进口食品添加剂检测方法的研究进展

2015-04-17陈涵

福建轻纺 2015年7期

关键词：山梨酸苯甲酸色谱法

陈涵

（福州出入境检验检疫局，福建福州 350003）

进口食品添加剂检测方法的研究进展

陈涵

（福州出入境检验检疫局，福建福州 350003）

随着食品与食品添加剂进口量迅速增长，食品添加剂对消费者的健康风险不容忽视。文章综述了光谱法、电化学分析法、毛细管电泳法、薄层色谱法、离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法以及色谱-质谱联用法等进口食品添加剂常见检测方法的应用研究现状，并比较了它们的优缺点，认为色谱-质谱联用法可以综合不同检测方法的优点，对因地制宜选择合适的检测方法具有实践意义。

食品添加剂；检测方法；研究进展

1 进口食品的发展情况

随着人民生活水平的提高，消费观念的改变，以及我国通关便利化政策的推行，葡萄酒、蜂蜜、调味品、橄榄油等进口食品逐渐走进千家万户，不仅作为一种产品被消费，同时也逐步成为一种健康和文化的象征进入中国各个消费阶层。目前，在质检总局注册登记的进口食品境外生产企业高达69959家。据商务部研究院重要商品研究预测中心主任赵玉敏透露，近5年中国进口食品规模年均增长21.2%，但高速增长的背后存在隐忧[1]。因此，进口食品的安全成为消费者关注的重点。

2 食品添加剂的种类及风险

根据《中华人民共和国食品安全法》（2006年6月1日正式施行）的规定：食品添加剂是指“为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质”。目前世界上已有各类食品添加剂25万余种，我国批准使用的食品添加剂有两千多种，包括防腐剂、甜味剂、着色剂、漂白剂等23类。食品添加剂按来源可分为天然食品添加剂和人工化学合成食品添加剂。食品添加剂是把双刃剑，适量使用对食品的生产和食用是有益的，甚至是不可缺少的，但超过规定量使用则是有害的，往往会带来巨大的健康风险。由于通过化工合成的食品添加剂价格通常较低，因此在世界各地被广泛使用。目前食品添加剂的安全风险主要包括两个方面，一是法律允许使用的食品添加剂过量使用，二是把一些工业用的化学品或未达到食品级的添加剂原料非法添加到食品当中，例如已报道的乳制品中的三聚氰胺，辣椒酱中的苏丹红等[2]。

3 单一食品添加剂检测方法的研究进展

3.1 常见的单一食品添加剂检测方法

目前，常见的单一食品添加剂检测方法主要包括光谱法、电化学分析法、毛细管电泳法、薄层色谱法、离子色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法[3]，不同的方法各有其优缺点，因此在食品添加剂检测中必须考虑实际情况选择适宜的检测方法。

3.2 光谱法的研究现状

光谱法主要包括可见分光光度法、紫外分光光度法、亚硝化光度法、催化光度法、荧光分析法、流动注射光度法等。李珊等研究萘乙二胺重氮化偶合比色法测定蔬菜、腌菜中亚硝酸盐含量，优化检测方法，排除色素干扰，取得较好的效果[4]。蔡继红等试验了中性红指示剂在酸盐介质中与亚硝酸根的亚硝化反应，并据此建立了一个简单、快速，选择性好的测定亚硝酸盐氮的方法[5]。姚野梅等应用紫外吸收直接法测定养殖水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量，发现当水样中的含氮量小于0.02 mg.L-1时，使用该方法难以准确测定[6]。目前对催化光度法研究基本停留在寻找新的指示剂，或改变介质和反应条件上，其原理一般认为氧化剂和酸性介质过量，固定反应时间，运用动力学方法求解，从而得到离子浓度和吸光度的关系，实验一般先绘制标准曲线，然后测定样品的吸光度，从图中得到样品中离子浓度。由于该方法的测定条件不易控制，干扰因素较多，致使方法的重现性和稳定性相对较差[7]。因此，光谱法所用仪器设备相对简单、价格不高，实用性较强，但其灵敏度相对较低，检测下限较高，且稳定性和重现性较差，适宜在条件相对条件较差的地区推广使用。

3.3 电化学分析法的研究现状

电化学分析法是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律，建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上，对组分进行定性和定量的仪器分析方法，较常见的包括示波极谱法、应用离子选择性电极法、化学修饰电极法等。俞继梅探讨了运用单扫示波极谱法测定食品中苏丹红的效果，认为在丙酮介质中，苏丹红产生灵敏的极谱催化波0.2-5.0g/10ml范围内与波高呈良好的直线关系。最低检出限为0.05g/10ml，是测量食品中苏丹红含量的一种经济有效的方法[8]。徐玉兰等分别运用了示波极谱法、离子选择性电极法、化学修饰电极测定了食品中亚硝酸盐的含量，在一定浓度范围内收到良好的效果[7]。因此，该检测方法具有速度快、灵敏度高等优点，但其局限性在于其线性范围窄，离子干扰较为严重等问题[9]。

3.4 毛细管电泳法的研究现状

毛细管电泳法是80年代初发展起来的一种新型高效的检测方法[10]，目前已报道的有胶束电动毛细管色谱法可同时测定阿力甜、甜精、咖啡因等。张静等使用该检测方法对经超声脱气，离心的饮料上清液进行检测，分析饮料中的阿斯巴甜、糖精钠和安赛蜜的含量，收到良好的效果[11]。杨桂君等以磷酸-硼砂缓冲体系为运行缓冲液，用该方法对饮料、果冻、蜜饯等样品中亮蓝、香兰素、山梨酸、苯甲酸、日落黄、新红、苋菜红、柠檬黄共8种常见食品添加剂进行检测，一次进样分析在8min内完成，取得了令人满意的效果[12]。胡美珍等考察了波长、电压、缓冲试剂、浓度、PH等因素对毛细管电泳法测定山梨酸、苯甲酸、糖精含量的影响，得到了优化的实验条件[13]。王洪杰等以焦性没食子酸为内标物，使用毛细管电泳法对饮料中咖啡因、苯甲酸、山梨酸、糖精的含量进行测定，样品的回收率和精密度均达到符合食品添加剂检测的要求[14]。总之，该方法对物质的分离效果良好，适用范围广，操作简便，检测快速。

3.5 薄层色谱法的研究现状

薄层色谱法也称薄层层析法，曾是食品添加剂中防腐剂、甜味剂及色素检测的主要方法，根据所采用的涂层材料性质和物理化学原理的不同，具体可分为吸附薄层色谱法、分配薄层色谱法、离子交换薄层色谱法、排阻薄层色谱法和聚酰胺薄层色谱法，其原理是依据在样品在酸性条件下经提取后，通过薄层板展开、显色后，比较不同成分的迁移值达到对样品的定性、定量分析。肖学成使用该方法检测糖精、香兰素Ⅲ、苯甲酸和山梨酸等4种物质，认为该方法操作简便，快速[15]。吴运军使用该方法检测糖精、苯甲酸和山梨酸、甘精、脱氢乙酸这5种饮料中常见的添加剂，发现用该方法测定糖精和山梨酸有较高灵敏度，但测定苯甲酸和脱氢乙酸时灵敏度一般，而测定甘精时灵敏度较差[16]。王君玲认为薄层色谱法不适合挥发性样品的检测，对于低沸点的化合物，由于样品在点样和展开过程中挥发损失的原因而不能进行显色处理，亦无法进行测定[17]。总之，薄层色谱法操作简便，快速，适合基层单位进行大规模样品检测，但不适宜用于检测低沸点及挥发性样品。

3.6 离子色谱法的研究现状

离子色谱法是将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面，以连续检测色谱分离离子的方法，检测器分为紫外检测器、抑制电导检测器、电化学积分安培检测器及安培检测器等[18]、[19]。潘丙珍等利用该方法测定溴酸钾、亚硝酸钠等8种食品添加剂和硫氰酸钠及溴酸钾2种非法添加物，认为该检测方法线性范围广，准确性和精密度良好[18]。王娜等利用该方法测定食品添加剂磷酸二氢铵中氟离子含量，认为该检测方法准确、可靠且有好的重现性[20]。王爱月等研究了碳酸饮料中甜蜜素、山梨酸、苯甲酸、安赛蜜和糖精钠5种常见添加剂含量的检测方法，认为离子色谱法的检测结果相关性好，相对标准偏差小[21]。张锦梅等建立离子色谱法检测焦碳酸二甲酯中的杂质氯离子的方法，达到对焦碳酸二甲酯产品质量的有效监管[19]。总之，离子色谱法多用于检测酸性防腐剂、漂白剂和部分甜味剂。其优势主要在于样品前处理简单，分析速度快，准确性和灵敏度较高，因此该方法近年来在食品分析领域发展很快。然而，与光谱法等检测方法相比，该检测方法所用仪器设备复杂、昂贵，在基层单位推广尚需一段时间。

3.7 气相色谱法的研究现状

气相色谱法是用气体作为移动相的色谱法，发展较早。李长海等认为用亚铁氰化钾、乙酸锌沉淀蛋白质及基体后，不会造成山梨酸和苯甲酸损失，是基体复杂如肉制品中山梨酸和苯甲酸测定理想方法[22]。王玉飞等将定食品添加剂丙酸钠和丙酸钙酸化后，丙酸钠或丙酸钙转化为丙酸，用乙醚提取后直接进气相色谱，外标法定量分析，较水蒸气蒸馏法明显缩短了分析时间[23]。王宏萍认为甜蜜素在硫酸介质中与亚硝酸反应，生成的环己醇亚硝酸酯经正己烷提取后直接进样测定，外标法定量的检测方法较以往的填充柱法、易操作、易控制[24]。总之，气相色谱法所使用的仪器设备价格相对便宜，且分离能力强，分离效率高，分析速度快，样品用量少，同时检测灵敏度高，适用于基体复杂的产品中食品添加剂的检测。

3.8 高效液相色谱法的研究现状

高效液相色谱法又称高压液相色谱法，其基本原理在液相柱色谱系统中加上高压液流系统，使流动相在高压下快速流动，以提高分离效果，该方法在食品添加剂检测中运用广泛，一般采用C18柱，流动相为甲醇或者乙腈，检测器主要涉及紫外检测器和二极管阵列检测器，这也使得该方法在目前广泛应用与食品领域的检测[25]。钱聪使用该方法同时测定安赛蜜、苯甲酸、山梨酸等葡萄酒中10种常见的添加剂，测定低限可达1.0 mg.kg-1，达到国内先进水平[26]。俎志平使用该方法一次直接进样，同时测定7种饮料中的食品添加剂，认为该方法在10.0-50.0 μg.L-1范围内具有良好线性，相关系数均达到0.999[25]。崔鹏认为在使用该方法测定食品添加剂时，利用二极管阵列检测器提供的被测组分的光谱扫描图和其相应保留时间对待测组分进行双重定性鉴别，可以在一定程度上可以克服单纯保留时间定性带来的假阳性，提高了定性的准确性[27]。李歆等使用该方法检测中国传统节日食品月饼中脱氢乙酸、苯甲酸、山梨酸、糖精钠、安赛蜜5种常见添加剂的含量，收效良好[28]。总之，高效液相色谱法对于样品的前处理要求简单，无需过多的提取、净化，且分离度高，且具有准确、快速、简单以及灵敏度高的特点，能够适应大规模样品的快速分析要求。

4 食品添加剂检测方法联用的研究进展

4.1 食品添加剂检测方法联用的优势

对于复杂多组分的混合物检测，单种检测方法通常是难以解决的，往往需要两种以上的分析方法联用才能有效解决。如使色谱法与一些定性判断力很强的检测方法联用，就能充分发挥二者之长，有效地对复杂混合物进行分析检测。目前运用较成功的有气相色谱-质谱联用分析法和液相色谱-质谱联用分析法。

4.2 气相色谱-质谱联用法的发展阶段及优势

气相色谱-质谱联用分析法在国外研究较早，1957年，J.C.Holmes和F.A.Morrell首先实现了气相色谱与质谱联用，其发展过程主要经历了4个阶段：第一阶段以解决气相色谱-质谱的接口和磁场快速扫描的问题，和填充柱色谱与磁质谱联用成功为标志；第二阶段以解决气相色谱-质谱联用仪计算机处理问题，和填充柱-四极质谱-计算机三机联用为标志；第三阶段以小型台式气相色谱-质谱联用，计算机开始控制联用仪主机，向分析工作全自动迈进为标志。第四阶段的标志为以主机一体化全自动气相色谱-质谱系统的问世[29]。郭燕金认为由于食品添加剂的种类多达数百种，如果仅凭色谱峰的保留时间对分析物进行定性难免出错，而气相色谱-质谱联用分析法是将分析能力很强的色谱仪与定性定量能力很强的质谱通过适当的接口相结合成完整的分析方法，获得两种方法单独使用时所不具备的更快、更有效的检测效果，有很大的发展前途[29]。崔庆新等也使用该方法检测甜蜜素等食品添加剂，取得了良好的效果[30]。同时，而气相色谱-质谱的接口最简易，也最可靠，因此该分析法成为最常见的食品添加剂检测方法，在复杂的食品添加剂检测方面的优势尤为明显。

4.3 液相色谱-质谱联用法的优势

郑天认为近几年发展起来的液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)，结合液相色谱对复杂基体化合物的高分离能力和质谱独特的选择性、灵敏度、相对分子质量及结构信息于一体，解决了传统液相检测器灵敏度和选择性不够的缺点[31]。许秀敏认为应用液相色谱的紫外检测器及二极管阵列检测器作为样品的初筛，再采用液相色谱一质谱联用法定性，可以弥补紫外检测方法在专属性方面的不足缺点，并能同时满足苯甲酸、山梨酸、糖精钠定性分的析的要求，是一个可行有效的方法[32]。总之，与气相色谱-质谱联用分析法相似，液相色谱-质谱联用分析法在复杂的食品添加剂检测方面同样具有单一检测方法所不具备的优势。

4.4 色谱-质谱联用法存在的问题及发展方向

色谱-质谱联用法近年来虽然发展迅速，但仍存在不少问题。传统的台式气相色谱-质谱联用分析器体积大、功耗高、对工作环境要求苛刻，通常无法满足现场分析的需求。因此，研制具有快速响应和现场分析能力的便携式气相色谱-质谱联用分析器已成为当今分析仪器领域的研究热点。虽然国外有较多研究机构和仪器公司进行了便携式仪器的研究，但真正商业化的产品较少[33]。此外，色谱-质谱联用技术还有其自身的缺点，要求其所分析的气体、液体、固体物在操作温度下是稳定的，且要求所分析的液体、固体气化温度温度上限较低，使其应用范围受到一定限制[34]。因此，色谱技术与质谱联用技术将向高精度、高灵敏度、微型化的方向发展。台式、高灵敏度、操作简单、扫描速度快、价格低是未来的发展方向。

[1]徐榕梓.进口食品来袭安全成忧[J].中国对外贸易，2014，(8)：64-65.

[2]张来新，段玲.形形色色的食品添加剂及其危害[J].化学工程师，2014，(11)：43-47.

[3]朱坚，邓晓军.《食品安全检测技术》[M].化学工业出版社，2007，第1版.

[4]李珊,等.蔬菜、腌菜亚硝酸盐测定及Vc对亚硝酸盐阻断[J].中国公共卫生，2004(3)：105.

[5]蔡继红，周卫华.紫外光度法测定水中亚硝酸盐氮[J].环境监测管理与技术，1998(2)：35—36.

[6]姚野梅，李锦才,等.水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定[J].化学世界，1996(11)：601.

[7]徐玉兰，何婵,等.食品中亚硝酸钠检测方法的研究进展[J].中国调味品，2013， 38(3)：1-5.

[8]俞继梅.电化学分析法在食品安全中的应用[J].江西化工，2012(4)：116-119.

[9]J.H. Seplveda, J. C. Yor, iC. R. Vera, Repeatedjuse of supportedH 3PW12 O40 catalysts in the liquid phase esterification ofaceticacid with utano [J]. App. ICata. 1A:Gen. 2005,288(1-2).

[10]陈义.毛细管电泳技术及应用[ M].北京：化学工业出版社，2000.

[11]张静，杨鸿斌,等. 毛细管电泳法同时测定饮料中的阿斯巴甜、糖精钠和安赛蜜[J].现代预防医学，2014，41(20)：3768-3770.

[12]杨桂君，高文惠. 毛细管电泳法测定食品中8种添加剂[J].食品科学，2010，31(18)：377-381.

[13]胡美珍，王文铮,等.毛细管电泳法分离测定食品中山梨酸、苯甲酸、糖精[J].上海师范大学学报:自然科学版，2004，33(3)：63-66.

[14]王洪杰，翟翔天,等.毛细管电泳法同时测定4种食品添加剂[J].解放军预防医学杂志，2007，25(3)：196-197.

[15]肖学成.薄层色谱法同时测定食品中4种添加剂的方法介绍[J].实用哥防医学，1998， 5(2)：122-123.

[16]吴运军，宗青文,等.薄层色谱法快速测定饮料中的几种添加剂[J].中国公共卫生，2000， 16(4)：326.

[17]王君玲，贾淑梅.薄层色谱法及其在药物、色素分离等方面的应用[J].锦州师范学院学报:自然科学版，2003，24(1)：14-16.

[18]潘丙珍，奚星林,等.离子色谱法同时测定食品中8种食品添加剂和2种非法添加物[J].中国卫生检验杂志，2014，24(12)：1680-1682.

[19]张锦梅，王敬花,等.离子色谱法检测食品添加剂焦碳酸二甲酯中的氯离子[J].化学分析计量，2012，21(1)：31-33.

[20]王娜，张敏,等.离子色谱法测定食品添加剂磷酸二氢铵中氟离子含量[J].中国无机分析化学，2014，4(1)：25-27.

[21]王爱月，翟志雷,等.离子色谱法同时测定碳酸饮料中5种添加剂的方法研究[J].现代预防医学，2014，40(11)：2106-2109.