现代分析技术在食品添加剂检测中的应用

田慧勇 李晓娜 杨宇燕 邱忠英

近年来，随着人们对食品安全的重视和对食品添加剂的广泛应用，食品添加剂的检测问题变得越来越突出。在过去的食品检测中，传统的分析方法存在着检测时间长、检测准确度不高等问题，已经不能满足食品检测的需求。而现代分析技术的不断发展，为食品添加剂检测提供了一种更加准确、高效的解决方案。本文将探讨现代分析技术在食品添加剂检测中的应用，并以液相色谱-质谱联用技术、气相色谱-质谱联用技术、红外光谱技术和原子吸收光谱技术等，分析这些技术在食品添加剂检测中的优点和应用情况。通过对现代分析技术在食品添加剂检测中的应用研究，将有助于保障食品安全和提高食品质量，为人们的健康保驾护航。

1.食品添加剂概述

1.1食品添加剂的定义

食品添加剂是指用于改变食品品质、增强保质期、提高色香味、改善食品口感或为食品提供营养素、增加食品营养价值等目的而向食品中添加的化学物质。食品添加剂可以帮助生产商提高产品质量、减少损失并增加利润，同时为消费者提供更多种类、更好味道、更长保质期的产品，见图1。

1.2食品添加剂的种类和用途

食品添加剂种类繁多，按照功能可分为色素、增味剂、甜味剂、酸味剂、防腐剂、抗氧化剂、膨松剂、稳定剂等。以下是几种常见的食品添加剂及其用途。防腐剂：主要用于防止食品变质和腐败，如亚硝酸盐、山梨酸等。色素：用于改善食品的颜色和色泽，如胡萝卜素、红曲色素等。增味剂：用于增加食品的口感和风味，如味精、鸡精等。抗氧化剂：主要用于防止食品中的脂肪和蛋白质氧化变质，如维生素E、维生素C等。膨松剂：用于增加食品的体积和松软度，如小苏打、泡打粉等。稳定剂：主要用于保持食品的稳定性和形态，如明胶、羧甲基纤维素等。

1.3食品添加剂的安全性评价

食品添加剂是一种被广泛使用的食品配料，为保障消费者的健康，必须对其安全性进行评价。食品添加剂的安全性评价通常包括以下几个方面。毒理学评价：主要评价食品添加剂对人体的毒性和剂量反应关系。致敏性评价：评价食品添加剂是否存在致敏作用。慢性毒性评价：评价长期摄入食品添加剂是否会引起慢性病变。遗传毒性评价：评价食品添加剂对遗传物质的影响和生殖健康的影响。对特定人群的影响评价：对婴幼儿、孕妇、老年人等特定人群食用食品添加剂的安全性进行评价。合法性评价：评价食品添加剂是否符合国家法律法规的规定，是否经过了相关部门的审批和检验。目前，食品添加剂的安全性评价主要由国家食品药品监督管理局和相关科研机构进行。食品添加剂必须通过严格的安全性评价和审批程序后才能用于食品生產。另外，在食品生产过程中，也必须按照国家标准使用适量的食品添加剂，避免添加剂超标或不当使用引发安全问题。

2.现代分析技术概述

现代分析技术是指在化学、物理、生物等领域中，以高精度、高灵敏度、高速度为特点的分析方法和技术。现代分析技术的发展，为食品安全检测提供了更加精准、高效、快速的手段。常见的现代分析技术包括质谱分析、色谱分析、光谱分析、电化学分析、分子生物学等。

2.1常见的现代分析技术

质谱分析：质谱分析是一种基于物质分子的质量与电荷比的分析方法，可以通过分析分子的质谱图，确定分子的结构和组成。质谱分析广泛应用于食品添加剂的检测中，如氨基酸、糖类、维生素等。色谱分析：色谱分析是利用不同物质在固定相和移动相之间的差异，将物质进行分离和纯化的方法。常见的色谱分析技术包括气相色谱（GC）和液相色谱（HPLC）。在食品检测中，常用的色谱技术包括高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）、毛细管电泳（CE）等。光谱分析：光谱分析是通过物质对光的吸收、散射或发射等特性进行分析的方法，包括红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、拉曼光谱等。光谱分析技术在食品添加剂检测中的应用较广泛，如荧光分析和红外光谱分析等。电化学分析：电化学分析是利用电化学原理和方法对物质进行分析的方法，包括电位滴定、电化学分析等。电化学分析在食品添加剂的检测中也有一定的应用，如电化学检测脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质等。分子生物学：分子生物学是研究生物大分子（如核酸和蛋白质）结构、功能、调控及其在生命活动中的作用的学科。分子生物学的技术在食品安全检测中也有一定的应用，如聚合酶链式反应（PCR）技术用于检测食品中的微生物污染等。

2.2现代分析技术的优势和特点

现代分析技术相较于传统分析技术，具有以下优势和特点。高灵敏度：现代分析技术可以检测到非常微小的化学物质和生物分子，常常能够达到 ppb（亿分之一）或更低的检测限。高精度：现代分析技术的精度非常高，可以提供非常精确的分析结果。高速度：现代分析技术的分析速度非常快，可以在短时间内分析出大量样品。多参数分析：现代分析技术可以同时检测多种成分，从而提高检测效率和准确性。非破坏性：现代分析技术通常是非破坏性的，不会破坏样品的结构和性质，可以用于分析和检测敏感的样品。

2.3现代分析技术在食品检测中的应用

现代分析技术在食品检测中具有非常广泛的应用，其中包括食品添加剂检测、食品质量检测、食品污染检测、食品真伪鉴别等。食品添加剂检测：现代分析技术可以对食品中的添加剂进行快速、准确的检测，如高效液相色谱（HPLC）技术可以检测出食品中的染料、甜味剂、抗氧化剂等。食品质量检测：现代分析技术可以对食品中的质量指标进行检测，如蛋白质、脂肪、糖类、维生素等成分的含量和组成，可以通过色谱、质谱、光谱等技术进行分析。食品污染检测：现代分析技术可以检测食品中的各种污染物，如重金属、农药、细菌、病毒等，如PCR技术可以检测出食品中的微生物污染。食品真伪鉴别：现代分析技术可以对食品真伪进行快速鉴别，如利用色谱技术鉴别出食品中的伪劣药物成分。

3.现代分析技术在食品添加剂检测中的应用

食品添加剂是现代食品工业中不可或缺的组成部分，如何检测食品添加剂的种类和含量，以及评估其安全性，一直是食品科学研究的重要领域。随着现代分析技术的不断发展，液相色谱-质谱联用技术、气相色谱-质谱联用技术、红外光谱技术和原子吸收光谱技术等现代分析技术已经成为检测食品添加剂的重要手段。

3.1液相色谱-质谱联用技术

液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）是一种非常常见的分析技术，它通过结合液相色谱分离和质谱检测两种技术，能够准确地确定食品中添加剂的类型和含量。LC-MS技術利用分子的分离和检测来对食品中的多种添加剂进行定性和定量分析，包括甜味剂、染料、防腐剂等。该技术的主要优点在于其高灵敏度和准确性，它可以检测到非常微小浓度的添加剂，并且能够准确地区分不同种类的添加剂。此外，LC-MS技术还可以快速分析食品中添加剂的代谢产物和降解产物，这有助于评估食品添加剂的安全性。通过对代谢产物和降解产物的分析，可以了解添加剂在人体内的代谢过程和转化产物，从而更好地评估添加剂的安全性。同时，该技术还可以在短时间内快速分析大量样品，提高分析效率和准确性。总之，液相色谱-质谱联用技术是一种非常有用的食品分析技术，它可以提供高度准确和可靠的分析结果，为食品安全评估和监管提供重要支持。

3.2气相色谱-质谱联用技术

气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是一种结合气相色谱技术和质谱技术的高级分析技术。与LC-MS类似，GC-MS技术也可以用于检测食品中的添加剂，尤其是对挥发性较强的添加剂，如香料和芳香剂，GC-MS技术可以提供更加准确的分析结果。在食品添加剂检测中，GC-MS技术主要应用于食品中的残留农药和有机污染物等检测。GC-MS技术的优点在于它可以分析不同种类的化学物质，包括挥发性和非挥发性物质，从而可以用于快速、高效地确定污染物的类型和含量，从而保证食品的质量和安全性。该技术也具有非常高的分辨率和灵敏度，可以检测到非常微小浓度的添加剂和污染物，同时也能够准确地区分不同种类的添加剂和污染物。GC-MS技术还可以与其他分析技术相结合，如液相萃取和固相萃取等前处理技术，以提高样品的纯度和灵敏度。这种技术的应用范围非常广泛，包括食品、环境、医药等多个领域。总之，GC-MS技术是一种非常有用的分析技术，可以提供高度准确和可靠的分析结果，为食品安全评估和监管提供重要支持。

3.3红外光谱技术

红外光谱技术是一种非常常用的分析技术，可以用于多种领域，如材料科学、医药化学、环境科学和食品科学等。该技术可以检测食品添加剂的种类和含量，并可以用于判别食品中的真伪和质量。红外光谱技术可以快速准确地分析多种添加剂，如甜味剂、酸味剂、香精、色素和防腐剂等，对于涉及到食品添加剂的生产和质量控制具有非常重要的意义。在红外光谱技术中，样品的化学键振动吸收红外光谱的不同波长区域，从而形成了特定的红外光谱图。通过对样品的红外光谱图进行解析，可以确定样品中的化学成分和结构。红外光谱技术的优点在于它可以快速获得分析结果，分析时间只需几分钟，同时分析过程无需分离或处理样品，可以直接对食品添加剂进行分析。这使得红外光谱技术成为一种高效、方便和经济的分析方法。红外光谱技术的另一个重要优点是它可以用于非破坏性分析。因为该技术只需将样品放入光谱仪中进行检测，不需要样品的前处理或分离，所以在分析贵重或难以制备的样品时具有优势。此外，红外光谱技术还可以与其他分析技术相结合，如液相色谱和质谱联用技术，以提高分析的准确性和可靠性。

3.4原子吸收光谱技术

原子吸收光谱技术是一种基于原子与特定波长的光线相互作用的分析技术。该技术利用样品中的金属元素吸收特定波长的光线，测量其吸收量并与标准曲线进行比较，从而确定样品中金属元素的含量。AAS技术的操作简单、准确度高，可以分析多种金属元素，广泛应用于食品、环境、化工等领域。在食品添加剂检测中，AAS技术可以用于检测添加剂中的微量金属元素，如铜、锌、铁等。食品添加剂中的这些金属元素可能存在于添加剂中本身，也可能是添加剂的污染物。此外，AAS技术还可以用于检测食品中的其他有害元素，如铅、汞、镉等。这些金属元素在食品中可能是由环境污染、生产工艺、食品加工等因素引起的。通过AAS技术的检测，可以及时发现食品中存在的潜在危害物质，保障人们的健康。

作者简介：

田慧勇（1991-），男，汉族，大专，湖南永州人，助理工程师（食品生物技术）。