食品安全檢測中分析化學技術的應用

食品安全檢測工作主要是在國家標準的要求下對食品組成成分、有害成分進行綜合分析與評價。在新時期中國式現代化改革過程中，食品科學、研發水平、開發技術等方面的快速發展，改變了食品的結構、組分及加工工藝。在這種食品行業發展狀況下，食品管理部門、專業檢測機構及生產企業應持續加強對分析化學技術的探究及推廣應用，為食品的原料選材、加工、出廠、食用等保駕護航。

1.分析化學技術概述

1.1 基本內容

分析化學技術主要經歷了三大發展階段：第一階段（20世紀20年代到30年代）以化學反應原理發現為主；第二階段（20世紀40年代到60年代）強調儀器分析方法與分析技術應用；第三階段（20世紀70年代至今）側重分析化學技術與信息技術融合。分析化學的主要任務是鑒定物質化學構成，包括組分定性分析、組分相對含量定量分析、物質分子結構分析等。目前，分析化學技術包括化學分析法、儀器分析法兩大類（如表1），具體應用時以應用原理、裝置差異分為色譜檢測技術、光譜檢測技術、生物檢測技術及其他檢測技術。分析化學技術的操作中比較注重“量”與“信息”的概念，常用實驗方法、綜合方法開展分析，適用于農業、環境、工業、食品等領域。

1.2 主要特點

分析化學技術的主要特點表現在科學性、技術性、綜合性三大方面。以科學性為例，每一類分析化學技術中均以科學理論為基礎開發裝置、設計方案，而且形成了相應范型（參看庫恩《科學革命的結構》第一章對范型的分析）。以技術性為例，新時期分析化學技術在應用時根據我國提出的“并聯式”發展方式突出了與傳感器技術、大數據技術、數據挖掘技術、人工智能技術的融合，形成了以數據管理為核心的技術特點。以綜合性為例，分析化學技術在應用前已建立“業務咨詢—現場勘察—簽訂合同—樣品采集—樣品保存—樣品運輸—樣品制備—測量—廢液處理—出具報告”標準流程，各環節須配置人、機、材、技、法、環、錢、管等資源，綜合性鮮明。

2.食品安全檢測中應用分析化學技術的必要性

2.1 宏觀層面

自統一大市場建成后，我國建立了國際市場與國內市場雙循環體系。國內食品生產企業既要參與全球同行業競爭，又要進行產業升級優化。此時，競爭內容轉移到了定價權與供應鏈方向。從前者看，企業需要通過加強食品安全檢測為開發新產品、建立新標準、爭奪定價權提供科學依據。從后者看，國家衛生健康委、市場監管總局根據《中華人民共和國食品安全法》聯合發布了2023年第6號公告，涉及85項新食品安全國家標準和3項修改單，這對整個食品供應鏈產生了深遠影響，食品安全檢測內容相對增多并且越來越精細，包括茶葉、嬰幼兒配方食品、食品接觸用塑料。同時，對《化學分析方法驗證通則》《食品添加劑β-胡蘿卜素》《食品加工用菌種制劑》等相關標準進行了更新。在上述兩種條件下，相關企業急需在食品安全檢測中擴大分析化學技術的配置比例。

2.2 微觀層面

現代食品生產包括傳統生產模式和制定化生產模式。第一種以“產品開發設計—物料采購—生產加工—訂單處理—市場營銷—售后服務”為主，第二種采用“訂單處理+物料采購+生產加工+售后服務”方案。兩種生產模式中都要使用食品原料、添加劑并進行工業化處理，加之受原料生長環境污染、種植方式、工藝介質等多重因素影響，食品中不可避免地會存在化學危害成分，包括農藥殘留、獸藥殘留、重金屬、添加劑等。食品中的這些成分如果超標，就會影響食用者的人體健康，甚至對其生命安全造成威脅。因此，食品企業要加強對分析化學技術的應用，提高食品安全檢測中的有害成分檢出率等。

3.食品安全檢測中分析化學技術的應用分析

目前，食品安全檢測中應用的分析化學技術種類較多，而且應用過程中的專業化、適配性有所提升。為了保證論述的清晰性，下面僅對色譜檢測技術、光譜檢測技術、生物檢測技術中的應用情況進行分析。

3.1 色譜檢測技術

色譜檢測技術屬于食品安全檢測中常用的分析化學技術，主要包括氣相色譜法、液相色譜法、離子色譜法及與質譜法融合的色譜質譜聯用法。例如，食品中的蛋白質對人體營養的攝入十分重要，理化特性體現在水合作用、高分子性質、氨基酸特性、顯色反應等方面，含有豐富的C、O、N、H、S、P及多種微量元素，此時就可以使用高效液相色譜法進行檢測。

該技術主要是在經典液相色譜法基礎上應用，構成要素包括：流動相儲液瓶；輸液泵；進樣器；色譜柱；檢測器；記錄儀等。技術優勢集中表現在分離柱壽命長、分離效率高、分析時間短、進樣量少、檢測靈敏度高方面，不足之處是檢測成本多、儀器維修費用高，以及對樣品組成單位相似、分子極性相近及大小不同動物蛋白質組分的分離效果不佳。應用時，操作人員可利用流動相與固定相，通過專用設備完成樣品組分分離并進行相應的檢測，具體操作中通常根據溶于水、不溶于水，在2000分子量范圍以上選擇凝膠滲透色譜和凝膠過濾色譜、在2000分子量范圍以下選擇離子交換色譜、凝膠滲透色譜等對其蛋白質含量進行檢測。液相色譜法應用示意圖見圖1。

3.2 光譜檢測技術

光譜檢測技術的種類較多，主要包括紫外光譜檢測、原子吸收光檢測、熒光檢測等，在食品安全檢測中多用于檢測化學危害成分。例如，食品原料主要為種植作物，因此若土壤受到工業污水、廢水、固體垃圾等排放因素影響，土壤中的重金屬就會轉移到原料中，進而轉移到食物中。其中，不排除砷、鉛含量超標的問題。此時，企業可選擇AFS-2201型熒光光譜儀對食品樣品中的含鉛量、砷量進行檢測。從以往的實踐驗看，該設備簡單易操作、檢測精度較高，能夠達到0.3ug/L的鉛含量檢測限度，并且砷含量的檢測回收率均值達到了95%以上。但是，它的檢測范圍在1-500ug/L之間。但該設備在食品中含有稀有金屬時適用性受限，而在這種情況下可配合原子吸收光檢測技術進行相應檢測。再如，若食品中含有一定量的銅、鐵離子，此時就可選擇分光光度計進行定量分析。具體而言，紫外-可見光吸收光譜范圍在200-760nm之間。分光光度計可以基于電磁輻射生成光譜并對食品進行檢測。操作人員可根據上述原理選擇雙波長光、三波長波、導數分光方案等，應用分光光度計完成食物中的銅、鐵等離子的測量。

3.3 生物檢測技術

與前兩種技術相比，生物檢測技術的出現較晚，但是發展速度非常快，其中的PCR技術、生物酶技術、生物芯片技術、免疫技術在食品安全檢測領域已獲得大量研究及推廣應用。例如，PCR技術主要是通過對特定DNA片段分子進行放大擴增檢測完成結構組分分析；生物酶技術則將重點放在對食品組分結構與有害物質的檢測方面；生物芯片技術與免疫技術往往通常聯合運用方式廣泛應用于殘余農藥、轉基因等檢測方面。從近幾年的應用經驗看，上述生物檢測技術的應用，既能滿足食品有害微生物、農藥殘留、獸藥殘留、微生物含量及成分品質檢測，也適用于新時期食品種類增多、加工工藝變化、食品檢測類別細化后的檢測。

例如，食品中的銅綠假單胞菌生物含量極低，采用常規檢測技術檢出率低、精準性較差。在這種前提下，檢測機構8Q6SIZX7TFNV5diOrxQgCg==可以在25μL反應體系下，選擇PCR技術利用分光光度計、超低溫離心m7HV0z0j0mugsgleid7W4g==機、熒光定量PRC儀器綜合應用方案完成對其含量的精準檢出。相關要素如表2所示。

再如食品檢測中的農藥殘留、獸藥殘留已成為新時期食品安全檢測中的重點之一，尤其在食品安全領域發布的2023年第6號公告進一步細化了其中的組分檢測、有害成分檢測標準。但是，我們并不能寄希望于在農業種植中從根本上解決病蟲害問題，因為目前使用農藥進行病蟲害防治仍居于主流。在這種現狀下，相關單位可以引入生產檢測技術中的生物傳感器、酶聯免疫技術聯合方案進行相關農產品的監測與檢測。例如，蔬菜、瓜果、糧食等作物生長于田間地頭，為了確保其安全性，可以在上述方案下先將生物傳感器設置到檢測對象所在的土壤環境之中，然后通過它采集殺蟲劑內的成分數據，再利用酶聯免疫技術對其中采集到的人造酶組分做進一步分析。從以往的殘余農藥的檢測經情況下，當檢測環境溫度在40℃以內時，應用該方案可以精準實現對殺蟲劑中的水解酶、硝肖基酚、二乙基酚等成分含量的快速檢測，時間約在4min左右，極限值可達到10-7mol。

3.4 酶聯免疫技術

我國正在從傳統食品加工向智能食品加工方向轉型，通過應用大量數字技術與先進設備，食品生產率獲得了大幅提升。但是，受統一大市場競爭環境變化、消費側需求不足等因素影響，市場容易出現食品供給與食品需求之間不均衡的情況。當出現生產過剩的情況時，食品儲存時間較長，容易出現腐壞現象。此時，商家若隨意使用打碼機更改生產日期，售賣過期食品，不僅會造成市場混亂，還會引發食品安全問題。在這種前提下，監管機構需要加強對食品腐敗菌、遠病菌的檢測，預防食品中出現有害微生物。以發酵加工類食品為例，若存儲環境、存儲方式、存儲時間不符合規定，就會發生變質并含有有害微生物。此時，檢測機構可借助上述生物技術中的一種或借助聯合應用方案，完成對此類食品中的有害微生物的檢測。其中，使用酶聯免疫技術既能夠保障檢測范圍的全面性，也可以提高檢測效率，一般可在2-3天出結果并達到99.7%以上的檢出率。

結束語

分析化學技術內容豐富、特點鮮明，在新時期的食品安全檢測中應用該技術既可滿足實際檢測需求，也能提高檢測效率、增強檢測質量。建議實踐主體在應用期間，一方面應加強對不同種類的分析化學技術分析，盡可能地選擇適配性較高的技術；另一方面要在操作過程中嚴格遵循標準化操作流程，確保應用效果良好。尤其在當前階段，不同技術的融合應用有所增多，相關主體應根據其應用趨勢，做好相關人員知識結構、專業技能、職能素養的專項培訓，為其實踐賦能。