原创《现代仪器分析技术在食品分析和检测过程中的应用》
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摘 要：人们生活水平提高的同时,更加注重饮食安全,当前国家对食品安全的监管力度不断加大,因此提高食品分析检测的速度和准确性,成为从业人员的重要研究课题.本文分别介绍了传统理化检验、现代仪器检验在食品分析与检测中的应用,然后对比了不同检验技术的应用优缺点,以供参考.
关键词：食品：分析检测：理化检验：仪器分析
食品分析与检测工作的特点,表现为检测项目多、类别多、样品基质复杂,主要可以分为营养成分、食品添加剂、农药残留、微生物、重金属等项目.其中,部分检测项目依然采用传统的理化检验方法,多数检测项目则使用现代仪器进行分析,例如光谱仪、色谱仪、质谱仪等.笔者结合工作实践,针对食品分析与检测工作进行探讨.
1 传统理化检验在食品分析与检测中的应用
1.1物理检验法
对食品进行物理检验,主要采用两种方法：一是测定食品的物理常数,例如密度、旋光度、折射率等,这些物理成分和含量之间,具有一定的数学关联,通过检测物理常数,可以得到相应成分的含量；二是测定食品的质量指标,例如固体饮料的颗粒度、液体的浊度、罐头的真空度等,经测量可直接得到数值.
1.2化学检验法
对食品进行化学检验,主要包括三种方法：一是重量法,二是容重法,三是比色法.其中,比色法的应用最为广泛,分为目视比色、光电比色、分光光度三种类型.目视比色的设备和条件简单,但是检测结果的误差较大：后两者的重现性高,尤其是分光光度法的测定效果最好,可以实现定量分析、定性分析.表1是常见食物中营养成分的含量.
2现代仪器在食品分析与检测中的应用
2.1色谱分析法
在色谱分析法中,主要包括气相色谱法、液相色谱法、离子色谱分析法等.20世纪90年代后,高效液相色谱法(HPLC)得到推广应用,主要用于检测食品中的营养成分、非法添加物、添加剂、污染物、毒素等.在蔬菜水果中,可以检测农药残留如灭多威、克百威；在水产品中,可以检测兽药残留和多种添加剂,如色素、防腐剂、甜味剂、抗氧化剂等,还能检测营养成分如糖类、氨基酸等.
气相色谱分析法的检测器多、色谱柱多,因此适用于多种检测项目.①农药残留类：有机氯、有机磷.②有机卤化物类：四氯化碳、氯仿.③有机物类：甲苯、甲醛、丙酮、乙酸乙酯.④添加剂类：对羟基苯甲酸酯类、甜蜜素等.离子色谱分析法,是利用离子交换原理,测定溶液中的阳离子、阴离子数量,常见阳离子如钙、钾、锂、钠、镁；常见阴离子如硝酸盐、氯酸盐、溴酸盐．有机酸、烷基磺酸等.此外,还能检测出食品中组胺、氯化胆碱的含量.
2.2光谱分析法
在光谱分析法中,主要包括以下几种：一是紫外分光光度法,主要用于检测食品的甲醛、硼酸、亚硝酸盐等；二是红外光谱法,主要检测食品中的营养成分；三是原子荧光光谱法、原子吸收分光光谱法,主要检测食品中的金属和非金属元素含量.随着科学技术的进步,目前出现了一些新型的光谱分析技术,例如等离子体共振传感器,可以检测食品中的维生素B和病原菌；X射线检测技术,可以识别食品包装袋内是否存在异物；太赫兹辐射技术,可以对农产品进行无损检测等.
2.3电化学分析法
电化学分析法的应用,是以溶液中的电化学物质为基础,由于性质不同、变化规律不同,因此电导、电位、电量也不同,实现定量分析、定性分析的目标.在食品检测中,常用方法如库伦法、极谱法、电导法、电位测定法等,可以检测食品中的农药残留、添加剂含量等.
2.4生物分析法
生物分析法的最大优势,是选择性高、生物识别能力强,常见如PCR法、DNA探针法、生物芯片法、酶联免疫吸附法等,不仅检测速度快,而且检测成本低.以PCR检测技术为例,可以分析食品中的病原微生物.而酶联免疫吸附法,主要用于测定食品中的微生物和农药残留.
2.5色谱联用分析法
色谱联用分析法,是将色谱分析法和其他分析法相结合,能显著提高检测准确性和精密度,常见如液相色谱一红外光谱联用法、液相色谱一核磁共振联用法、气相／液相色谱一质谱联用法等.其中,色谱一质谱联用法,目前在蔬菜水果和动物制品中应用普遍,用来检测农药残留和兽药残留.而液相色谱一原子荧光光谱联用法,则能测定食品中汞、无机砷的含量等.以大米为例,部分检测项目的检验方法见表2.
3不同检验法在食品分析与检测中的比较
3.1水分测定
测定食品中的水分,对于精确度的要求不高,但要具有快速性和简单性.以烘箱干燥法为例,可以利用微波干燥、红外干燥,或者水分分析仪,部分干燥法的分析时间能控制在60 min以内；而真空干燥、强力通风干燥,则需要更长时间.此外,气相色谱法、卡尔费休法、红外光谱分析仪等,其检测速度较快,但需要结合非经验性的方法.
3.2脂肪测定
要想测定食品中脂肪的含量,传统方法是索氏抽提法,以及在此基础上发展的改良法.该检测方法的应用,需要对样品进行干燥,然后利用无水进行萃取.如果样品潮湿,或者液体样品,则可以采用Mojonnier法.在现代仪器分析法中,常用IR法、NMR法,具有操作简单、可以重现的特点,但对于样品的类型有明确限定,需要制作脂肪量一分析信号的相关标准曲线.
3.3矿物质测定
实践证实,涉及毒素、营养成分的矿物质,采用单一检测方法无法得到准确的测定结果,传统理化检验法的优势是方便快捷、成本低廉.以含有大量元素的食品为例,分析时为了节约时间,可以利用原子吸收法、原子发射分光光度计,其中原子吸收石墨炉法的灵敏度达到十亿分之一,这是理化检验无法达到的.当然,在大多数食品中,检测矿物质成分没有必要达到如此高的灵敏度.
3.4重金属测定
食品中的重金属,主要包括汞、铅、砷、镉、铬等,现代仪器分析中,电化学法检测以阳极溶出伏安法为例,具有操作方便、检测限低、灵敏度高的特点,作为痕量分析手段而使用.此外,原子吸收光谱法、原子荧光法、分光光度法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子发射光谱等,优势在于分析元素范围广,光谱干扰小.
4结语
食品分析与检测是保证食品安全的有效手段,关系到人们的饮食安全与卫生.通过分析可知,现代仪器分析技术逐渐取代了传统的理化检验技术,常见如色谱分析法、光谱分析法、电化学分析法、生物分析法、色谱联用分析法等.文中对比了不同检测技术的优缺点,希望为检测工作的开展提供经验借鉴.
食品分析论文参考资料：
本文结论：本文是适合现代仪器分析和食品分析和检测论文写作的大学硕士及关于食品分析本科毕业论文，相关食品分析开题报告范文和学术职称论文参考文献。
