浅谈食品添加剂检测技术应用现状

　　摘要：在食品行业中，由于部分技术性原因，常会在食品的生产过程中向食品中添加某些物质，即添加剂，因此食品添加剂就很有可能残留于食品中。随着人们对食品安全意识的提高，如何能够有效检测食品中是否残留食品添加剂越来越被相关人员所重视。为此，文章主要介绍食品添加剂的分类及其检测技术的研究进展，并提出相应的看法。

　　关键词：食品添加剂,检测技术,展望

　　食品工业如今在国民经济中占有很重分量，2011年我国食品工业的全年产值为7.8万亿元，占全国工业总产值的9.1%[1]，而这一切离不开食品添加剂在食品工业中发挥的出色作用。食品添加剂通常是为了达到改善食品的香、味和质地的目的，以及便于更好地保存及满足生产工艺需求而被添加到食品中；其来源来化学合成或天然物质，包括营养强化剂、食品用香料、糖果中的胶基物质和食品生产的加工助剂。如果没有食品添加剂的存在，就难以有如此兴盛磅礴的食品工业；食品添加剂被认为是最有利的技术保障，为我国的食品工业和餐饮业发展提供了巨大的内在动力。据相关统计，到2010年底，全世界总共有25 000多种食品添加剂[2]，而目前，在我国《食品添加剂》条目里就有2 300多种添加剂可被加入食品中，另外还列有200多种营养强化剂[3,4]。

　　食品添加剂一般可以根据来源分为3类。（1）从天然动植物中提取的天然提取物[5]。例如，甜菜红是从甜菜中提取的色素；辣椒素是从胡椒中提取的色素。（2）通过发酵等制备的物质，主要是来源于微生物的发酵产物[6]，也可以通过培养动物和植物细胞来获得。例如，柠檬酸是微生物（黑曲霉的发酵产物）；红曲色素是红曲霉的发酵产物。（3）化学合成物。例如，苯甲酸钠、山梨酸钾、苋菜红和胭脂红都是合成化学品。目前，食品添加剂主要是化学合成物质，少数是天然提取物和微生物发酵产物。

　　食品添加剂是食品工业的重要基础原料，在食品生产、产品质量、安全和健康方面发挥着至关重要的作用。然而，非法使用、滥用食品添加剂以及使用超出标准和标准范围的添加剂会对食品质量，以及消费者的健康带来很大的危害。随着食品工业和添加剂行业的发展，食品添加剂的种类和数量不断增加，对人们健康的影响也越来越大。此外，随着毒理学研究方法的不断完善和发展，近年来发现一些原本被认为无害的食品添加剂具有潜在的致癌性、致畸性和致突变性[7]。由此可见，食品添加剂在食品中给消费者带来的潜在危害不可忽视。为了尽量减少食品添加剂的潜在危害，确保食品质量并保护消费者的健康和安全，除食品加工企业外，还必须严格执行食品添加剂实施的卫生标准，加强食品添加剂的卫生管理[8]。除了标准合理和安全使用添加剂，食品中食品添加剂的分析和检测也是非常必要的，将在监督、保护和促进使用受管制食品添加剂方面发挥作用。

　　1 食品添加剂分析方法特点

　　由于食品种类繁多、成分复杂、加工工艺不同，在研究食品添加剂检测方法和分析食品添加剂的含量时，必须注意以下一些独特的特点。

　　1.1 基质成分复杂

　　虽然食品添加剂的基质食品含有丰富的营养成分，但是每种食品都含有多种蛋白质、碳水化合物、脂肪、无机盐和维生素，只是在比例方面会存在不同，而最主要的方面还是因不同食品所具有的理化性质存在较大差异，使得某一具体食品添加剂在不同食品中的检测法会有很大不同[9]。

　　1.2 组成剂化学结构复杂

　　通常化学试剂产品质量标准主要注重于试剂的纯度，而食品添加剂的特殊性在于它需要与食物一起进入人体，所以说食品添加剂不等于化学试剂。由于它与人体健康和安全密切相关，因此它的重点不仅在于产品的纯度，还在于产品的安全性和人体的安全性。食品添加剂中属于化学合成类或是添加到食品中的天然物质类，其结构通常都是十分复杂的，尤其是来源于天然的食品添加剂[10]。例如，天然着色剂葡萄皮红的主要成分包括锦葵、芍药苷、花翠素、花青素苷等[11]。故食品添加剂成分的复杂性给食品添加剂测试带来了相当大的困难。

　　1.3 检测的准确性要求高

　　食品添加剂对食品的质量有很大的影响，但是一些食品添加剂具有一定的毒性，应尽量不用或少用。在食品添加剂的使用中，目前存在的主要安全问题是过度使用、滥用，甚至非法使用，并且添加剂的不当处理有可能导致食品变质。为确保食品安全和保护消费者健康，必须提高食品添加剂安全监控水平。这需要建立多种定性和定量分析方法来准确分析食品中添加剂的实际使用情况[12]。

　　1.4 分析费用高

　　食品添加剂的特殊性使得分析方法比一般食品成分的分析方法更为复杂。由于这些分析方法对测试仪器的灵敏度要求很高，因此为了获得准确的结果，样品必须经过复杂的预处理。一般来说，食品添加剂的分析包括复杂的预处理，如样品预处理，样品制备和提取，以及使用气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱（GC-MS）、离子色谱、液相色谱-质谱（LC-MS）、毛细管电泳（CE）和极谱分析[12]。这些分析技术要求仪器和设备具有高灵敏度、高精度和稳定性。复杂的样品制备和昂贵的设备使食品添加剂分析成本被大大提高。

　　2 食品添加剂的分析检测方法

　　分析和检测食品添加剂，同于分析食品中的许多其他物质（如抗生素残留物和农药残留物），第一步是从复杂的食物混合物中选择合适的分离和提取食物的方法，以获得待测分析物质的结构和物理化学性质，以利于进一步地分析和检测。检测食品添加剂含量的分析方法包括滴定（容量法），比色法和仪器分析方法。其中，滴定法和比色法尽管常常用到，然而，近年来，随着各种现代仪器分析方法的高灵敏度和可重复性以及快速，特异和经济的快速检测方法，使它们正逐渐被其他方法所取代[13]。目前，仪器分析方法已成为检测食品添加剂的主要方法。所谓仪器分析法是指通过测量物质的某些物理和化学性质，通过精密仪器确定物质的化学组成、含量和化学结构的一种分析方法。近年来，随着计算机技术和仪器组合的发展，仪器分析方法正在迅速发展，现代仪器分析方法灵敏准确，并且更加自动化。

　　目前，在食品分析中现代仪器的分析方法扮演重要的角色，成为现代食品分析中必不可少的一部分。特别是现代仪器分析方法显示出很大的优势：它能够准确分析出食品中微量或恒量物质。由于食品添加剂的食品含量很低，并且与复杂的食品成分混合在一起，因此现代仪器分析方法在食品中添加剂的类型及含量的鉴定和分析方面发挥越来越重要的作用。

　　2.1 电化学分析法

　　电化学分析法是一种基于溶液电化学的类分析方法。它利用化学能和电能转换过程中物质的化学成分和电物理量（电压、电流、电荷或电导之间的定量关系决定了物质的组成和含量）。该电化学分析方法具有仪器操作方便、分析速度快的特点，但由于电极种类主要局限于一些低价离子（主要是阳离子），因此其在实际应用中还受到一定的限制。另外，电极电位值的再现性受到实验条件的很大影响，其标准曲线不如分光光度法稳定。

　　虽然电化学分析方法存在一些不足，但仍在食品添加剂的检测发挥着重要作用。例如食物中没食子酸酯测量通常使用伏安法测法，检出限为0.1mg/L～10mg/L；用极谱法测定食品中的2-叔丁基-4-羟基茴香醚，检出限为0.19mg/mL，在0.5～15.0mg/mL范围内线性关系良好；食品中亚硝酸盐的含量可通过差示脉冲伏安法测定等。

　　2.2 分光光度法

　　分光光度法是基于物质选择性吸收光的分析方法，由于这种方法简单便利，并且不需要昂贵的设备，因此被广泛应用到食品添加剂的分析和检测。

　　同时，分光光度法是我国食品添加剂国家标准的检测方法之一。例如，在油和脂肪中测定没食子酸丙酯；护色剂中亚硝酸盐的测定；食品中苯甲酸的测定。此外，分光光度法还应用于国家标准中测定蔬菜、水果及其制品中的总抗坏血酸的含量。

　　2.3 色谱分析法

　　色谱法是利用固定相和流动相之间不同分析组分的分配系数差异进行分离和分析的一种方法，是一种利用物理或物理化学分离和分析的方法。色谱法的种类很多，在检测食品添加剂时，目前最常用到的色谱技术是液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）以及毛细管电泳（CE），可在一种食品中同时检测所含的多种食品添加剂，并具备定性和定量检测的特性。

　　2.3.1 GC在食品添加剂分析中的应用

　　利用气相色谱检测的物质要具有在色谱可承受的温度范围内直接或通过衍生化后能被气化的特点。例如，可以使用毛细管气相色谱内标法同时测定食品中是否含有山梨酸、脱氧乙酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯和对羟基苯甲酸丁酯7种食品防腐剂，它们的检出限分别为1.0mg/L、1.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、2.0mg/L、2.0mg/L、2.0mg/L。又如，毛细管气相色谱法还可以快速确定油和加工食品中的抗氧化剂叔丁基羟基亚甲基醚以及叔丁基对苯二酚含量，检测线性范围为10～500μg/mL，相关系数大于0.999，最低检测浓度小于0.5μg/mL。它们的回收率在94.6%～109.1%，相对偏差小于5.2%。

　　2.3.2 HPLC在食品添加剂分析中的应用

　　HPLC是食品分析的重要方法，特别是在分析食品成分（如维生素等）和其他外源物质时，具有突出的优点。目前报道的用于食品添加剂分析的HPLC应用主要集中在检测食品中的防腐剂、甜味剂、着色剂、抗氧化剂等，并同时能够检测含有多样性添加剂的食品。例如，可使用醋酸甲醇酸缓冲液作为提取溶剂，用HPLC同时检测食品中的对羟甲基酯，对羟基丙基酯，苯甲酸和山梨酸含量，可在几十分钟内完成对这4种物质的分析，其检测器波长设置为230nm。另外可是使用配有二极管阵列检测器的HPLC来测定合成柠檬黄、苋菜红、胭脂红和日落黄。根据每个组分的峰序列，每个组分的最佳检测波长可用于不同时间段的检测。这种方法不但高度灵敏，而且可以克服梯度洗脱过程中的基线漂移并减少共存干扰。此外，食用油中的没食子酸、叔丁基羟基茴香醚、正二氢愈创酸、叔丁基对苯二酚和没食子酸辛酯等抗氧化剂可同时用高效液相色谱荧光检测法(HPLC-FLD)将它们的含量检测出，测得标准物的加标回收均值可达72.1%～99.6%，此方法具有很好的回收率，其中叔丁基羟基茴香醚、正二氢愈创酸、叔丁基对苯二酚的检测限可精确到1μg/g；而没食子酸和没食子酸辛酯的检测限也可达到10μg/g的精确度，为食品添加剂的检测判断提供了精准依据。

　　2.3.3 CE在食品添加制分析中的应用

　　CE是20世纪末开发的一种新的分离分析方法。待测样品在毛细管中施以高压电厂，根据各样品组分之间的分配系数的差异进行分离区分。

　　CE用于检测食品中色素含量，这类食品常见的有冰淇淋、糖果、果冻、苏打水和牛奶等饮料，此外也适用于一些食品中糖精含量的测定。防腐剂苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸的含量也可以用此方法进行准确测定。

　　3 展望

　　由于食品添加剂品种繁多，食品的组成和性质不同，因此相同的食品添加剂有时需要用不同的分析方法来检测其在不同食品中的存在量。未来随着食品检测技术的进一步发展，食品添加剂残留检测方法也越来越多，针对某一种具体食品添加剂的检测方法也会越来越多。为此，对于食品中食品添加剂的检测，应根据实验室条件和实验结果的要求选择合适的分析方法。

　　参考文献
　　[1]孙宝国,王静,孙金沅.中国食品安全问题与思考[J].中国食品学报,2013,13(5):1-5.
　　[2]王芬,彭栋.正确认识食品添加剂进一步落实主体责任[J].农产品加工(学刊),2011(2):84-85+88.
　　[3] GB 2760-2011.食品添加剂使用标准[S].
　　[4] GB 14880-2012.食品营养强化剂使用标准[S].
　　[5]王锡茂,黎彧,陈如溪.天然食品添加剂研究状况[J].广东微量元素科学,2013,20(2):44-49.
　　[6]苏林.微生物生态学技术制备天然香精香料[J].中国食品添加剂,2009(6):175-179.
　　[7]胡路平,周阳元.食品添加剂检测技术的研究进展[J].食品安全导刊,2016(30):42.