營養成分檢測在食品安全中的價值與應用策略

◎ 郭 睿

（中國民用航空飛行學院，四川 廣漢 618300）

1 食品中營養成分檢測的重要性

①對食品中的營養成分進行檢測，可以幫助人們了解食品中的營養成分含量，為人們提供健康飲食的指導。各種營養素是維持人體正常功能和健康所必需的，包括蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質等[1]。通過對食品進行營養成分檢測，人們可以更好地了解自己攝入的營養素類型和含量，從而合理安排飲食，滿足身體的營養需求。②營養成分檢測可以幫助人們避免營養缺乏或過剩的情況，預防某些營養素的不足或過量攝入可能導致的健康問題，例如，缺鐵引發貧血、缺鈣導致骨質疏松癥、過量攝入脂肪導致肥胖等。通過準確檢測食品中的營養成分，可以預防相關的健康問題。③營養成分檢測有助于食品生產商和監管機構進行產品質量控制，食品生產商需要確保其產品標簽上注明的營養成分與實際含量相符，以遵守相關法規和標準。監管機構可以通過對市場上食品樣品進行營養成分檢測，確保產品的合規性和消費者權益的保護[2]。④對食品中的營養成分進行檢測，可以使消費者作出更明智的購買決策。在面對眾多食品選擇時，了解其營養成分含量，可以幫助消費者更好地選擇適合自己需求的食品，形成健康的飲食習慣。

2 食品的營養成分檢測方法

2.1 化學分析法

食品中的營養成分多種多樣，按照人體所需的營養成分而言，不同營養成分采用的化學檢驗方法如下。

2.1.1 蛋白質

常用的方法是Kjeldahl 法。該方法通過將樣品中的蛋白質轉化為氨基酸進行檢驗。具體檢驗過程中，需要先準備待測樣品，將樣品粉碎和混合均勻，以確保取樣的代表性，確保樣品的濕度適宜。對于過于濕潤或過于干燥的樣品，可能需要進行預處理，并取一定量的樣品，將其與濃硫酸混合。硫酸具有氧化性，可以將有機物氧化為無機形式，將樣品與硫酸混合后，在適當的溫度下進行加熱消解，通常為高溫消解。在消解完成后，將溶液轉移到蒸發燒杯中，用適當的方法進行蒸發，去除硫酸中的水分。接著，將蒸發后的樣品與蒸餾水混合，并使用適當的設備進行蒸餾[1]。在蒸餾過程中，樣品中的氨基酸會被蒸發出來，進入接收容器中，此時，可以使用酸性溶液捕集蒸餾出的氨基酸。在此基礎上，使用硼酸或硫酸作為捕集液，將捕集到的氨基酸與鹽酸或氫氧化鈉等試劑反應，可以使其轉化為可以定量測定的化合物。

2.1.2 碳水化合物

常用的方法為酚硫酸法。酚硫酸法（Phenolsulfuric acid method）是一種常用的測定食品中碳水化合物含量的方法，檢驗過程需要將待測食品樣品制備成均勻的懸浮液或溶液。對于固體食品，通常需要將其研磨或切碎，并用適當的溶劑進行提取，同時，根據先驗條件準備一系列已知濃度的糖類標準溶液，例如，可以使用葡萄糖、蔗糖或其他常見糖類作為標準物質，在此基礎上取一定量的樣品溶液，加入酚試劑（通常為5%酚溶液），充分混合，然后緩慢加入濃硫酸（濃度約為95%），再次充分混合。酚和硫酸的反應會將碳水化合物轉化為有色化合物，此時，需要將反應混合物置于較高的溫度下進行反應，如80～100 ℃。反應時間可以根據樣品性質和方法的要求進行調整，一般為數分鐘，反應完成后，將反應混合物冷卻至室溫[2]。冷卻過程中，樣品中形成的有色化合物會穩定下來。接著，需要使用分光光度計或相關儀器，測量反應混合物的光吸收值。

2.1.3 脂肪

Soxhlet 提取法是一種常用的脂肪提取方法，適用于食品中脂肪含量的測定。①將待測食品樣品制備成粉末或碎片狀，以增加提取效率，確保樣品的濕度適宜，過于濕潤或過于干燥的樣品，可能需要進行預處理。Soxhlet 提取器由提取瓶、冷凝管和回流管組成[3]，提取瓶中放置樣品，冷凝管連接至提取瓶頂部，回流管連接至提取瓶底部。②選擇適當的有機溶劑作為提取劑。常用的有機溶劑包括乙醚、石油醚和二氯甲烷，需要根據樣品的性質和需要，選擇合適的提取劑，然后將提取劑加入提取瓶中，使其液面略高于樣品。③加熱提取瓶底部，使提取劑沸騰，產生蒸汽，此時，蒸汽通過冷凝管冷卻后變成液態，流回提取瓶中，與樣品反復接觸，從而提取脂肪。④將提取后的溶液轉移到燒杯中，用旋轉蒸發儀或氮氣吹掃將有機溶劑去除，以獲得干燥的脂肪樣品，并將干燥后的脂肪樣品稱重，然后根據所使用的提取劑和方法的計算公式，計算出食品中的脂肪含量。

2.2 光譜技術

光譜技術是一種常用的食品營養成分檢測方法，其可以基于物質對特定波長的光的吸收、散射或透射特性，獲取樣品中不同成分的信息。①近紅外光譜是在近紅外波段范圍內進行測量的一種無損檢測技術[4]。它可以通過掃描食品樣品并測量其與近紅外光的相互作用，推斷樣品中的營養成分含量。近紅外光譜NIR技術可被應用于快速分析多個營養成分，例如，蛋白質、脂肪、水分、糖類等。②紅外光譜通過測量物質對紅外輻射的吸收和散射，確定樣品中的成分。紅外光譜技術在食品分析中，主要用于定性和定量分析食品中的脂肪酸、脂肪含量以及其他化學成分。常見的紅外光譜技術包括傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）和偏振紅外光譜（PIR）。③紫外可見光譜是測量物質對紫外和可見光的吸收的方法。在食品中，UV-Vis技術可以用于測量色素、維生素、抗氧化劑等成分的含量。例如，維生素C 含量可以通過測量其在特定波長下的吸光度確定。④熒光光譜是通過激發樣品，并測量其發射的熒光信號來獲得信息的方法。在食品分析中，熒光光譜常用于檢測食品中的營養物質和添加劑。

2.3 質譜技術

質譜技術是一種高靈敏度和高選擇性的食品營養成分檢測方法，其可將物質離子化，并在質譜儀中進行分析。氣相色譜-質譜聯用結合了氣相色譜和質譜技術的優勢，其通過氣相色譜將樣品分離成不同組分，然后使用質譜技術對分離的化合物進行鑒定和定量分析。GC-MS 常用于分析食品中的脂肪酸、香味物質、殘留農藥等成分[5]；液相色譜-質譜聯用結合了液相色譜和質譜技術的優勢，其通過液相色譜將樣品分離成不同組分，然后使用質譜技術對分離的化合物進行鑒定和定量分析；LC-MS 廣泛用于食品中多種成分的分析，如氨基酸、多肽、維生素、抗氧化劑等；高分辨質譜是指具有高質量分辨率的質譜儀器，能夠提供更準確的質譜數據。

3 營養成分檢測在食品安全中的應用策略

3.1 建立食品營養成分信息數據庫

營養成分檢測在食品安全中起著重要的作用，可以幫助消費者了解食品中的營養成分含量，選擇更健康的食品。其中，建立食品營養成分信息數據庫是一種有效的應用策略，其可以為食品監管機構、食品生產商和消費者提供準確和可靠的信息。以下是建立食品營養成分信息數據庫的關鍵步驟和策略：①采樣和樣品準備。從市場上采購不同種類的食品樣品，并進行適當的樣品準備，如研磨、溶解等，以便進行后續的分析檢測。②分析方法選擇。選擇適合的分析方法測定食品樣品中的營養成分。常見方法包括高效液相色譜法、氣相色譜法、質譜法等，檢測機構需確保所選擇的方法準確、靈敏度高，并能同時檢測多種營養成分。③樣品分析和數據記錄。使用選定的分析方法測試樣品，并記錄所有相關數據，包括樣品標識、分析日期、分析人員、樣品處理方法等。④數據處理和計算。根據分析結果，計算出各個營養成分在食品樣品中的含量，并按照標準指南或法規要求進行數據處理，確保結果的準確性和可比性。

3.2 構建營養成分檢測的安全溯源機制

構建營養成分檢測的安全溯源機制的關鍵步驟和策略：①生產環節標識和記錄。在生產環節，對每個批次的食品進行標識，并記錄與其相關的信息，如原材料來源、生產日期、生產工藝等，這些信息對于后續的溯源非常重要。②樣品采集和標識。從每個生產批次中采集樣品，代表性地選擇不同階段的產品進行采樣。對每個樣品進行標識，包括批次號、樣品編號、采樣日期等信息，確保樣品的唯一性和可追溯性。③營養成分分析和記錄。對采集的樣品進行營養成分分析，并記錄分析結果。檢測機構需確保采用準確的分析方法和設備，并由專業人員進行分析操作，以獲取可靠的營養成分數據。④數據錄入和存儲。將營養成分數據與樣品相關的信息，如批次號、生產日期等，錄入數據庫或信息管理系統中。檢測機構需確保數據的準確性、完整性和安全性，并設置權限控制，限制數據的訪問。⑤溯源查詢接口。建立一個便捷的溯源查詢接口，供相關人員和消費者查詢食品的營養成分檢測結果以及相關信息。這可以通過應用程序、網站或二維碼等方式實現，讓用戶可以方便地獲取所需信息。

3.3 規范食品營養標簽規范

①引入獨立的第三方機構進行營養成分檢測，確保結果的客觀性和可靠性。需要注意的是，機構應該是公正、專業的實驗室，具備相應的認證和資質，且在檢驗過程中需要確保采樣方法符合國家或地區的標準和規范，以保證樣品的代表性和可比性。同時，采樣應該在適當的時間和地點進行，并使用適當的容器和保存條件，防止污染和變質。②使用標準化的分析方法進行營養成分檢測，使用國家或國際標準組織，如中國國家標準、美國FDA 或歐盟法規認可的方法。同時，相關檢驗方法應該經過驗證和準確性測試，并具備足夠的靈敏度和精確度。③食品檢驗單位還應該制定明確的標簽規范，并要求食品生產商提供準確的營養成分信息，按照國家或地區的法規進行標注，包括營養成分項目、標記格式、單位、每份食品中的含量等要素。