绿色分析测试技术在食品检验中的应用

王仕兴，牛 华，张学忠，杨 凡，彭珍华，祝红昆，马雪涛，李军明

（云南省产品质量监督检验研究院，云南昆明 650223）

绿色分析测试技术在食品检验中的应用

王仕兴，牛 华，张学忠，杨 凡，彭珍华，祝红昆，马雪涛，李军明

（云南省产品质量监督检验研究院，云南昆明 650223）

绿色分析技术已成为国际分析化学的前沿科学，是一种新型的分析技术。绿色分析技术要求食品分析和检验者们能够发展绿色的分析方法和技术，从源头上制止污染的产生，减轻食品分析对操作者造成的伤害和对环境造成的污染。无污染或少污染的绿色分析化学技术将是今后食品分析的发展方向。文章重点介绍绿色分析测试技术在食品检验中的应用。

绿色分析技术，食品，检验分析

绿色化学是一门新兴的化学分支，是当今化学科学研究的前沿，受到广泛的关注[1-5]。绿色化学的任务是设计没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程[6]。随着人们环保意识的增强，绿色化学的发展也离不开绿色分析化学，绿色分析化学正逐渐成为绿色化学的核心学科之一。绿色分析化学即是把绿色化学的原理使用在新的分析方法和技术的设计方面，始终把环境影响作为一个目标，减少和取消在分析过程中有害物质的使用和产生，将环境污染减少到最低限度[7]。因此，发展环境友好的绿色分析方法来取代原有的对环境产生污染的分析方法既能保护环境，又能节约能源。绿色分析化学包括绿色样品处理技术和绿色分析测试技术。以往对食品检验分析方法的评价，主要从灵敏度、精密度、重现性、分析速度、操作程序和成本效益等方面来考虑[8]。绿色分析技术的诞生就要求食品分析和检验者们能够发展绿色的分析方法和技术，从源头上制止污染的产生，即从样品的处理到整个测试过程，都要以绿色为根本，尽可能地减少其对操作者造成的伤害和对环境造成的污染。本文重点介绍绿色分析测试技术在食品检验中的应用。

1 近红外光谱技术

近红外光谱主要是由分子内基团振动的倍频吸收和合频吸收产生的，由于分子的倍频和合频吸收强度较弱，这为样品不经过稀释预处理就可以直接进行原样测定分析提供了理论依据[9]。几乎所有的有机物的一些主要结构和组成都可以在他们的近红外光谱中找到信号，而且谱图稳定，获取光谱容易。

近红外光谱分析技术的优势：a.测试简单，可直接测定液体、固体、半固体和胶状体等样品，不损伤样品，可称为无损检测；b.测试速度快，几秒钟出结果，大大缩短测试周期；c.日常分析模式简单，操作人员经过简单培训即可操作，且单人可完成多个化学指标的大量测试，大大提高测试效率；d.无需有毒化学药品，没有溶剂浪费，不需化学专家，是一种绿色分析技术；e.分析成本低，可同时对样品多个组分进行定性和定量分析；f.适用于近红外分析的光导纤维易得到，故易实现在线分析及监测，极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析；g.随模型中优秀数据的积累，模型不断优化，测试精度不断提高；h.测试范围可以不断拓展[10-12]。由于近红外光谱在光纤中良好的传输性，近年来也被欧美及日本等发达国家广泛应用在工业在线分析中，并且很多近红外光谱分析法被列为标准方法。近红外光谱定量分析因其快速、准确已被列入世界谷物化学科技标准协会和美国谷物化学协会标准，成为世界食品分析标准的检测方法之一。

近红外光谱分析技术结合化学计量学方法相继开展了食品掺假鉴别、食品品质鉴定、原产地鉴别、多种成分同时检测、农药残留检测、污染物鉴别以及食品质量评估与分级等方面的研究。应用近红外鉴别食品种类、产地等是现阶段国内外学者们的研究热点。Cozzolino等[13]采用近红外光谱技术结合主成分分析和偏最小二乘回归的方法，对来自澳大利亚的269个不同品种的白葡萄酒样品的产地进行了判别，结果表明，建立的葡萄酒的溯源模型，对Riesling葡萄酒的识别率为100%，对Chardonnay葡萄酒的识别率为96%。Soriano等[14]利用傅里叶变换近红外检测了葡萄酒的色素成分，结果表明，定标样品中的标准分析误差在0.15～23.79mg/L。傅里叶变换近红外光谱检测技术可以作为对葡萄酒色素成分的检测并可以提供相关的红酒颜色的信息。近红外光谱分析也可以用于食物掺假的检测。Marina等[15]通过最小平方法和以小波为基础的定标运算方法鉴别硬质小麦粉掺杂普通的面包小麦粉。该方法不但可以定性鉴别，还可以较为准确获得定量结果。

近红外光谱技术不仅作为常规方法用于食品的品质分析，且已用于食品加工过程中组成变化的监控和动力学行为的研究。吴静珠等[16]建立了包含不同种类奶粉样品集的6个指标：酸度、脂肪、乳糖、蔗糖、蛋白和灰分的近红外模型，用于奶粉质量控制。他们采用全谱分析结合模型优化方法研究，分别建立了该混合奶粉样品集的6个指标的近红外模型，除酸度外，该研究所建立混合奶粉的其他理化指标的近红外定标模型具有较好的稳定性和预测能力。因此该方法的提出可以简化近红外技术在奶粉定量分析中的步骤。费坚[17]利用近红外光谱技术分析了苹果汁中苹果酸含量，建立了苹果酸的近红外校正模型，为苹果汁加工过程中的品质分析提供一种快速有效的分析方法。

虽然近红外光谱吸收强度和灵敏度都比较低，在痕量分析领域具有挑战性，但在化学计量学的基础上，近年来微量农药残留的近红外检测得出了理想的结果。沈飞等[18]采用近红外光谱分析法直接用于痕量农药辛硫磷的定量检测，通过引入一种样品预处理方法，将待测样品与硅胶混合，硅胶作为吸附剂，用来富集待测农药化合物，然后直接采集其漫反射光谱。用偏最小二乘回归方法建立模型、留一交互验证法来对模型进行评价。结果表明，利用硅胶作为待测样品吸附剂的预处理方法，可以有效降低近红外光谱分析技术的检测限，在农药残留等低含量样品检测中有实际应用价值。

近红外光谱技术作为一种新型的分析技术，随着近红外光谱仪硬件设备成本不断降低，进一步完善软件的数理统计方法，提高从复杂、重叠和变化的近红外光谱中提取有效信息的效率，增加光谱的信噪比，伴随着近红外光谱技术和化学计量学的不断发展，近红外光谱技术将在食品质量安全监测分析领域取得更大的进展，在食品领域拥有更为广阔的前景。

2 毛细管电泳

毛细管电泳（capillary electrophoresis，CE）是上世纪80年代发展起来的一种以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道的新型液相分离技术。毛细管电泳技术是分析科学领域继液相色谱之后又一重大的进展，已被广泛用于食品、饮料等各个领域，并在分析和测定复杂样品的过程中发挥着巨大的作用。

毛细管电泳具有的优点：a.灵敏度与分辨率极高，采用紫外检测器时其检测下限可达10-13～10-15mol/L；采用激光制导荧光检测器，检测下限可达10-19～10-21mol/L；b.柱效很高，一般可达到几十万理论塔板数，相比之下，高效液相色谱的柱效仅为几千到几万；c.极快的分离速度，一般在十几分钟内完成分离，曾有1.7m in分析19种阳离子、3.1m in分析30种阴离子、4.5min分析10种蛋白质的报道；d.经济，实验消耗不过几毫升缓冲溶液，仪器简单，维持费用很低；e.微量，进样所需的样品体积为纳升级；f.多模，可根据需要选用不同的分离模式且仅需一台仪器等多项优点[19-21]。由于毛细管电泳具有多种不同的高效分离模式，可以满足许多基质复杂的食品成分分析，其分析的对象可以从饮用水到复杂的肉制品，分析的成分可以从简单的金属离子到蛋白质等大分子，再加上毛细管电泳对被分析成分的提取、纯化及衍生等预处理没有严格的要求，因此，毛细管电泳在食品分析方面的应用日趋广泛[22-24]。

毛细管电泳在食品分析中应用最广泛和成熟的领域是毛细管离子电泳。毛细管离子电泳实质上是毛细管电泳最基本的一种分离模式—毛细管区带电泳在离子分析中的应用。目前在食品基质中用毛细管电泳分析矿物元素应用最广泛和成熟。如矿泉水、饮料、红酒、牛乳、奶酪及乳粉中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子[24-26]。食品基质中的阳离子可用间接紫外法检测，也可转化为具有紫外吸收的化合物，用直接紫外法测定。Feng等用毛细管电泳方法，以4-（2-吡啶基偶氮）间苯二酚作为发光螯合剂与金属离子形成深色螯合物，实现了茶叶中Cu、Fe、Zn、Co、Ni等痕量金属离子的高灵敏度的光学测定[27]。毛细管电泳对无机阴离子的分析较为成功。毛细管电泳可以测定饮用水、牛奶、饮料、蔬菜、酒、调味品及其他食品中的硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、硫酸盐等无机阴离子[28-30]。

毛细管电泳法可对食品中各种营养成分进行检测。丁晓静等[31]利用毛细管电泳法对牛初乳和原料奶中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白及β-乳球蛋白的质量分数进行了测定，并研究了乳清蛋白中质量分数较高的这3种蛋白质量分数变化的趋势，实验结果与涂层毛细管的结果相一致。采用高效毛细管电泳—电化学检测法同时测定枣中的主要成分蔗糖、葡萄糖、果糖的含量时在15min内可实现三种组分的基线分离[32]。随着毛细管电泳法技术的不断完善和发展，因其较适合对食品中各种营养成分分析且绿色、环保，在对食品中各种营养成分分析中将会发挥越来越重要的作用。

食品添加剂是用于改善食品的品质、延长食品保存期、便于食品加工和增强食品营养成分的一类化学合成或天然物质。食品添加剂种类很多，合成的食品添加剂多有毒性，所以测定食品中的添加剂是食品分析的主要内容之一。毛细管电泳是测定食品中的防腐剂、抗氧化剂、色素和甜味剂等食品添加剂的有效方法之一[33-34]。Huang等[35]在缓冲液中加入环糊精，采用毛细管电泳—紫外检测，9m in内实现了8种色素（胭脂红、柠檬黄、坚牢绿、亮蓝、诱惑红、日落黄、靛蓝、新红）的分离。Pauta等[36]建立了可可粉、果酱、柠檬汁、蛋糕、饼干中的抗氧化剂酒石酸含量的测定方法，优化分离条件后，在高离子强度缓冲液、反相电渗流条件下，各种形式的酒石酸盐12m in实现了基线分离，检测限为10μg/m L。

食品中生物毒素和农兽药残留有很强的毒性。毛细管电泳的检出限足够用来测定低于最大限量标准容许的生物毒素和农兽药残留量。Ana等[37]采用固相萃取与毛细管电泳分离技术测定了水果和蔬菜中的杀虫剂。张兰等[38]用毛细管电泳-紫外检测法同时测定了鲫鱼中的四环素、金霉素、土霉素、多西环素及氯霉素的含量，检出限为0.5～1.5mg/L。Locke等[39]利用毛细管涂层柱结合质谱检测器，测定了扇贝中的3种麻痹性贝毒素，检测下限达10ng/g。

食品中的大多数营养成分如无机离子、有机酸、碳水化合物、脂肪酸、氨基酸等一般具有较强的极性，且大多缺少色团，所以无论是用毛细管电泳还是用高效液相色谱分析一般均需要衍生化，对样品前处理的要求较高。而食品中的农药残留及其他有害成分的含量甚微，往往需要进行痕量分析，对分析方法的灵敏度也有较高的要求。而毛细管电泳具有极高的灵敏度，特别适合进行痕量分析。毛细管电泳作为一种高效的液相微分离技术，在食品安全分析中的应用领域已显示出巨大的潜力。食品成分的复杂性、多样性对食品分析技术和方法提出了很高的要求。由于毛细管电泳具有多种分析模式和检测方法，可以满足食品复杂成分的分析要求。将毛细管电泳与各检测技术如安培检测器、质谱等联用，其检测限将向超低限发展，灵敏度将大幅度提高，易于自动化，毛细管电泳将成为食品分析领域重要的手段。

3 X射线荧光分析法

当试样受到X射线、高能粒子束、同步辐射源产生的真空紫外线的照射时，试样中元素将发射特征X射线。特征X射线产生的原因是由于高能粒子与试样原子碰撞，将原子内层电子逐出形成空穴，使原子处于激发态，这种激发态离子寿命很短，当较外层电子向内层空穴跃迁时，其多余的能量以X射线的形式放出，并在较外层产生新的空穴和产生新的X射线，这样便产生一系列的特征X射线。在一定条件下，荧光X射线强度与分析元素含量之间存在线性关系，为荧光X射线的定性定量分析提供了理论依据。X射线荧光分析法（X-Ray Fluorescence，XRF）是利用原级X射线光子或其他微观粒子激发待测物质中的原子，使之产生荧光（次级X射线）而进行物质成分分析和化学态研究的方法[40]。

X射线荧光分析法具有的优点：a.不破坏样品，试样形状可多样性（固块、粉粒或液体），一般情况下，样品制备简单；b.分析速度快；c.分析范围广（包括元素与含量），可对从铍到铀之间的元素进行定性、半定量及定量分析；d.重现性好，准确度高；e.自动化程度高，在安装了多通道的情况下，可同时快速分析多个元素，在数分钟内直接得出元素定量分析的结果；f.使用方法灵活，可用于室内或野外分析，也可用于生产直接在线分析[41]。新颖的手提式X射线荧光分析仪具有小巧、方便的特点，与已往的老式仪器相比，分析速度更快、结果更准确可靠，适用范围更广。分析即可现场进行，也可在实验室中进行。X射线荧光分析法已发展成为一种成熟的多元素分析技术，广泛应用于粮食、肉类、蔬菜、加工食品等食品试样。

针对目前市场上存在的产地假冒茶叶严重影响名牌茶叶信誉的情况，根据不同产地茶叶中重金属含量的差异，饶秀勤[42]提出了利用X射线荧光技术结合模式识别技术进行了茶叶产地鉴别的方法。将不同产地的样本分组，分别采集其X射线荧光光谱，提取其主成分，计算各个样本组的主成分均值作为样本中心点，计算待测样本到各样本组中心的马氏距离，将其归类到马氏距离值最小的类中，实现样本分类。采用Niton 792便携式X射线荧光仪对安吉、金华、杭州和台州4个不同地区120个茶叶样本进行了鉴别实验，发现3～13keV波段是X射线荧光光谱分析技术进行茶叶产地鉴别的有效波段，前4个主成分可用于茶叶的产地鉴别，实验的误差率为4.2%。

X射线荧光分析法对了解未知物和缺乏商用标准样品的物质的组成及大致含量是一种很好的测试手段，无需标准样品即可对各种未知样品进行近似分析。由于无标样定量分析方法的优越性，目前已越来越多应用于实际中[43-44]。王志刚等[45]采用X射线荧光光谱半定量分析方法同时检测了奶粉样品中微量元素含量，以奶粉中主要营养成分含量为依据，模拟计算其平均分子式作为平衡项处理。结果表明，采用模拟的平均分子式作为平衡项处理，测定结果与给出的标准值吻合。该法样品处理简单，分析速度快，无需大量的标准物质和建立标准曲线、无需对样品进行繁琐预处理的优点，分析结果也与标准值较吻合。该法能在缺乏类似标准样品的情况下对奶粉进行半定量分析，能满足一些科研工作的需要，是一种实用的方法[46]。

随着现代科学仪器的发展和分析界对物质认识水平的提高，将极大地改进分析方法和定量分析水平。X射线荧光光谱法由于是一种非破坏性分析法而得到迅速发展。X射线荧光分析是目前食品分析技术最活跃的领域，有理由相信在未来会获得迅速的发展。

4 微流控芯片

微流控芯片（M icrofluidic Chip）即所谓“芯片实验室”（Lab-on-a-chip），是通过对芯片微通道网络内微流体的操纵和控制完成化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等分析基本操作的一种技术平台。微流控芯片分析是当前的科技前沿领域之一，具有分析速度快、灵敏度高、选择性高、响应速度快、低试剂消耗、坚固耐用和设备微型化等特点，为食品安全分析提供了一种崭新的技术工具和平台。微流控芯片技术已经广泛应用于食品添加剂、重金属、农药残留、抗生素残留、转基因食品等分析中。

微流控芯片技术在微生物研究领域建立的快捷高效的检测方法，为其应用于食品中细菌、霉菌检测打下了基础。如用于检测霍乱孤菌、副溶血孤菌、单增李斯特菌、沙门氏菌、结核杆菌、禽流感病毒、金黄色葡萄球菌。利用微流控芯片技术不仅可以分析单一微生物，还可以对多种微生物进行鉴定。Carl等[47]采用微流控芯片的检测方法对4种细菌，即大肠埃希菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、空肠弯曲菌进行了检测，结果表明该方法不仅敏感度高于传统方法，且操作简单，重复性好，并节省了大量时间，大大提高了4种细菌诊断效率。

微流控芯片技术具有高通量、微型化、自动化和信息化特点，是最具潜力的转基因食品检测手段之一。Mariotti等[48]将单链DNA（ssDNA）探针被固定在SPR（surface p lasmon resonance，表面等离振子共振）装置芯片上用于转基因食品的检测。含有转基因目的序列的样品经聚合酶链反应扩增后利用SPR生物芯片检测，可定量检出样品中含2%的转基因大豆粉。

微流控芯片技术不但能对转基因食品进行定性检测，也能定量的检测其种类。Leimanis等[49]基于对所用靶基因用生物素进行标记和比色法检测研制出一种可同时检测9种转基因生物的微流控芯片，结果表明该芯片灵敏度达0.3%，大部分达到0.1%。利用微流控芯片技术不仅可检测食用成品，还可检测鲜活的动植物材料。微流控芯片技术的灵敏度高、易于自动化、特异性强、假阳性低、简便快速及准确率高，是一门极有发展前途的技术。

微流控芯片技术可用来研究食品的营养成分，对食品的类别和性质进行快速准确的鉴定。全自动蛋白芯片检测法可在30min内快速全自动完成整个蛋白电泳及条带分析[50]。方法应用于加热变性蛋白的检测，可迅速有效地判断加热终点温度是否达到加工工艺和相关法规的要求，从而为HACCP实施提供了科学、便捷的有效性验证方法，尤其适合作为官方验证的一种举措。

另外，利用微流控芯片研究营养素的摄入与蛋白和基因表达的关系，为进一步揭示人类各种营养素缺乏症和营养过剩引起的疾病（如：夜盲症、肿瘤、动脉粥样硬化、肥胖、糖尿病等）的机理提供理论依据。Lyakhovich等[51]应用DNA芯片技术首次揭示了维生素D可能通过调节乳腺癌细胞的FGF27的表达而调节细胞的生长分化。芯片技术可用于单核苷酸多态性（sNPs）检测，以研究人体对于营养素需求的个体差异[52]。

微流控芯片的集成化、微型化和自动化等特点为解决制约农/兽药残留分析中样品预处理和分析检测相脱离的瓶颈问题提供了新的技术和方法，符合农/兽药残留分析发展的要求。在农/兽药残留分析领域开展微流控芯片技术的研究不仅可以为我国食品安全监测和控制提供新的技术支持，而且对推动微流控芯片分析技术在农/兽药残留分析领域中的应用也具有十分重要的意义。左鹏等[53]通过在微流控芯片上固定氯霉素和磺胺二甲嘧啶人工抗原，芯片反应区内加入氯霉素和磺胺二甲嘧啶单克隆抗体和其标准品或待测样品混合物，待抗原抗体完全反应后加入荧光标记二抗示踪的方法快速定量检测了食品中氯霉素和磺胺二甲嘧啶残留。该方法简单、快速、灵敏度高、重复性较好，适用于大规模氯霉素和磺胺二甲嘧啶的残留筛选检测。刘楠等[54]基于间接竞争法的免疫学检测原理，改进了常规悬浮芯片技术在微球上固定抗体的方法，以及根据待测靶标物灵活自由组合原则建立了一种同时可检测多农兽药残留的高通量悬浮芯片技术。他们以常用的4种兽药（氯霉素、克伦特罗、雌二醇和泰乐菌素）和3种农药（阿特拉津、吡虫啉和甲萘威）为待测靶标物，通过优化条件，使抗原抗体基本完全反应，操作简便快捷，最多可同时检出7种农兽药残留靶标物。本方法简便、快捷，降低了实验成本，结果稳定可靠。高通量悬浮芯片技术为多农兽药残留的快速检测提供了新方法，此系统可用于多农兽药残留实际样品的初步检测，整个检测过程仅耗时1～2h，满足了多农兽药残留检测的灵敏、特异、快速和高效的需求，具有一定的实际应用价值。

微流控芯片具有样品消耗少、成本低廉、制作简单等优势，非常适合作为便携器件用于重金属离子检测。王修中[55]利用金属离子催化鲁米诺-过氧化氢反应，提出了具有双螺旋形结构芯片的微流动注射系统，大大增强了化学发光检测的灵敏度。在最佳实验条件下，铬离子（Cr3＋）浓度在5.0×10-9～2.0×10-6mol/L范围内与其体系的发光信号强度具有一定的线性关系，对浓度为6.0×10-8mol/L的铬连续11次进样，相对标准偏差为1.59%，其检出限为1.50×10-9mol/L。该体系成功地用于自来水中金属铬的分析和检测。何世江[56]以化学或生物修饰的纳米金为探针，结合独特设计的微流控芯片，对Hg2+离子进行快速实时检测，对Hg2+的检测灵敏度可低至5μmol/L，与仪器比色检测的灵敏度相当，但该微流控芯片的制作和操作相对简单。更重要的是，微流芯片经过抽气处理后不需要另外的动力装置。同时，将水滴置于通道上部可起到放大作用，通过肉眼就能看到检测结果，完全脱离了对仪器的依赖。

微流控芯片技术应用于食品安全检测，具有操作简便、灵敏度高、检测周期短等优点，但也存在造价昂责、使用周期短等不足。随着科技的发展，必将使微流控芯片技术不断完善。因此，采用多种微流控检测技术联用将在食品快速检测中发挥更重要的作用。

5 顶空气相色谱分析技术

顶空气相色谱法是测定固体和液体样品中痕量低沸点化合物的一种重要的分析测试方法，在近年来有着快速的发展。顶空气相色谱法避免了除去溶剂时引起挥发物的损失，降低了共提物引起的噪音，具有更高的灵敏度和分析速度、对分析人员和环境危害小、操作简便等优点。顶空气相色谱法主要分为静态顶空分析、动态顶空分析、顶空-固相微萃取三类。顶空气相色谱法采用气体直接进样，大量消除了基体的干扰，已广泛应用于食品、医药卫生、环境、生物、工业、农业等领域样品的分析，许多方法已成为国家标准分析方法，如食用植物油中残留溶剂的测定[57]，食品包装材料中氯乙烯单体的测定[58]，水中氯仿、四氯化碳、溴仿、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、苯乙烯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯丁二烯等的测定[59]。

由于顶空气相色谱可直接得到样品释放出的气体的化学组成，因此对成分复杂并具特有气味的烟、酒、茶、蜜、中药和肉制品等样品质量鉴定过程有独特的参考价值，在研究物质的气味方面有的已经成为规定的方法。吴澎等[60]采用静态顶空和气质联用对比分析了“胶白”与泰安当地产普通大白菜的挥发性成分，结果表明，十八烯酸（Z）-甲酯和十六烷酸-甲酯是对“胶白”风味起决定作用的物质。静态顶空-气相色谱-质谱分析是一种快速有效分析蔬菜中风味物质成分的方法。刘平年[61]提出了采用顶空采样，结合气相色谱质谱联用仪分析芝麻油的香气成分的方法。结果表明，芝麻油的挥发性气味成分主要分为含氧、含氮和含硫3类化合物。该方法比较简单高效，更加能反映芝麻油实际的香味组成物质。此法也适用于其他油脂及以油脂为基体的香精的分析。

采用顶空进样和气相色谱连用的方法分析食品及其包装材料中的有害残留物质具有操作简单、能够批量连续检测、灵敏度高等特点。陈志华等[62]建立了采用顶空气相色谱法和内标法相结合的方法定量测定粮食中环氧丙烷残留的分析方法。结果表明环氧丙烷样品添加回收率为86.3%～108.2%；相对标准偏差范围为3.59%～4.44%；检测限为0.006mg/kg。该方法具有操作简单、灵敏度高、干扰少等特点。刘平等[63]通过顶空装置将样品中的呋喃提取出来，以D4-呋喃作为内标物，HP-PLOTQ石英毛细管柱作为分析柱，采用气相色谱分离，质谱定性定量，建立了婴幼儿食品中呋喃的顶空气相色谱-质谱联用分析方法。方法的低浓度工作曲线的线性范围为10～70ng，高浓度工作曲线的线性范围为50.0～400.0ng。相对于固相萃取而言，顶空法在呋喃检测方面的优势在于经济快速、样品前处理过程简单，而且可以完成大量样本的自动分析。

张燕等[64]采用气相色谱-顶空进样技术，对亚硝酸盐反应生成的气态成分进行定量检测，建立了葡萄酒中亚硝酸盐的气相-顶空检测方法。结果表明方法的最低检出限为0.5μg，若取样10m L，则最低检出浓度为0.5mg/kg；该方法操作简便，抗干扰能力强，线性范围宽，检测限低，可用于葡萄酒中亚硝酸盐的定量检测。

随着使用方便、操作简单的新型顶空进样器的不断诞生，气相色谱-质谱联用技术的实现和不断优化，顶空分析法有了更广阔的发展前景。与固相萃取等新技术的联用，在样品分析前实现高效富集，克服了顶空分析检测灵敏度低的不足。这些都将使顶空气相色谱法在食品检验领域有新的应用前景。

6 结论

食品成分分析、新产品开发、食品安全全程控制体系等方面对食品检验手段提出了更多、更高的要求。绿色分析测试技术在食品检验分析中的应用是对传统分析方式的更新，它的目的是从源头上根除污染，减轻食品分析对环境的影响。无污染或少污染的绿色分析测试技术将是今后食品检验的发展方向。

[1]Hall N.Chemists clean up synthesiswith one pot reactions[J]. Science，1994，266：32-34.

[2]Axlastas P T，Wiliamson T C.Green chemistry-designing chemistry for the environment[ACS Symoposium series 626th. Washington D C][M].American Chemical Society，1996.

[3]Anastas PT，Warner TC.Green chemistry：theory and practice [M].London：Oxford Science Publication，1998.

[4]粱文平，唐晋.绿色化学一解决21世纪环境、资源问题的根本出路之一[J].自然科学进展，2000，10（12）：1143-1145.

[5]朱清时.绿色化学[J].化学进展，2000，12（4）：410-413.

[6]麻生明.绿色合成化学[J].中国基础科学，2000（1）：31-35.

[7]Anastas P.Green chemistry and the role of analytical methodology development[J].Critical Remews in Analytical Chemistry，1999，29（3）：167-175.

[8]Keith LH，Gron LU，Young JL.Green analyticalmethodologies [J].Chemical Reviews，2007，107（6）：2695-2078.

[9]Heinz W S，Yukihiro O，Satoshi K，et al.Near-infrared spectroscopy：principles，instruments，applications[M].New Jersey：John Wiley&Sons，2008.

[10]WangW，Paliwal J.Near-infrared spectroscopy and imaging in food quality and safety[J].Sensing and Instrumentation for Food Quality and Safety，2007，1（4）：193-207.

[11]Yukihiro O，William F M，Alfred A C.Near-infrared spectroscopy in food science and technology[M].New Jersey：John Wiley&Sons，2007.

[12]Lerma-García M J，Ramis-Ramos G，Herrero-Martínez J M，et al.Authentication of extra virgin olive oils by Fouriertransform infrared spectroscopy[J].Food Chemistry，2010，118（1）：78-83.

[13]Cozzolino D，Smyth H E，Gishen M.Feasibility study on the use of visible and near-infrared spectroscopy together with chemometrics to discriminate between commercialwhite wines of different varietal origins[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51（26）：7703-7708.

[14]Soriano A，CruzB，Gómez L，etal.Proteolysis，physicochemical characteristics and free fatty acid composition of dry sausages made with deer（Cervus elaphus）orwild boar（Sus scrofa）meat：A preliminary study[J].Food Chemistry，2006，96（2）：173-184.

[15]Marina C，Caterina D，Giorgia F.Durum wheat adulteration detection by NIR spectroscopymultivariatecalibration[J].Talanta，2006，68（5）：1505-1511.

[16]吴静珠，王一鸣，张小超，等.基于近红外的奶粉品质检测技术研究[J].光谱学与光谱分析，2007，27（9）：1735-1738.

[17]费坚.近红外光谱技术在苹果汁加工领域中的应用研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2005.

[18]沈飞，闫战科，叶尊忠，等.近红外光谱分析技术在辛硫磷农药残留检测中的应用[J].光谱学与光谱分析，2009，29（9）：2421-2424.

[19]Richard A F，Jennifer M A，Nursten H E.Capillary Electrophoresis for Food Analysis：Method Development[M].Royal Society of Chemistry，2000.

[20]Piñero M，Bauza R，Arce L.Thirty years of capillary electrophoresis in food analysis laboratories：Potentialapplications [J].Electrophoresis，2011，32（11）：1379-1393.

[21]Dong Y.Capillary electrophoresis in food analysis[J].Trends in Food Science and Technology，1999，10（3）：87-93.

[22]舒友琴，罗国安.毛细管电泳在食品分析中的应用[J].食品科学，1999，20（7）：8-l2.

[23]Frazier R A，Papadopoulou A.Recent advances in the application of capillary electrophoresis for food analysis[J]. Electrophoresis，2003，24：4095-4105.

[24]Frazier R A.Recent advances in capillary electrophoresis methods for food analysis[J].Electrophoresis，2001，22：4197-4206.

[25]Stella R，Kimmo SS.Application of capillary electrophoresis todeterminemetalcations，anions，organic acids，and carbohydrates in some Pinot Noir red wines[J].Food Chemistry，2011，124：1194-1200.

[26]Pavel K，Lenka S，Petr G，et al.Electromembrane extraction of heavymetal cations followed by capillary electrophoresiswith capacitively coupled contactless conductivity detection[J]. Electrophoresis，2011，32（9）：1025-1032.

[27]Feng H，Wang T，Li S F Y.Sensitive determination of trace-metal elements in tea with capillary electrophoresis by using chelating agent 4-（2-pyridylazo）resorcinol（PAR）[J]. Food Chemistry，2003，81：607-611.

[28]NevinÖ，Said M N，Bedia F E.Simultaneous determination of nitrite and nitrate inmeatproducts and vegetables by capillary electrophoresis[J].Food Chemistry，2002，76（1）：103-106.

[29]Petr K，Bo K.On-line dialysis coupled to a capillary electrophoresis system for determination of small anions[J]. Analytical Chemistry，1998，70（2）：360-365.

[30]SádeckáJ，PolonskýJ.Determination of inorganic ions in food and beverages by capillary electrophoresis[J].Journal of Chromatography A，1999，834：401-417.

[31]丁晓静，杨媛媛，李芸，等.毛细管电泳法对乳及乳制品中真蛋白的测定[J].食品科学，2010，22（6）：361-366.

[32]傅崇岗，单瑞峰，苏昌华.毛细管电泳电化学检测法测定枣中糖类物质[J].食品科学，2003，24（12）：91-94.

[33]Boyce M C.Determination of additives in food by capillary electrophoresis[J].Electrophoresis，2001，22：1447-1459.

[34]高文惠，裴红，杨桂君.毛细管电泳在食品添加剂检测中的应用[J].食品与生物技术学报，2010，29（8）：326-330.

[35]Huang H Y，Shih YC，Chen YC.Determining eight colorants in milk beverages by capillary ehctrophoresis[J].Journal of Chromatography A，2002，959（1-2）：317-325.

[36]Paula JV，Julian B，Paul L，etal.Detecting tartrate additives in foods：Evaluating the use of capillary electrophoresis[J].Journal of Food Composition and Analysis，2007，20：252-256.

[37]Juan C A.Capillary electrophoresis for analyzing pesticides in fruits and vegetables using solid-phase extraction and stir-bar sorptive extraction[J].Journal of Chromatography A，2005，1073：229-236.

[38]张兰，林子俺，谢增鸿.毛细管电泳用于水产品中五种抗生素的同时测定[J].分析测试技术与仪器，2004，10（1）：18-23.

[39]Locke S J，Thibauh P.Improvement in detection limits for the determination of paralytic shellfish poisoning toxins in shellfish tissues using capillary electrophoresis/electrospraymass spectrometry and discontinuous buffer systems[J].Analytical Chemistry，1994，66：3436-3446.

[40]Beckhoff B，Kanngießer B，Langhoff N，et al.Handbook of practical x-ray fluorescence analysis[J].Springer，2006.

[41]Buhrke V E，Jenkins R，Smith D K.A practical guide for the preparation of specimens for XRF and XRD analysis[J]. Wiley，1998.

[42]饶秀勤，应义斌，黄海波，等.基于X射线荧光技术的茶叶产地鉴别方法研究[J].光谱学与光谱分析，2009，29（3）：837-839.

[43]张月平.X-射线荧光光谱法快速半定量分析催化剂中稀土总量[J].分析仪器，2005（1）：33-35.

[44]张淑英，卜赛斌.X-射线荧光光谱无标半定量分析稀土元素方法的改进[J].岩矿测试，2003，22（1）：37-43.

[45]王志刚，李凤全.X-射线荧光无标半定量分析奶粉微量元素[J].广东微量元素科学，2006，13（11）：64-67.

[46]王志刚，李凤全，陈勇提.X-射线荧光结合分子式模拟分析圆白菜主、次量元素[J].光谱实验室，2006，23（3）：626-628.

[47]Carl F A.Pathogen analysis and genetic predisposition testing usingmieroeleetronie arrays and isothermal amplitlcation [J].Journal of Investigative Medicine，2000（2）：93-101.

[48]Wang M，Du X，Liu L，et al.DNA biosensor prepared by electrodeposited pt-nanoparticles for the detection of specific deoxyribonucleic acid sequence in genetically modified soybean [J].Chinese Journal of Analytical Chemistry，2008，36（7）：890-894.

[49]Leimanis S，Hemandez M，Femandez S，et al.A microarraybased detection system for genetically modified（GM）food ingredients[J].PantMolecular Biology，2006，61：123-139.

[50]张柳，韩伟.利用全自动蛋白芯片检测法验证热加工肉及含肉制品HACCP实施中的加热效果[J].全国HACCP应用与认证研讨会入选论文，2010.

[51]Alex L，Nickolai A，Pasi P，et al.Vitamin D induced up-regulation of keratinocyte growth factor（FGF-7/KGF）in MCF-7 human breast cancer cells[J].Biochemical and Biophysical Research Communications，2000，273（2）：675-680.

[52]Schwonbeek S.Cohort analysis of 8 single nucleotide polymorphism on DNA chips[J].Biosensors and Bioelectronies，2004，（20）：956-966.

[53]左鹏，叶邦策.蛋白芯片法快速测定食品中氯霉素和磺胺二甲嘧啶残留[J].食品科学，2007，28（2）：254-257.

[54]刘楠，苏璞，朱茂祥，等.高通量悬浮芯片技术检测多农兽药残留[J].分析化学，2010，38（5）：673-677.

[55]王修中.增强微流控芯片化学发光检测灵敏度的研究[J].农学学报，2011（6）：42-48.

[56]何世江.基于纳米金探针和微流控芯片的重金属离子检测[D].上海：中国科学院上海应用物理研究所，2009.

[57]GB/T 5009.37-2003食用植物油卫生标准的分析方法[S].

[58]GB/T 5009.67-2003食品包装用聚氯乙烯成型品卫生标准的分析方法[S].

[59]生活饮用水卫生规范[S].中华人民共和国卫生部卫生法制与监督司，2001.

[60]吴澎，周涛，寇丽娟，等.自动化静态顶空/气相色谱-质谱对胶州大白菜中风味物质的快速分析[J].食品科学，2009，30（12）：215-218.

[61]刘平年.气相色谱质谱联用法分析芝麻油的挥发性气味成分[J].中国油脂，2005，30（10）：47-49.

[62]陈志华，刘贤山，王林祥，等.顶空-气相色谱法测定环氧丙烷在粮食中残留[J].粮食与食品工业，2011，18（6）：52-54.

[63]刘平，薛颖，金庆中，等.顶空气相色谱-质谱法测定婴幼儿食品中的呋喃[J].色谱，2008（1）：35-38.

[64]张燕，李燕，王开宇，等.气相色谱-顶空进样法测定葡萄酒中的亚硝酸盐[J].酿酒科技，2009（7）：117-118.

App lication of green analysis and testing technique in food analytical chem istry

WANG Shi-xing，NIU Hua，ZHANG Xue-zhong，YANG Fan，PENG Zhen-hua，ZHU Hong-kun，MA Xue-tao，LI Jun-m ing
（Yunnan Institute of Supervision and Inspection for Product Quality，Kunming 650223，China）

Green analysis and testing technique is a frontier area of analysis science and that is a new analysis technique.Green analysis and testing technique requires developing green analyticalmethods which elim inate the pollution from headstream and reduce damage and pollution.Free from pollution or little pollution in g reen analytical chem istry would be the development d irection of food analytical chem istry.Its app lication and research p rog ress in food detection were mainly introduced.

g reen analytical technique；food；detection

TS201.1

A

1002-0306（2012）22-0378-07

2012－05－28

王仕兴（1975-），男，高级工程师，研究方向：食品分析，纳米材料。

国家质检总局科研计划项目（2009QK406）；云南省自然科学基金项目（2010CA019）。