绿色分析测试技术在食品检验中的应用

◎ 王绪龙

（莒南县检验检测中心，山东 莒南 276600）

随着近年来科学技术水平的飞速发展，食品检验对绿色分析测试技术的依赖程度愈来愈高，绿色分析测试技术的应用，凭借本身的环保、准确、实用优势，基于绿色化学原理能够在食品检验分析中，尽可能减少化学试剂的用量，友好保护环境，减少检测破坏。

1 红外光谱技术应用食品检验

1.1 技术原理

在食品检验分析中应用红外光谱分析技术，主要依赖于红外光与分子作用产生分子振动的技术原理，可以根据实时记录的红外光吸收振动情况，以吸收光相对强度获得红外光波长谱图，此技术有着简便、环保、便捷的食品检验技术优势[1]。红外光谱一般以波长进行划分包括3个区域，分别为0.75~2.5 μm近红外区域，2.5~25 μm中红外区域，以及25~1 000 μm的远红外区域。其中,中红外区域的技术应用最为广泛[2]。

1.2 技术应用

1.2.1 定量检测

红外光谱凭借环保、便捷且高效的技术优势，如今在食品行业得以广泛应用，如果单凭红外光谱并不能直接进行检测分析，这就需要利用化学计量法提取检测特征之后，构建适当的模型并完成定性、定量分析。有文献提出可以应用傅里叶变换红外光谱仪，用于食品内反式脂肪酸含量测定，通过萃取有机容剂定量反式脂肪酸特征峰值，所获吸收峰面积线性相关反式脂肪酸含量，据此测定可得89.27%~106.52%的回收率，达到2.30%相对标准偏差。

1.2.2 检测食品有毒成分

对于食品内过量添加剂这一问题，以应用红外光谱技术测定奶粉内防腐剂苯甲酸钠含量为例，有研究根据获得的溴化钾-奶粉红外谱图特征峰值，波数维持在1 555 cm-1，设定此检测条件下观察浓度发生的梯度变化，绘制浓度横坐标、吸光度纵坐标的工作曲线。能够发现0~2.5 mg·g-1浓度范围内，苯甲酸钠吸光度线性相关浓度，根据标准曲线法定量分析，得出103.7%的回收率，RSD值在1.2以内，可以在便捷化检测技术操作中，获取高精确度的数据结果[3]。

2 毛细管电泳技术应用食品检验

2.1 瘦肉精检测

瘦肉精是一种引发食品安全问题的常见动物用药，猪在食用瘦肉精后身体瘦肉会很大程度增长，抑制脂肪增长量。但是瘦肉精有着较大的副作用，例如，可能引发人体心律不齐、心脏病等症[4]。通过应用高效毛细血管电泳在食品瘦肉精检测，选择等速电泳添加环糊精、四丁基铵添加剂，获得250倍富集倍数。设定2 000 r·min-1转速旋转蒸发器，设定10 min离心上清液搜集尿液并按照50倍稀释，即可成功检出瘦肉精。

2.2 苏丹红检测

苏丹红作为一种人工合成有机色素，用于食品可能会致使食用者致癌，如肝癌、膀胱癌等症状，我国目前已经对苏丹红明令禁止。在应用高校毛细血管电泳检测苏丹红成分时，以番茄酱、辣椒酱为例进行色谱填充，将待检测样品混合甲醇、丙酮溶剂、二氯甲烷，以1∶2∶3的混合比例完成超声萃取。利用旋转蒸发仪设备完成上清液离心处理，最终完成电泳缓冲液溶解分析[5]。应用此技术可以在8 min内完成食品检测，高效迅速且准确率较高。

3 X射线荧光技术应用食品检验

3.1 X射线荧光技术理化性质

有文献应用X-ray技术实现内部无损伤检测，以检测的实际材料作为X-ray能量的选择依据。在食品检测领域应用X-ray技术，就是将待检测食品经X射线照射之后，根据物质密度与原子序数，数值越大就会产生越大的物质吸收X射线比率。食品内的碳水化合物、蛋白质、玻璃、水分及骨头、金属毛发等成分，均在不同程度上有X-ray吸收比例。这样根据食物成分所吸收的X射线能量，即可判断食品内部是否存在异物。

3.2 检测X-ray图像

将X射线技术用于食品安全检验所获不同食物的X-ray图像，分析图片能够发现，不同待检食物的X-ray射线图像有差异化灰度值；食物内部异物不同会产生不同的X-ray能量吸收率，并且产生不同的图片灰度值。其中，石头、金属类物质会拥有较大的吸收率，相应的图片灰度值就会越小；而塑料、玻璃类的吸收率较小，那么图片内的灰度值就会越大。对于食物内存在的异物边缘比较模糊，比较复杂的待检食品形状，应用X-ray技术能够对金属类异物拥有较高敏感度，成功检测石头、玻璃、硬骨头、PVC、橡胶等非金属异物。

4 微流控芯片应用食品检验

4.1 技术原理

微流控芯片电泳检测技术是基于传统毛细血管电泳基础上的技术延伸，继承毛细管电泳的高效工作效率、集成且微型等技术优势，作为研究较深入的微流控分析技术之一，对于多组分快速分析最为适合。一般电泳芯片包含T形、双T形、十字形通道结构（图1），要想保证芯片电泳的分离效率，就要确保微通道的光滑均匀程度，这样可以消除微通道对待测样品的非特异性吸附。因此，新型芯片制作方法及微通道表面改性技术，始终作为此技术的热门研究内容。

图1 微流控芯片电泳通道结构图

4.2 有毒物质残留检测

在食品安全中应用微流控芯片电泳技术，草铵膦与草甘膦有着杀草谱广且高度活性的特点，被蔬菜类植物种植过程中广泛应用，但是一旦滥用就极有可能导致农产品内这类有毒物质高度残留。对此，有研究构建激光诱导荧光-芯片电泳，高效迅速无干扰检测草甘膦及草铵膦，对分离条件系统优化，含有10 mol·L-1硼砂与2%羟丙基纤维素分离缓冲液内，在样品基质可以成功分离草甘膦与草铵膦，分别获得0.34 μg·L-1、0.18 μg·L-1的检出限（如表1）。

表1 微流控芯片用于食品安全检测表

4.3 非法食品添加剂检测

目前，在食品内加入一些化合物，可改善食物的香味、颜色、口感等，抑制食品内的细菌滋生，这类添加剂如果控制在合理范围内则对人体无害，但是往往会出现一些不良厂商，为了追求销量在食品内添加大量食品添加剂。对此，有文献应用微流控芯片-电化学检测方法，完成偶氮类颜料检测，达到3.9~15.5 μmol·L-1的检出限范围，整个过程甚至可以在300 s之内即可完成。还有研究在200 s内运用微流控芯片电泳-电化学检测法，成功在食品内分离香草醇、乙基香草醛、乙基麦芽酚、香草醛这4类香料，达到0.09~0.32 μmol·L-1的检出限。

5 原子吸收分管光度计应用

5.1 合理选择程序升温条件

灰化处理是尽可能多地去除样品中的物质，同时避免分析对象的元素丢失。选择的原则是不能失去要测试的因素，并尝试保持最高温度。这样，能够有效地降低元件的吸收，灵敏度也有所提高。在原子化过程中，样品中的分析元素尽可能地被转化，削弱了气相物理和化学影响的干扰。原子化温度不能减少吸收，因而选择相对较低的温度可以有效地消除干扰，有效地延长石墨管的使用时间。在这个实验中，灰化和微粒化为10 ℃/L的铅标准液。灰化的温度在450~900 ℃、微粒化温度在1 000~1 500 ℃的范围内进行管理。根据实验结果，在700 ℃的范围内维持灰化温度时，吸收光的值最大。在1 200 ℃原子化时，光的吸收量最大。因此，灰化的温度为700 ℃，微粒化的温度为1 200 ℃是最佳的。

5.2 合理选择基体改进剂

选择基质改性剂的目的是增加待检测样品溶液的基质的波动性，并提高待测挥发性元素的稳定性。通过在试验对象的试样溶液中添加特定的化学试剂，可以有效地提高灰温度，还可以减弱由基体引起的干扰。在实际实验中，选择磷酸二氢铵2%、硝酸1%、抗坏血酸1%。在酱油、茶、食用蘑菇食品样品中加入5 μg·L-1标准铅浓度，最终回收率分别为98.3%、99.3%、98.3%。在基质改性剂中选择2%磷酸二氢铵时，上述食品样品的标准回收率为87.4%、88.4%、86.9%。从以上数据可以得出结论：与采用磷酸二氢铵改善2%的磷酸二氢铵、1%的硝酸、1%的抗坏血酸回收相比，第一组有所改善。

6 结语

对于社会各界广泛关注的食品安全问题，加强对食品安全绿色检验技术的研发至关重要。发挥绿色分析测试技术的无污染特点，根据待检测食品的实际情况，合理选择适用的检测技术，可真正从根源保证食品安全，减少食品检测中对人体与环境各方面带来的损害。今后，绿色分析测试技术也将成为食品检验工作的重要研究方向，相信在绿色分析测试技术的深入研究中，可以研发更高效、便捷、准确的技术成果，推动我国食品行业的良性可持续发展。