现代仪器分析在食品安全检测中的应用
摘 要:现代仪器分析是一门发展迅速,应用广泛的实用分析技术,这类技术具有快速、灵敏、准确的特点,并以化学和物理学为基础,在结构化学,光化学(化学动力学)、生物学和医学等领域起着重要作用。本文主要探讨现代仪器分析在食品安全、农产品质量等领域的应用。
食品消费安全是人们日常关注的重大问题之一,食品中的农药残留、兽药残留、非法添加剂、重金属等有害物质的残留问题依然存在。
在经历过三聚氰胺、瘦肉精、上海染色馒头,到如今的塑化剂等事件后,食品安全问题已然成为我们心中挥之不去的梦魇。
当面对这些丧失道德和法制基准的食品安全事故的时候,我们应该全面反省在食品安全方面的不足,同时加强对食品安全的监督与检测。
1 食品安全检测的特点
1.1?样品基质复杂
在我们的日常检测中,样品的来源复杂,种类繁多。样品包含了有人们日常食用的各种产品,如:蔬菜,水果,肉类,水产品等等。这些食品或其制品的成分都是一些结构复杂的有机物,这给检测工作带来了极大的干扰。将样品进行前处理后,复杂的样品基质干扰仍难完全解决。
1.2?检测项目种类和检测组分多
(1)农药残留。
目前世界各国的化学农药品种约有1400多个,常见的主要有:有机氯、有机磷、氨基甲酸脂、拟除虫菊脂、有机硫、取代脲、杂环类、酰胺类、酚类等400种以上[1],作为基本使用的就有40种左右。基层常需检测其残留组分的是前四类,多达100种。
(2)兽药残留。
目前的兽药残留分为七类,分别为:抗生素类,驱肠虫药类,生长促进剂类,抗原虫药类,灭锥虫药类,镇静剂类和β-肾上腺素能受体阻断剂。根据欧盟96/23/EC指令为例(2000版),规定要检测的兽药残留组分约100多种,如:二苯乙烯及其衍生物、甲状腺抑别剂、类固醇、二羟基苯甲酸内脂、β-激动剂、磺胺类、唑诺酮类、四环素类、β-内酰胺、头孢霉菌素类、大环内酯类氨基(糖)苷类、驱虫药、镇静剂、抗球虫药、氯羟吡啶类、氨基甲酸脂类等等。
(3)重金属污染。
随着我国重工业、轻工业、农业、畜牧业、交通业、旅游业等行业的发展,自然生态环境受到的破坏越来越严重,直接或间接的影响着人类的健康。当今对人类健康威胁最大的污染物质有十大类,其中常见的重金属污染有的汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和砷(As)等。
1.3?检测组分含量低
一般情况下,样品中的检测目标物浓度常为ppb(μg)级,ppn(ng)级甚至是ppt(pg)级,含量很低。
2 食品安全检测常用的分析仪器
2.1?气相色谱
气相色谱是20世纪50～60年代发展起来的一种高效、快速分析的方法。在食品安全检测中,只要样品能在气相色谱仪操作许可的温度下,直接或间接气化,均可采用气相色谱仪进行定性、定量分析,如蛋白质、氨基酸、核酸、糖类、脂肪酸、农药多残留等。
2.2?液相色谱
高效液相色谱法是60年代末、70年代初发展起来的快速分离分析的方法。它的基础是液相柱层析〔2〕。由于新型固定相、性能良好的高压输液泵以及具有选择性的高灵敏的检测器的使用,尤其是近年来利用电子计算机进行自动化控制及数据处理,使液相色谱法得到了很大的发展。高效液相色谱法被广泛应用于许多领域,同样亦被应用于食品安全检测领域。
它不仅可以对食品中各类营养成分及含量进行分离和测定,而且还可以对食品中残留的一些有害的微量物质及在食品腐败过程中产生的各种毒素进行分析〔3〕,从而向人们展示出高效液相色谱法在食品安全检测中的重要地位。
近年来很多新型专用的高效液相色谱仪不断问世,如氨基酸分析仪、糖分析仪等,分别在检测食品中的污染物、营养成分、添加剂、毒素等方面得以充分应用。
2.3?质谱
随着科学技术的发展,质谱技术在食品安全检测中发挥着越来越大的作用,主要有气相色谱-质谱联用,高效液相色谱-质谱联用,气相色谱-原子光谱/质谱联用,超临界流体色谱-电感耦合等离子-质谱联用,高效液相色谱-原子光谱/质谱联用,高效液相色谱-电感耦合等离子/质谱联用等。
这些高新技术具有传统方法无法比拟的优势,它们既发挥了现代色谱对复杂样品的高分离能力,又应用了质谱具有的高选择性、高灵敏度以及能够准确提供化合物的分子量与结构信息的优点。
色谱与质谱的结合,帮助人类在自然界中寻找和发掘新的物质,并分离鉴定出了某些微乎其微的痕量物质。高效液相色谱-质谱联用技术始于20世纪70年代,其分析的化合物多数无需经过衍生化处理而直接进样在HPLC上得到分离,并进一步在MS上获得准确的定性和定量,从而大大地缩短了分析时间,提高了分析的灵敏度和准确性。由于色谱-质谱联用技术化合物的分离和鉴定具有独特的优势,因此广泛地应用于食品、医药、生化、环保等各方面[4]。
在食品检测中能够定性或定量地检测出食品中挥发性成分、糖类组成、氨基酸(蛋白质)、香味成分及有毒有害物质等成分。
2.4?原子吸收光谱
20世纪60～70年代原子吸收光谱仪日渐普及,目前,与其他分析技术联用促进了原子吸收光谱法的发展。与流动注射联用,消除了基体效应,提高了测定灵敏度和精密度。与氢化物发生器联用,使测定Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Se、Te、In等元素的检出限降低到ng以至pg级。原子吸收光谱已在食品分析、食品营养、食品生物化学、食品毒理学等诸多领域得到了广泛应用。
2.5?原子荧光光谱
原子荧光光谱在元素及其形态分析方面有着广泛的应用,特别是与氢化物发生进样技术的结合,在测定食品、生物样品等中的As、Bi、Se、Te和Hg等元素都有很好的效果。原子荧光光谱法和原子吸收光谱法相互补充,在食品安全检测中同样得到了日益广泛的应用。
3 食品安全监控建议
人们对自然的认识和对自身健康的关切是无止境的,在日新月异的社会新环境下,对于食品安全的监管似乎还不够,要杜绝食品安全事故的发生,本文提出以下监控建议。
(1)严格审查和检查食品生产许可证制度,提高食品生产的进入门槛,规范生产流程和有效监督生产过程。
(2)完善食品安全生产规章制度,建立食品安全事故追责制,加大对食品安全事故的惩治力度。
(3)普及现代分析仪器的应用,建设日常性的食品、农产品质量安全检测机构,针对地区性的食品、农产品质量安全进行日常性的检测,防止问题食品流出市面。
