,本方法的准确度和灵敏度均较高,可以满足动物源性食品中9种抗病毒药物残留的检测要求。
5 气相色谱-质谱联用技术
气相色谱-质谱联用技术能准确定性、定量检测复杂的有机化合物,常被用于农药兽药残留、塑化剂残留、食品添加剂等物质的检测以及食品中营养组分分析检测与质量控制。例如,《食品安全国家标准 水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》(GB 23200.8—2016)使用气相色谱-质谱法对500种农药及相关化学品残留量进行测定[10]。林维宣等[11]利用气质联用仪对动物组织中多种激素类兽药残留量进行准确测定。郝鹏飞等[12]用气质联用仪同时测定腌制食品中的13种防腐剂,实现痕量农药残留的灵敏检测。白佩玲[13]通过系统优化气相色谱-质谱检测条件,建立了多种农药残留的快速检测方法,这些方法具有分析速度快、灵敏度高、重现性好等优点,可在数分钟内实现数十种至数百种农药残留的同时检测,大大提高了检测效率。
6 比色分析法
比色分析法虽然在检测食品中的痕量或微量物质时不灵敏,但也被广泛应用于食品检测领域。陈浩等[14]采用比色法测定了大蒜提取物中的总皂苷含量,具有快速、高效的特点。孙怀霞[15]利用适配体的特异识别能力和氯化血红素的模拟酶特性,分别建立了氯霉素和赭曲霉毒素A的比色分析检测方法,可灵敏、准确、简便地用于食品中氯霉素和赭曲霉毒素的快速检测。
7 分光光度法
常用的紫外-可见分光光度计是以分光光度法为基本原理,通过检测物质分子对紫外可见光谱区辐射的吸收度,以实现精准分析的仪器。分光光度法不仅能准确分析食品样品中是否含有非法添加剂、重金属和农药残留等有毒有害物质,还可以用来快速、精准地分析食品中的蛋白质、维生素、脂肪和矿物质等各种营养成分,供消费者和监管者参考。李云亮等[16]采用两种分光光度法(邻菲罗啉法和硫氰酸钾法)对动物性饲料原料灰分中铁元素进行检测,结果显示硫氰酸钾法的稳定性好、准确度高、抗干扰性强,具有替代原子吸收光谱法进行快速检测的可行性,可用于宠物食品动物性饲料原料中铁元素含量的快速检测。刘玲等[17]建立了分光光度法检测肉制品中亚硝酸盐含量的方法,发现经优化的检测方法具有较好的重复性和准确率,样品前处理操作简便,结果可靠,适合卫生应急事件的快速处置及常规实验室进行肉制品亚硝酸盐的检测。张海红等[18]建立了分光光度法测定食品添加剂茶黄素含量的分析方法,发现其方法具有较好的重复性、精密度及稳定性,适用于检测食品添加剂茶黄素含量。
8 电化学传感技术
电化学传感技术被广泛应用于食品检测,它可以检测食品的多个指标。电化学硫化氢传感器能检测硫化氢的浓度,在肉类、鱼类和乳制品的加工过程中,用于去除异味和保持食品的鲜嫩度。电化学免疫传感器是一种基于特异性免疫反应原理的免疫传感器,可用于检测食品中的致病菌、毒素、农药残留、药物残留等。电化学分析方法因具有快速、准确、灵敏等特点,被广泛用于检测微量或痕量重金属。王鹏飞[19]以电化学传感技术为基础,制备出一款能够用于检测AFB1的电化学传感器。
9 结语
随着技术的革新,各种各样的食品检测方法纷纷涌现,使人们可以准确地检测出食品中存在的有害物质、微生物和营养成分等,以保证及时发现和处理解决出现的食品安全问题,为保障食品安全提供了有力支撑。
参考文献
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