綠色分析測試技術在食品檢驗中的應用

◎ 王緒龍

（莒南縣檢驗檢測中心，山東 莒南 276600）

隨著近年來科學技術水平的飛速發展，食品檢驗對綠色分析測試技術的依賴程度愈來愈高，綠色分析測試技術的應用，憑借本身的環保、準確、實用優勢，基于綠色化學原理能夠在食品檢驗分析中，盡可能減少化學試劑的用量，友好保護環境，減少檢測破壞。

1 紅外光譜技術應用食品檢驗

1.1 技術原理

在食品檢驗分析中應用紅外光譜分析技術，主要依賴于紅外光與分子作用產生分子振動的技術原理，可以根據實時記錄的紅外光吸收振動情況，以吸收光相對強度獲得紅外光波長譜圖，此技術有著簡便、環保、便捷的食品檢驗技術優勢[1]。紅外光譜一般以波長進行劃分包括3個區域，分別為0.75~2.5 μm近紅外區域，2.5~25 μm中紅外區域，以及25~1 000 μm的遠紅外區域。其中,中紅外區域的技術應用最為廣泛[2]。

1.2 技術應用

1.2.1 定量檢測

紅外光譜憑借環保、便捷且高效的技術優勢，如今在食品行業得以廣泛應用，如果單憑紅外光譜并不能直接進行檢測分析，這就需要利用化學計量法提取檢測特征之后，構建適當的模型并完成定性、定量分析。有文獻提出可以應用傅里葉變換紅外光譜儀，用于食品內反式脂肪酸含量測定，通過萃取有機容劑定量反式脂肪酸特征峰值，所獲吸收峰面積線性相關反式脂肪酸含量，據此測定可得89.27%~106.52%的回收率，達到2.30%相對標準偏差。

1.2.2 檢測食品有毒成分

對于食品內過量添加劑這一問題，以應用紅外光譜技術測定奶粉內防腐劑苯甲酸鈉含量為例，有研究根據獲得的溴化鉀-奶粉紅外譜圖特征峰值，波數維持在1 555 cm-1，設定此檢測條件下觀察濃度發生的梯度變化，繪制濃度橫坐標、吸光度縱坐標的工作曲線。能夠發現0~2.5 mg·g-1濃度范圍內，苯甲酸鈉吸光度線性相關濃度，根據標準曲線法定量分析，得出103.7%的回收率，RSD值在1.2以內，可以在便捷化檢測技術操作中，獲取高精確度的數據結果[3]。

2 毛細管電泳技術應用食品檢驗

2.1 瘦肉精檢測

瘦肉精是一種引發食品安全問題的常見動物用藥，豬在食用瘦肉精后身體瘦肉會很大程度增長，抑制脂肪增長量。但是瘦肉精有著較大的副作用，例如，可能引發人體心律不齊、心臟病等癥[4]。通過應用高效毛細血管電泳在食品瘦肉精檢測，選擇等速電泳添加環糊精、四丁基銨添加劑，獲得250倍富集倍數。設定2 000 r·min-1轉速旋轉蒸發器，設定10 min離心上清液搜集尿液并按照50倍稀釋，即可成功檢出瘦肉精。

2.2 蘇丹紅檢測

蘇丹紅作為一種人工合成有機色素，用于食品可能會致使食用者致癌，如肝癌、膀胱癌等癥狀，我國目前已經對蘇丹紅明令禁止。在應用高校毛細血管電泳檢測蘇丹紅成分時，以番茄醬、辣椒醬為例進行色譜填充，將待檢測樣品混合甲醇、丙酮溶劑、二氯甲烷，以1∶2∶3的混合比例完成超聲萃取。利用旋轉蒸發儀設備完成上清液離心處理，最終完成電泳緩沖液溶解分析[5]。應用此技術可以在8 min內完成食品檢測，高效迅速且準確率較高。

3 X射線熒光技術應用食品檢驗

3.1 X射線熒光技術理化性質

有文獻應用X-ray技術實現內部無損傷檢測，以檢測的實際材料作為X-ray能量的選擇依據。在食品檢測領域應用X-ray技術，就是將待檢測食品經X射線照射之后，根據物質密度與原子序數，數值越大就會產生越大的物質吸收X射線比率。食品內的碳水化合物、蛋白質、玻璃、水分及骨頭、金屬毛發等成分，均在不同程度上有X-ray吸收比例。這樣根據食物成分所吸收的X射線能量，即可判斷食品內部是否存在異物。

3.2 檢測X-ray圖像

將X射線技術用于食品安全檢驗所獲不同食物的X-ray圖像，分析圖片能夠發現，不同待檢食物的X-ray射線圖像有差異化灰度值；食物內部異物不同會產生不同的X-ray能量吸收率，并且產生不同的圖片灰度值。其中，石頭、金屬類物質會擁有較大的吸收率，相應的圖片灰度值就會越小；而塑料、玻璃類的吸收率較小，那么圖片內的灰度值就會越大。對于食物內存在的異物邊緣比較模糊，比較復雜的待檢食品形狀，應用X-ray技術能夠對金屬類異物擁有較高敏感度，成功檢測石頭、玻璃、硬骨頭、PVC、橡膠等非金屬異物。

4 微流控芯片應用食品檢驗

4.1 技術原理

微流控芯片電泳檢測技術是基于傳統毛細血管電泳基礎上的技術延伸，繼承毛細管電泳的高效工作效率、集成且微型等技術優勢，作為研究較深入的微流控分析技術之一，對于多組分快速分析最為適合。一般電泳芯片包含T形、雙T形、十字形通道結構（圖1），要想保證芯片電泳的分離效率，就要確保微通道的光滑均勻程度，這樣可以消除微通道對待測樣品的非特異性吸附。因此，新型芯片制作方法及微通道表面改性技術，始終作為此技術的熱門研究內容。

圖1 微流控芯片電泳通道結構圖

4.2 有毒物質殘留檢測

在食品安全中應用微流控芯片電泳技術，草銨膦與草甘膦有著殺草譜廣且高度活性的特點，被蔬菜類植物種植過程中廣泛應用，但是一旦濫用就極有可能導致農產品內這類有毒物質高度殘留。對此，有研究構建激光誘導熒光-芯片電泳，高效迅速無干擾檢測草甘膦及草銨膦，對分離條件系統優化，含有10 mol·L-1硼砂與2%羥丙基纖維素分離緩沖液內，在樣品基質可以成功分離草甘膦與草銨膦，分別獲得0.34 μg·L-1、0.18 μg·L-1的檢出限（如表1）。

表1 微流控芯片用于食品安全檢測表

4.3 非法食品添加劑檢測

目前，在食品內加入一些化合物，可改善食物的香味、顏色、口感等，抑制食品內的細菌滋生，這類添加劑如果控制在合理范圍內則對人體無害，但是往往會出現一些不良廠商，為了追求銷量在食品內添加大量食品添加劑。對此，有文獻應用微流控芯片-電化學檢測方法，完成偶氮類顏料檢測，達到3.9~15.5 μmol·L-1的檢出限范圍，整個過程甚至可以在300 s之內即可完成。還有研究在200 s內運用微流控芯片電泳-電化學檢測法，成功在食品內分離香草醇、乙基香草醛、乙基麥芽酚、香草醛這4類香料，達到0.09~0.32 μmol·L-1的檢出限。

5 原子吸收分管光度計應用

5.1 合理選擇程序升溫條件

灰化處理是盡可能多地去除樣品中的物質，同時避免分析對象的元素丟失。選擇的原則是不能失去要測試的因素，并嘗試保持最高溫度。這樣，能夠有效地降低元件的吸收，靈敏度也有所提高。在原子化過程中，樣品中的分析元素盡可能地被轉化，削弱了氣相物理和化學影響的干擾。原子化溫度不能減少吸收，因而選擇相對較低的溫度可以有效地消除干擾，有效地延長石墨管的使用時間。在這個實驗中，灰化和微粒化為10 ℃/L的鉛標準液。灰化的溫度在450~900 ℃、微粒化溫度在1 000~1 500 ℃的范圍內進行管理。根據實驗結果，在700 ℃的范圍內維持灰化溫度時，吸收光的值最大。在1 200 ℃原子化時，光的吸收量最大。因此，灰化的溫度為700 ℃，微粒化的溫度為1 200 ℃是最佳的。

5.2 合理選擇基體改進劑

選擇基質改性劑的目的是增加待檢測樣品溶液的基質的波動性，并提高待測揮發性元素的穩定性。通過在試驗對象的試樣溶液中添加特定的化學試劑，可以有效地提高灰溫度，還可以減弱由基體引起的干擾。在實際實驗中，選擇磷酸二氫銨2%、硝酸1%、抗壞血酸1%。在醬油、茶、食用蘑菇食品樣品中加入5 μg·L-1標準鉛濃度，最終回收率分別為98.3%、99.3%、98.3%。在基質改性劑中選擇2%磷酸二氫銨時，上述食品樣品的標準回收率為87.4%、88.4%、86.9%。從以上數據可以得出結論：與采用磷酸二氫銨改善2%的磷酸二氫銨、1%的硝酸、1%的抗壞血酸回收相比，第一組有所改善。

6 結語

對于社會各界廣泛關注的食品安全問題，加強對食品安全綠色檢驗技術的研發至關重要。發揮綠色分析測試技術的無污染特點，根據待檢測食品的實際情況，合理選擇適用的檢測技術，可真正從根源保證食品安全，減少食品檢測中對人體與環境各方面帶來的損害。今后，綠色分析測試技術也將成為食品檢驗工作的重要研究方向，相信在綠色分析測試技術的深入研究中，可以研發更高效、便捷、準確的技術成果，推動我國食品行業的良性可持續發展。