食品中營養素含量的檢測技術分析

劉 揚

(綏濱縣市場監督管理局，黑龍江 綏濱 156200)

隨著社會經濟的全面發展，做好食物營養素的檢測工作對于保障食品安全有著至關重要的作用和意義。在具體檢測中，所檢測的數據不僅可以反映出人體內所需的營養成分含量，還能助力食品營養品質評價及分等分級，為人們提供安全綠色食物的同時，保障人們的身體健康與安全。并且基于檢測結果，可以為消費者按需購買產品提供確切的參考依據，使其在選擇食物時可以更加具有針對性，進一步保持人體內營養均衡，減少各種疾病的發生概率。由此各種檢測技術的使用與研發也受到廣大技術人員和營養研究學者的關注與支持。

1 蛋白質檢測

蛋白質是維持人體生命活動的必備條件，更是構成人體抗體和細胞等不可缺少的核心成分。在過去對食物中的蛋白質含量進行檢測時，所常用的方法有凱氏定氮法、雙縮脲法和考馬斯亮藍法等，同時，近些年也有一些檢測人員利用近紅外檢測法來檢測谷物中蛋白質。

1.1 凱氏定氮法

該方法測定流程簡單，所用試劑和實驗條件極易獲取，因此在實際工作中使用最多、應用范圍最廣，更是國標中的推薦方法。具體操作方法為：稱取一定量的樣品放入消化管中(空白對照管不加入樣品)，隨后分別加入硫酸鉀和硫酸銅的混合物與濃硫酸，加入后放到消化架上，直至溶液呈淡綠色澄清透明。冷卻后加堿進行蒸餾，收集蒸餾液并使用標準的鹽酸進行滴定，直到指示劑(硼酸)變色(綠色→淡紫色)被視為滴定中止，這時，通過計算就可得到蛋白質的含量。

但是，由于凱氏定氮法在測定過程中涉及消化、轉移、蒸餾、滴定等操作步驟，因此該方法存在消化時間、消化溫度、催化劑用量、蒸餾溫度、蒸餾時間、鹽酸濃度、滴定終點判定等影響因素[1]。

1.2 雙縮脲方法

在對蛋白質進行檢測期間使用雙縮脲方法，可以利用比色法來測定蛋白質的濃度，并且所產生的硫銨不會影響和干擾其顯色的效果。在此期間，蛋白質多肽與會發生反應生產紫藍色的絡合物，該絡合物最大吸收波長為540 nm[2]。此時需要繪制標準曲線，利用雙縮脲試劑和標準蛋白溶液進行繪制。然后將待測樣品和等量雙縮脲試劑放到待測試管中，選擇加入雙縮脲試劑但是不含有樣品的試管作為對照試驗。充分混合后，基于室溫(20 ℃～25 ℃)下進行30 min的靜置，于540 nm波長處進行比色，將對照試管調零，讀取吸光度值，由此可在標準曲線上查到蛋白質的含量。需要注意的是，雙縮脲方法比較適用于含量為0.5 g/L到10 g/L的蛋白質溶液檢測中。

2 水分檢測

檢測食物中水分的方法原理在于利用食品中水分的物理性質，在(1個大氣壓)，溫度101 ℃～105 ℃下采取揮發方法測定樣品中干燥減失的重量，包含吸濕水、部分結晶水和該條件下能揮發的物質，再通過干燥前后的稱量數值計算出水分的含量。所選擇的試劑為6 mol/L的鹽酸溶液、6 mol/L氫氧化鈉溶液以及海砂。儀器和設備則選擇扁形鋁制或者玻璃制的稱量瓶、干燥器、天平、電熱恒溫干燥箱等。

取潔凈鋁制或玻璃制的扁形稱量瓶，置于101 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊。加熱，取出蓋好，置干燥器內冷卻，稱量，重復干燥至前后兩次質量差不超出2 mg，即為恒重。不容易研磨的樣品應盡可能切碎，稱取2 g～10 g試樣(精確至0.000 1 g)，放入此稱量瓶中，試樣厚度不超出5 mm，如為疏松試樣，厚度不超出10 mm，加蓋，精密稱量后，置101 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊，干燥2 h～4 h后，蓋好取出，放入干燥器內冷卻30 min后稱量。

再次放進101 ℃～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右，取出，放入干燥器內冷卻后再稱量。重復以上操作至前后兩次質量差不超出2 mg，即為恒重。

3 膳食纖維檢測

對食物中膳食纖維進行檢測的原理為，干燥試樣經熱穩定a-淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖茸酶解消化，去除蛋白質和淀粉后，經乙醇沉淀、抽濾，殘渣用乙醇和丙酮洗滌，干燥稱量，即為總膳食纖維殘渣。另取試樣同樣酶解，直接抽濾并用熱水洗滌，殘渣干燥稱量，即得不溶性膳食纖維殘渣；濾液用4倍體積的乙醇沉淀、抽濾、干燥稱量，得可溶性膳食纖維殘渣。扣除各類膳食纖維殘渣中相應的蛋白質、灰分和試劑空白含量，即可計算出試樣中總的、不溶性和可溶性膳食纖維含量。

4 碳水化合物

碳水化合物是生命細胞結構的主要成分及主要供能物質，并且有調節細胞活動的重要功能。機體中碳水化合物的存在形式主要有3種，葡萄糖、糖原和含糖的復合物，碳水化合物的生理功能與其攝入食物的碳水化合物種類和在機體內存在的形式有關。

①膳食碳水化合物是人類獲取能量的最經濟和最主要的來源，能夠提供和儲存熱能[3]；②碳水化合物是構成機體組織的重要物質，維持大腦功能必需的能源并參與細胞的組成和多種活動；此外還有調節脂肪代謝、提供膳食纖維、節約蛋白質、抗生酮、解毒和增強腸道功能的作用。

食物中碳水化合物檢測主要應用的還是化學法、酶法、氣相色譜法和液相色譜法4種方法，實際檢測中，需要結合具體情況來選擇適合的檢測方法，進而保障檢測方法的實用性和數據結果的準確性。

5 脂肪酸檢測

在檢測食物中脂肪酸成分過程中，氣相色譜法是最為常用的方法，利用載體將需要分析的混合物帶入到色譜柱中，在一定壓力和溫度的條件下，每個氣體組分在載體中和固定液薄膜中的氣液兩相分配系數不同，并且隨著載體不斷向前移動，樣品的組分會在氣液兩相中反復的分配，促使脂肪酸各個組分的移動速度快慢不同，進而可以逐漸分開各組的組分，在進行測定。

5.1 儀器的選擇

包含氣相色譜儀、氫火焰離子化檢測器、氮氣、氫氣、壓縮空氣、色譜柱(2 m×4 mm或者是3 m×4 mm)。在檢測期間需要保持210 ℃的柱溫、280 ℃的進樣器和檢測器溫度，且需要保持40 mL/cm2的氮氣流速。

5.2 試劑的選擇

如果沒有標注規格，都指優級純，試驗用水為蒸餾水，石油醚(分析純)、無水甲醇、苯、脂肪酸混合標準液、0.4 mol/L的氫氧化鉀與甲醇混合溶液。

5.3 操作步驟

稱取30 mg～100 mg的油脂放入到10 mL的量瓶內部，加入1 mL～2 mL的石油醚(沸程30℃～60℃)與苯混合溶劑，輕輕搖動促使油脂充分溶解。隨后加入0.4 mol/L的氫氧化鉀與甲醇混合溶液1 mL～2 mL，混合均勻。在室溫狀態下靜止5 min～10 min之后加入蒸餾水，促使量瓶內部的石油醚苯甲酯溶液上升，到瓶頸上部分放置，等待其澄清。如果急需分析且上清液十分渾濁時，可以在其上部滴入數滴無水乙醇，等到1 min～2 min后即可澄清。隨后將上清液吸取，在室溫狀態下吹入氮氣，將其濃縮，這時所得到的濃縮液即可用于氣相色譜的分析。需要注意的是，同一個樣品在兩次測定過程中，測定值之間的差值不能超出平均值的5%。

6 維生素檢測

維生素的檢測和其他類元素檢測有著較大的差異，在實際檢測過程中，需要根據維生素的種類來進行分別檢測，選擇不同的檢測方法來得到精準的結果。如主要針對食品中胡蘿卜素和類胡蘿卜素進行的檢測，一般采取的是高效液相色譜法來檢測維生素A、D、E和K1[4]；檢測維生素B6、B12和煙酸以及葉酸等采取的是微生物法；對于食物中的維生素B1、B2和C可采取熒光法；而目前，檢測維生素C主要采取的是二硝基苯肼比色法。

6.1 熒光法

其主要是利用活性炭氧化作用，將還原型的抗壞血酸氧化為脫氫型的抗壞血酸之后，其與OPDA(鄰苯二胺)進行反應，生成喹喔啉，呈現熒光，該熒光物質的強度和其濃度在一定條件下呈現正比，以此來對食物中抗壞血酸和脫氫型抗壞血酸總量進行測定。而脫氫型的抗壞血酸和硼酸能夠形成復合物，該復合物不會與OPDA發生反應，因此可以排除雜質的影響。該方法最小的檢出限為0.022 g/mL。

6.2 二硝基苯肼比色法

該方法是利用活性炭氧化還原型的抗壞血酸，將其氧化為脫氫型的抗壞血酸，再和二硝基苯肼發生反應生成紅色脎，其含量會與總的抗壞血酸含量呈現正比，由此可進行吸光度的測定。

7 礦物質檢測

礦物質又稱為無機鹽，除去碳、氫、氧和氮等構成有機物質和水分的元素之外，其他的元素被統稱為礦物質元素。在營養學中可以將其分為必需、非必需和有毒元素3類；在人體需求的角度可以分為常量元素和微量元素兩類。在礦物質元素的檢測方法上多數使用的是原子吸收分光光度法進行檢測，該方法本身的選擇性良好，靈敏度非常高，測定的流程也比較簡便，可以同時對多種元素進行測定。而且不能僅對食物中的礦物質含量進行檢測，還能夠對人體或者是動物所吸收的礦物質元素狀況進行檢測，是目前最為常用的檢測食物中礦物質的方法。

8 結束語

對于目前的食物中營養素含量的檢測來說，檢測技術種類較多，但是不同的方法需要根據不同的情況來選擇使用，每一種測定方法都有著其固定的適用條件。因此在現有的檢測條件下，不僅要保障檢測結果的精準性和檢測過程的簡便性，還需要不斷研究出新的檢測方法，如蛋白質芯片等，以此來實現檢測結果的高準確度和檢測過程的高效率性要求，這樣才能全方位地保障食品和人體的健康安全。