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文档简介
1、食品添加剂及其检测技术北京市化工研究院 尹 洧2014.5关键句食品安全 对仪器的期盼 民以食为天 工欲善其事食以安为先 必先利其器 分析检测的责任安全的卫士质量的保障食品安全调查请问你平常比较关心的食品安全问题有哪些方面?(多选)A.食品中药物残留超标 (76%) B.食品中违规使用添加剂 (93%)C.非食用原料加工食品 (73%) D.生产与存储过程中的卫生状况(61%) E.转基因食品的安全问题 (20%) F.激素问题(28%)G.相关检验证明(25%)食品安全调查目前,最令你感到不安全的是哪类食品?(多选)A.奶、豆制品(36%) B.海鲜(42%) C.腌制品(78%) D.速食
2、、膨化食品(69%) E.蔬菜水果(22%) F.饮料(41%)食品安全调查是否关注相关食品安全的新闻?A.经常(48%) B.偶尔(44.6%) C.很少(7%) D.从不(0.4%)正确认识食品添加剂的安全性 食品添加剂是指为了改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品的化学合成或者天然物质。食品添加剂在现代食品工业发展中是不可缺少的物质,没有食品添加剂,就没有现代食品工业,与人们的日常生活息息相关。因此,食品添加剂的安全性历来受到人们的关心。为了保障人身安全,国内外都有相应的法律和法规来规范食品添加剂的使用。正确使用食品添加剂不会对人体造成伤害。但现实生活中因食品添加
3、剂的使用不当而发生的安全问题还是频频发生,危害着人们的身体健康。食品添加剂的利与弊 食品安全专家、国际食品包装协会常务副会长兼秘书长董金狮认为,食品添加剂已有数千年历史,它可以防止食品腐败变质,从而保证食品的长距离运输、贮存和供应,同时还可满足不同消费群体对食物色、香、味的追求。在现代食品加工生产中,食品添加剂不可或缺,甚至在一定程度上,食品添加剂和食品是密不可分的。但过量摄入,便会危害健康,所以企业要有良心、要严格按照国家规定使用。 食品安全 国内外由于食品添加剂引发的食品安全问题层出不穷,接连不断曝光的苏丹红、孔雀石绿、柠檬黄、甲醛啤酒、瘦肉精、三聚氰胺等事件触动了消费者敏感的神经,还有在
4、大米、面粉里加增白剂,三黄鸡上涂黄色素,枸杞用红色素浸泡,在变质的肉制品中添加防腐剂、香料掩盖异味,往牛奶里添加三聚氰胺,馒头中加染色剂等等,部分企业或个体经营者在生产中超标使用食品添加剂,甚至违法使用有毒有害物质,使食品的安全风险大大增加,食品添加剂便成为了人们茶前饭后的热门话题。食品添加剂问题引起的食品不合格 由于食品添加剂问题而导致食品出现不合格,可大致归为三种情况: 1. 故意添加,且添加剂量过高。如有的企业为延长保质期,不顾国家标准中对添加剂剂量的强制性要求,过量添加防腐剂; 2. 企业“秤”不准。如有的企业计量设备简单陈旧,由于没有精确的计量设备,难以精确控制使用量,很容易出现超标
5、情况; 3. 添加不允许使用的非食用化学物质如苏丹红、三聚氰胺等。食品安全与环境污染 1948年,瑞士人P.H.米勒因发现高效有机杀虫剂DDT(双对氯苯基三氯乙烷)而获得诺贝尔生理学医学奖,可事隔二十多年,就发现DDT对环境的危害。有机氯农药物理化学性质稳定,在自然界不易分解,DDT在土壤中的半衰期长达24年,消失95需要1030年的时间,长期使用DDT会造成土壤、水质和大气的严重污染。它不仅对病虫害具有杀伤力,对人、畜也有危害,甚至影响到生殖繁衍,产生致畸、致癌。2004年,联合国在挪威通过持久性有机污染管制公约,把DDT列为禁用化学物质。目前农产品中的农药残留已引起人们广泛的关注。食品安全
6、与食品添加剂瘦肉精事件食品添加剂定义 为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。营养强化剂、食品用香料、胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加工助剂也包括在内。食品添加剂的定义 按照中华人民共和国食品卫生法第43条和食品添加剂卫生管理办法第28条,以及食品营养强化剂卫生管理办法第2条,中国对食品添加剂和食品强化剂分别定义为:食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。食品强化剂是指为增强营养成分而加入食品中的天然或者人工合成物质,属于天然营养素范围的食品添加剂。 在食品加工和原料处理过程中,
7、为使之能够顺利进行,还有可能应用某些辅助物质。这些物质本身与食品无关,如助滤、澄清、润滑、脱膜、脱色、脱皮、提取溶剂和发酵用营养剂等,它们一般应在食品成品中除去而不应成为最终食品的成分,或仅有残留。对于这类物质特称之为食品加工助剂。 食品添加剂中不包括污染物。污染物指不是有意加入食品中,而是在生产( 包括谷物栽培、动物饲养和兽药使用)、制造、加工、调制、处理、充填、包装、运输和保藏等过程中,或是由于环境污染带入食品中的任何物质。但不包括昆虫碎体、动物毛发和其他物质。残留农药和和残留兽药均是污染物。国外对食品添加剂的定义 日本在食品安全法中,对食品添加剂的规定是:在生产食品的过程中,为生产食品或
8、保存食品的需要,用混合、浸润等方法在食品里使用的物质统称食品添加剂。 美国的食品营养专家委员会规定,食品添加剂是用于生产、加工、贮存或包装,且存在于食品中的物质或物质混合物,但并非属于食品的基本成分。 国外对食品添加剂的定义 联合国粮农组织与世界卫生组织联合组成的视频法规委员会(CAC)认定食品添加剂本身通常不应作为食品消费,也不是食品中的典型成分,而无论其有无营养价值,它们在食品的制造、调制、处理、装填、包装运输或保藏过程中,是出于技术方面的目的和要求,或者是为了改善食品的性质而有意加入食品中,或者预期这些添加物质或其副产品直接或间接地会成为食品的一部分物质。国内与食品添加剂有关的标准与法规
9、中华人民共和国食品卫生法食品添加剂使用卫生标准(GB2760-2011)食品营养强化剂使用卫生标准(GB19880-1994)食品添加剂分类和代码(GB12493-1990)食品用香料分类和代码(GB/T14156-1993)食品安全性毒理学评价程序(GB15193.1-1994)食品添加剂卫生管理办法(1993-03-15)食品营养强化剂卫生管理办法(1986)食品添加剂生产管理办法(1992-12-31)国际与食品添加剂有关的标准与法规美国食用化学法典(FCC)国际食品添加剂使用标准通则(CODEX GENERAL STANDARD FOR FOOD ADDITIVES CODEX STA
10、N 192-1995,简称GSFA)欧盟Regulation (EC) No 1333/2008澳大利亚和新西兰食品添加剂法规Standard 1.3.1 日本添加剂公定书美国21CFR关于食品添加剂的使用规定国内外相关的管理机构世界粮农与卫生组织(FAO/WHO)食品添加剂专家委员会(JECFA )食品添加剂法规委员会(CCFA)(联合国)食品法典委员会(CAC)美国食品药物管理局(FDA)欧洲经济共同体食品科学委员会(EEC)国家技术监督局国家食品药品卫生管理局食品添加剂的分类 食品添加剂按功能分为23个 类别。GB2760-2011中包括 2400个食品添加剂品种, 其中加工助剂158种
11、,食品 用香料1853种,胶姆糖基础 剂物质55种,其他类别的食 品添加剂334种。食品添加剂的检测 目前,中国现有的2314种食品添加剂均有相应的检测方法,对食品添加剂在食品中残留量的检测管理与发达国家基本一致。食品添加剂的检测包括对产品质量检测和对其在食品中残留量的检测。对食品添加剂产品质量检测而言,有资质和能力的检测单位均可开展相应的检测工作,满足食品添加剂生产经营或食品安全监管工作的需要。 对食品中食品添加剂残留的检测而言,中国做法与相关国际组织和发达国家的通常做法相同,即对于规定了具体使用限量和范围的食品添加剂,如防腐剂、着色剂、甜味剂、抗氧化剂等,都制定了相应的检测方法的标准;对于
12、来自天然植物或按生产工艺需要适量使用的食品添加剂,如天然色素、增稠剂等,食品中本身就可能存在,食品安全风险较低,无需区别添加或天然存在的情况,通常不制定检测方法。食品添加剂使用原则基本要求:1)不应对人体产生任何健康危害;2)不应掩盖食品腐败变质;3)不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂;4)不应降低食品本身的营养价值;5)在达到预期目的的前提下尽可能降低在食品中的使用量。食品添加剂使用原则下列情况可使用食品添加剂1)保持或提高食品本身的营养价值;2)作为某些特殊膳食用食品的必要配料或成分;3)提高食品的质量和稳定性,改进其感官特性;4)便于食品的生
13、产、加工、包装、运输或者贮藏。食品添加剂使用原则带入原则: 在下列情况下食品添加剂可以通过食品配料(含食品添加剂)带入食品中:1)本剧标准,食品配料中允许使用该食品添加剂;2)食品配料中该食品添加剂的用量不应超过允许的最大使用量;3)应在正常生产工艺条件下使用这些配料,并且食品中该食品添加剂的含量不应超过由配料带入的水平;4)由配料带入食品中的该添加剂的含量应明显低于直接将其添加到该食品中通常所需要的水平。首批97项食品添加剂量化国家标准实施 卫生部发布的食品添加剂琼脂(琼胶)(GB1975-2010)等97项食品安全国家标准正式开始实施,这也是我国首批对于食品添加剂制定的详细量化标准。“这部
14、分食品添加剂企业的生产及流通使用环节将更加规范。因有标可依,也将降低政府监管部门的检测难度。”中国食品添加剂和配料协会副理事长张泽生表示。新国家标准对各种添加剂的分子式、结构式及感官要求、理化指标甚至检验方法等都做了详尽的量化规定,而此前通用的食品添加剂使用卫生标准(GB27602007)只规定了食品添加剂的安全性及使用范围和最大使用量等,且最大使用量一项多标示“按生产需要适量使用”。食品添加剂的管理 国际上食品添加剂的研究、开发、应用由联合国粮农组织(FAD)和世界卫生组织(WHO )加以管理,其中设有联合国食品标准委员会(CAC),其下又设各种食品标准化委员会,负责世界通用食品添加剂标准的
15、是食品添加剂标准化委员会(CCFA),还设有联合食品添加剂专家委员会(JECFA)、联合食品标准委员会及联合食品添加剂标准委员会等重要咨询机构。国际上对食品添加剂有一套比较严密的评价程序,先由各国政府或生产部门将有关食品添加剂的信息转达给有关食品添加剂的国际组织,然后国际组织将毒理学结论、允许使用量、质量标准等再反馈给各国以征求意见,进而成为国家的统一意见。食品添加剂的管理联合食品添加剂专家委员会(JECFA)建议将食品添加剂分为四类进行管理:第一类:GRAS (Generally Recognized as safe)物质一般认为是安全的物质,可以按照正常需要使用,不需要建立ADI(人每天摄
16、取该计量的添加剂直至终生,对健康无任何毒性或不良影响)值。第二类:为类,分为A1和A2两类。 A1为经过JECFA进行安全性评价,认为毒理学性质已经清楚,可以使用,并已制订出正式的ADI值。 A2为目前毒理学资料不够完善,但已制订了暂定ADI值,并允许暂时使用于食品。食品添加剂的管理第三类:为B类,JECFA对其进行评价,但毒理学资料不足,未建立ADI值者。第四类:为类,又分为C1和C2两类,为原则上禁止使用得食品添加剂。 C1类系根据毒理学资料认为在食品中使用是不安全的;C2类系应严格限制在某些食品中作特殊使用者。食品添加剂的毒理学评价 一般食品添加剂并不会对人体造成严重危害,但由于食品添加
17、剂是长期少量地随同食品摄入的,这些物质可能在体内产生积累,对人体健康造成潜在的危胁。毒理学评价是制定食品添加剂使用标准的重要依据,共分为四个阶段: 一是急性毒性试验,二是蓄积毒性、致突变试验及代谢试验,三是亚慢性毒性试验(包括繁殖、致畸试验),四是慢性毒性试验(包括致癌试验)。凡属新化学物质或污染物,一般要求进行上述四个阶段的试验,证明无害或低毒后方可成为食品添加剂。 食品添加剂的毒理学评价1.食品添加剂的化学结构、理化性质、纯度、在食品中的存在形式及其降解过程和降解产物。2.食品添加剂随同食品进入机体后,在组织器官内的贮留分布、代谢转变及排泄情况。3.食品添加剂及其代谢产物在基体内引起的生物
18、学变化,即对基体可能造成的毒害及其机理,包括急性毒性、慢性毒性、对生物繁殖的影响、胚胎毒性、致畸行、致突变性、致癌性、致敏性等。食品添加剂使用标准 评价食品添加剂的毒性首先标准是每日允许的摄入量(ADI,Accepted Daily Intake)它由动物长期毒性试验所取得的最大无作用量(MNL)数据与安全系数外推而得(安全系数通常为1/1001/500)。以下为部分食品添加剂的ADI值(mg/kg):糖精钠 02.5苯甲酸钠 05亚硝酸钠 00.2硝酸钠 00.5 糖精和糖精钠邻苯甲酰磺酰亚胺(C7H5O3NS)糖精制法:由甲苯(C6H5CH3)与氯磺酸(ClSO2OH)进行氯磺化反应,得到
19、油状的邻甲苯磺酰氯和副产品结晶状的对甲苯磺酰氯,分离后,与氨作用,并氧化得到糖精。再经NaOH碱化生成糖精钠。 (增加其水溶性) 邻苯甲酰磺酰亚胺钠(C7H4O3NSNa)糖精钠糖精和糖精钠 糖精钠的甜度可达蔗糖的500倍左右,故其十万分之一的水溶液即有甜味感,浓度高了以后还会出现苦味。 毒性:小鼠经口LD5017.5g/kg 兔经口LD504g/kg FAO/WHO及我国规定ADI(每日允许摄 入量)为02.5mg/kg体重,对于一个 50kg的人来说,糖精钠的日最大摄入量 就是125mg,相当于1两(50g)的0.25 。这是一个很小的量(一般市场上的 秤还难以秤准),要是对于只有体重比
20、较轻的儿童来说,要求日摄入量就更少 了! 食品添加剂使用标准 判断食品添加剂的第二个常用指标是半致死量(LD50),也称致死中量,通常指能使一群被试验动物中毒死亡一半所需的最低剂量,其单位为mg/kg(体重),对食品添加剂来说,主要指经口的半致死量。卫生部拟将食品安全纳入重大公共服务项目 卫生部正在研究在:“十二五”期间将食品安全、职业病防治、饮用水安全领域内的若干重大公共卫生项目,纳入国家重大公共卫生服务项目。目前建立了以31个省级和312个县级监测点为基础的全国食品安全监测网络,但仅有约1/3的省级疾病预防控制系统能承担2010年国家食品安全风险监测计划的全部监测项目。在“十二五”期间要以
21、食品安全风险监测评估体系建设为重点,解决食品安全风险评估能力不足、水平不高等突出问题。农产品质量安全检测 目前我国农产品质量安全监测范围已经扩大到138个主要大中城市,监测种类达到6大类101个品种,监测指标86项,对外公布了5130家符合资质的食品安全检验机构,国家食品安全风险评估中心和区域分中心的组建工作也在积极推进。此外,有关部门建立了食品安全监测能力建设联席会议制度,组织编制了农产品、食品检验检测和风险监测建设规划。完成“从农田到餐桌全过程的安全检测”。食品添加剂的分类 我国的食品添加剂使用卫生标准将其分为22类: (1)防腐剂(2)抗氧化剂(3)发色剂(4)漂白剂(5)酸味剂(6)凝
22、固剂(7)疏松剂(8)增稠剂(9)消泡剂(10)甜味剂(11)着色剂(12)乳化剂(13)品质改良剂(14)抗结剂(15)增味剂(16)酶制剂(17)被膜剂(18)发泡剂(19)保鲜剂(20)香料(21)营养强化剂(22)其他添加剂。 还有一种食品工业用加工助剂食品添加剂检验方法 目前世界上直接使用的食品添加剂约有四千多种,常用的有六百余种。按我国“食品添加剂使用卫生标准”规定,共分为防腐剂、抗氧化剂、发色剂、甜味剂、增味剂、保鲜剂等。为保证食品添加剂的安全使用,需要采用滴定法、比色法、分光光度法及色谱分析法等手段进行分析。食品添加剂分析测定温度:标准温度指20,常温指1525,室温指1 35
23、,微温指3040,温水指6070,热水指约100,在水浴中加热指100,冷处指015 。溶液的酸碱度:指用蓝色或红色石蕊试纸鉴别。其与pH值的关系为:微酸性56.5,弱酸性35,强酸性11。准确或精确称重:指用万分之一分析天平称取,其幅度在指定量的90%110%之间。恒重:指两次称量重量差小于0.1%,或每克试样的两次称量重量差小于0.5mg。食品添加剂分析鉴别试验:一般指在内径11.5cm的试管中进行,鉴别试验液浓度一般指1%,试样量一般取25mL。指示剂:凡未指明用量者,一般指0.2mL(约3滴)。纳氏比色管:一般指内径20mm,外径24mm,从管底至塞子底部距离为20cm的无色玻璃具塞平
24、底试管,每5mL有一刻度,至50mL,各管刻度的高差应小于2mm。无色:一般指1g试样在加热蒸发后应无可感臭味。溶状观察:一般指试样放入溶剂中,摇动0.55min后再行观察。食品添加剂检验方法食品添加剂分析的一般程序:分离蒸馏、溶剂萃取、色层分离等测定比色、分光光度法、色层分析、气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法等食品添加剂检测中的存在问题由于食品基质较为复杂,几乎各种分析检测方法的样品前处理都显得比较繁琐,并且大多针对特定基质,处理方法的适用范围相对较窄。各种检测方法多数只能测定食品添加剂中的一种或少数几种,虽然有的检测方法可以做到几种添加剂的同时测定,但种类有限。色谱方法是目前测定方法的主
25、体,但其不能作为最后确认结果的方法。所以,简化样品前处理程序、重点开发多种食品添加剂同时测定,测定方法和GC/MS、LC/MS/MS确认最后结果是目前食品添加剂检测技术研究应解决的主要课题。实验室的排出废物和实验室的安全。样品的前处理 一个样品分析的过程,包括样品的采集、分析前的样品处理、分析、数据处理及结果报告,在整个过程中,样品的前处理是最繁琐、最耗时的步骤。根据LC-GC杂志对1000多个实验室的调查,在色谱分析过程中,实际仪器分析仅占6的时间,而样品前处理所花费的时间却高达61。这也表明了样品的前处理在整个分析过程中所占位置的重要性。样品的前处理常见的仪器分析方法及必要的前处理手段目标
26、化合物 样品前处理 分析仪器有机物 萃取、浓缩、净化、衍生化 GC、HPLC、GC/MS、LC/MS挥发性有机物 转化为气态、浓缩 GC、GC/MS金属 萃取、浓缩、形态 AA、GFAA、ICP、ICP/MS金属 萃取、衍生化、浓缩、形态 UV-VIS、IC离子 萃取、浓缩、衍生化 IC 、 UV-VISDNA/PNA 细胞裂解、萃取、PCR 电泳、 UV-VIS、荧光氨基酸、脂肪、 萃取、净化 GC、HPLC、电泳碳水化合物注:GC气相色谱仪、HPLC高效液相色谱、GC/MS气-质联用仪、LC/MS液-质联用仪、AA原子吸收光谱仪、GFAA石墨炉原子吸收光谱仪、ICP电感耦合等离子发射光谱仪
27、、ICP/MS电感耦合等离子体质谱仪、 UV-VIS紫外可见分光光度计、IC离子色谱仪、PCR聚合酶链反应食品分析的前处理 食品分析的前处理通常包括萃取、净化和分析等几个主要步骤。萃取通常采用特定的有机溶剂或含有某些化学试剂的水溶液,与待测样品匀浆后再经过过滤或离心进行分离。为加速实现完全的萃取,也可使用微波辅助提取和加速溶剂萃取等装置或技术。萃取得到的样品溶液往往含有许多会干扰分析测试的自源性物质,需要经过进一步进化后才能进行定量分析。净化手段主要有液/液萃取、蛋白沉淀、固相萃取、GPC(凝胶渗透色谱)净化等。食品分析的前处理 对于高效液相色谱来说,由于大多数的防腐剂和甜味剂都溶于水,同时测
28、定这两种食品添加剂时,对于基质较为简单的食品(如酒、碳酸饮料等),只需用水萃取或用水稀释到一定体积即可,对于基质较为复杂的食品(如酱油、月饼、奶粉等),则需采用水或超声萃取、加沉淀蛋白剂、过固相萃取柱等净化技术。样品前处理的新技术固相萃取固相萃取(Solid Phase Extraction, SPE) 借助于柱色谱分离机理、分离过程建立起来的预处理技术,利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品中的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的。它与HPLC有许多相似之处,不过其柱的填料粒径(40m )大于HPLC填料(310 m ),柱效比HP
29、LC低,用于分离保留性质差别很大的化合物。现代的SPE一般采用23m长的聚丙烯小柱,用高效、高选择性的硅胶及键合硅胶。与一般的液-液萃取相比,SPE简化了样品处理步骤,减小了对样品定量造成的偏差,并能减少有害溶剂用量,且处理费用也相对降低。样品前处理的新技术多功能杂质吸附萃取净化法 多功能杂质吸附萃取净化法(multi-function impurity adsorption SPE, MAS)是在“逆向”SPE的基础上,采用多功能复合型吸附材料,以达到更好的选择性和净化的目的。该方法主要是通过多功能化的复合固相吸附材料,将生物样品中的主要干扰杂质吸附,而将强水溶性的目标化合物保留在样品溶液中
30、,从而达到净化和富集的目的。该方法的核心之一就是采用对于样品基质中的蛋白质、多肽、氨基酸、磷脂等生物干扰物具有较好选择性吸附的分离材料,通过选择合适的条件(溶剂组合、pH)将样品中大部分生物干扰杂质去除,从而保证强水溶性被测物质具有70以上的回收率,为进一步的LC/MS分离检测提供高灵敏度的保障。样品前处理的新技术 对于肉类和其他动物组织样品中的农残和非极性兽残,就可采用多功能杂质吸附萃取净化法,选用适当强度的容积(如乙腈),用极性吸附材料(如以聚苯乙烯/二乙烯苯为基质的固相萃取填料的 PCX或PAX)除去蛋白质和小肽,用反相吸附材料(如C18)除去脂肪和其他亲脂性基质,以达到净化的目的。对于
31、肉类和其他动物组织样品中的水溶性兽残,多采用水溶液或极性有机溶剂提取,随后采用SPE或MAS方法净化样品。对于奶制品、蛋类和蜂蜜等生物液样品,通常可采用蛋白质结合SPE或MAS方法进行样品净化。样品前处理的新技术固相微萃取固相微萃取(Solid Phase Micro-Extraction, SPME) 采用一种类似进样器的装置,用一根涂布多聚物固定相的熔融石英纤维从液/气态基质中萃取待测物,然后将富集了的待测物纤维直接转移到色谱仪中,通过一定的方式解吸附,然后再进行分离分析。它是基于气固吸附和液固吸附平衡,利用分析物对活性固体表面的吸附作用而实现的分离、富集的方法。 SPME具有集采样、萃取
32、、浓缩、进样于一体,避免引入多步误差等优点,其最大的亮点是不使用有毒有机溶剂。样品前处理的新技术固相微萃取 SPE在国内外食品分析领域已经作了大量的研究和应用。有报道了采用固相萃取-反相高效液相色谱法同时测定食品中常见的8种食品添加剂,苯甲酸、山梨酸、糖精钠、安赛蜜、柠檬黄、日落黄、胭脂红、苋菜红,被测样品经AccuBondODS-C18固相萃取柱处理后进样,经反向高效液相色谱测定,其平均加标回收率在78.1%112.5%之间,相对标准偏差小于5%。还有人用固相萃取法分离食品中的5种防腐剂,苯甲酸、山梨酸、对羟基苯甲酸甲酯、乙酯和丙酯。实验证明,填料为苯乙烯二乙烯基苯聚合物的SPE柱具有最好的
33、分离效果,提取液用气相色谱测定,其平均加标回收率在92%103%之间,RSD为4%。有人利用固相萃取-气相色谱分离和测定了黄油、奶酪等食品中的防腐剂苯甲酸、山梨酸钾等。使用XAD-2作为吸附剂,2-丙醇作为洗脱剂,有效地去除了干扰物甘油三酯,进而用SPE柱分离、气相色谱进行分析检测,加标回收率在92.8%102.5%之间。此法运用了较先进的自动化SPE,避免了人为误差,准确度较高。样品前处理的新技术固相微萃取 有人采用固相微萃取气相色谱法分析了酱油中的对羟基苯甲酸乙酯,采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)萃取头对羟基苯甲酸乙酯进行了测定,其重复性好,干扰少,灵敏度高,加标回收率在97.2%103.4
34、%之间,可用于酱油中对羟基苯甲酸乙酯的快速监控分析。 还有人利用顶空固相微萃取法同时检测调味品和饮料中的苯甲酸和山梨酸,调味品中苯甲酸和山梨酸的检测限分别为1.22g/L和2g/L,R2分别为0.9994和0.9986,对饮料中山梨酸和苯甲酸的检测也同样具有较高的灵敏度和精确性。固相萃取的发展开发新型固相萃取材料(碳纳米管、纳米纤维)自动化、高通量小型化、简单化多种前处理技术的结合样品前处理的新技术超临界流体萃取技术 超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术。在较低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体,当温度增高时,液体的体积增大,对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度(Tc)和
35、临界压力(Pc),高于临界温度和临界压力后,物质不会成为液体或气体,这一点就是临界点。再临界点以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,这个范围之内的流体成为超临界流体(SF)。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性,可作为溶剂进行萃取、分离单体。 加速溶剂萃取(Accelerated Solvent Extraction, ASE) 加速溶剂萃取是通过改变萃取条件来提高萃取效率和加快萃取速度的萃取方法。它与超临界流体萃取的不同在于是用有机溶剂代替二氧化碳超临界流体,使其在高压(10.320.6MPa)和高温(较常压的沸点高50200)状态下加速萃
36、取过程。利用升高的温度和压力,增加物质的溶解度和溶质扩散速率,提高萃取效率。其突出优点在于整个操作处于密封系统之中,减少了溶剂挥发对环境的污染,有机溶剂的用量少快速,回收率高,并以自动化方式进行萃取。使用ASE可以从动物肉和面粉制品中萃取脂肪,萃取结果与索氏提取方法相当符合,而ASE全过程的用时仅为索氏提取的1/32。样品前处理的新技术亚临界水萃取 当水在374.2和22.1MPa(约218个大气压)以上的高温、高压条件下,可形成既非液体又非气体第四状态,即所谓“超临界状态“。在此状态下的水称为“超临界水”( Supercritical Water )。在稍微低于此温度和压力下的水称为“亚临界
37、水“( Subcritical Water )。超临界和亚临界水都具有强烈溶解有机物和强烈分解能力等特性,利用此特性来提取有机物和有用成分,包括提取随分解反应产生的分解物是很有意义的。亚临界水的介电常数E随温度增加而减少,在250 时的E只有27介于甲醇(33)与乙醇(24)之间,比常温常压下水的介电常数(80)要小,亚临界水的介电常数下降,使得极性减弱,使它对中极性和非极性有机化合物的溶解度大大增加。同时,亚临界水也可以作为反相高效液相色谱的洗脱液。样品前处理的新技术亚临界水萃取亚临界水萃取(Subcritical Water Extraction, SBWE) 近年来,超临界流体萃取(Su
38、percritical Fluid Extraction,SFE)的研究十分活跃,超临界流体萃取技术大都采用超临界的CO2作为萃取剂,用于萃取非极性或低极性化合物的效果较为理想,但对萃取极性较强的物质则有一定困难。于是,亚临界水作为一种新的样品预处理萃取剂渐渐受到重视。亚临界水萃取能改变萃取温度,改变水的极性,可以选择性的萃取样品基体中的不同极性的有机化合物,而且它是采用纯水作萃取剂,不用或很少用有机溶剂,因此它对环境没有污染或污染很少,符合“绿色化学”的要求,这为它的应用开辟了一个新的领域。样品前处理的新技术亚临界水萃取 有人采用亚临界萃取技术分别考察了温度、时间、萃取剂组成对肉制品中亚硝酸
39、盐萃取效率的影响。结果表明:萃取温度为120,萃取时间15min,萃取溶液为5mL硼砂饱和溶液和20mL去离子水为最佳萃取条件。与国标法的预处理过程相比,亚临界水萃取具有试剂用量小、萃取效率高,萃取精密度好的优点。凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC) 凝胶渗透色谱又称非水系凝胶色谱或亲脂凝胶色谱,它是以能溶解非交联和非凝胶型聚乙烯以及其它高分子化合物的有机溶剂作为流动相的凝胶色谱,主要适用于非水溶性(脂溶性)的高分子化合物的分离。微波技术 微波是一种电磁波,其频率在300MHz300GHz,波长在远红外与无线电波之间。微波消解仪器所使用的频率在24
40、5050MHz。微波对不同材料具有不同的吸收特性。物质吸收微波的强弱与该物质的介电常数有关,即损耗因子越大,吸收微波的能力越强。家用微波炉使用的容器大多数是塑料制品(聚四氟乙烯或工程塑料),它对微波是透明的,微波可以穿透它们向前传播。微波消解 微波消解的快慢与微波的功率、试样的组成、浓度以及所用试剂的种类和用量有关。因此,在应用微波进行消解适应注意以下几个方面: 1.选择合适的酸 2.选择合适的微波功率 3.选择合适的消解时间 利用微波的穿透性、激活反应能力加热密闭容器内的试剂和样品,可使制样容器内的压力增加,反应温度提高,从而大大提高了反应速率,缩短了样品制备的时间,还可以通过控制反应条件,
41、使制样精度更高。从另一方面看,还能够减少对环境的污染,改善分析人员的工作环境。微波消解的应用 处理的样品包括动物、植物、食品和医学样品等,微波消解克服了传统干法和湿法消解高温、易挥发元素挥发、费时、污染的缺点,再结合各种分析手段(如AAS、ICP、MS等)对微量元素、痕量元素进行分析。样品前处理的新技术微波辅助萃取 微波辅助萃取(Microwave-assisted Extraction,MAE)是指利用微波能强化溶剂萃取效率,即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物(主要是有机物)的萃取过程,具有快速、高效、省溶剂、环境友好等优点。MAE可以与其它消除干扰的方法,如皂化、碱解等结合,还
42、可与分析测试仪器地在线联用,实现自动化将。采用水、表面活性剂作为萃取剂也具有发展前景。检测方法新技术液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS) 液相色谱-质谱联用技术结合了液相色谱对复杂基体化合物的高分离能力和质谱独特的选择性、灵敏度、相对分子质量及结构信息于一体,成为食品质量检测提供了有效的分析手段。混合取样品溶液通过液相色谱分离后,按洗脱顺序进入质谱仪,对各组分进行质谱分析。检测方法新技术液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS) 在实际分析工作中常常会遇到成份复杂的样品,可能含有与被检测项目化学性质相近的物质,这些杂质会对被检测物质带来干扰,容易造成假阳性或假阴性结果。有人利用此技术建立了高
43、效液相-质谱联用仪检测几类食品中山梨酸、糖精钠的方法,线性良好,r=0.9999,加标回收率在92%105%之间,尤其是某蛋白口服液,用液相色谱检测到其中含有山梨酸钾,用质谱法定性后,排除其为干扰杂质,从而确保了检测的准确性。还有人用质谱定性、高效液相色谱定量的方法测定了面粉中化学性质相近的的苯甲酸和过氧化苯甲酰,回收率分别为91.3%和96.0%99.3%。检测方法新技术红外光谱(Infrared,IR) 红外光谱由于特征性强,预处理比色谱法简单、便捷,普适性强,并可对微量样品进行测试,因此它是分析鉴定的有效方法。该技术应用于食品安全检测虽然较短,但由于它在鉴定食品中有害物质等化合物的结构方
44、面的特点,尤其是气相色谱-傅里叶变换红外光谱(GC-FTIR)技术的出现,使得红外光谱技术在食品安全检测中的应用越来越广泛。检测方法新技术红外光谱(Infrared,IR) 有人运用傅里叶变换红外光谱对微量样品进行定性,测定了标明纯度为99%的山梨酸钾样品中掺杂了苯甲酸或其钠盐,再经高效液相色谱配合分析,测定该样品中苯甲酸或其盐类的含量为37.11%,山梨酸或其盐类的含量为5.94%。红外光谱有许多可供选择的特征波长,因此,气体、液体及固体均可利用红外光谱定量。有报道,采用红外示差光谱定量分析奶粉中防腐剂苯甲酸钠的含量。苯甲酸钠的浓度在02.5mg/g范围内吸光度与浓度之间呈良好的线性关系,可
45、按标准曲线法进行定量分析。本法的回收率为103.6%,变异系数小于1.20,说明用红外示差谱法对奶粉添加剂苯甲酸钠进行定量分析是切实可行的,且方法简便、准确。检测方法新技术毛细管电泳( Capillary Electrophoresis, CE) 食品的多样性及组成成分复杂,对应用于食品分析的方法提出了很高的要求,一个理想的食品分析方法最好可以应用于不同的食品基质,并可同时测定同一基质的不同组分。由于适用范围非常广泛,而且CE具有多种不同的分离模式,可以满足许多基质复杂的食品分析要求。在1997年的第48届分析化学与应用光谱学会议上,高效毛细管电泳(HPCE)被列为食品分析、饮食安全检查等方面
46、重点发展内容之一。 CE主要包括防腐剂、甜味剂、酸味剂、色素以及营养强化剂等的测定。 检测方法新技术高效毛细管电泳(High Performance Capillary Electrophoresis,HPCE) 带电粒子在电场中的定向移动是人们所熟悉的电泳。带电体置于电场中就会受到电场力的作用,此力的大小与有效电荷和场强成正比;同时带电体在电场中运动时会受到粘滞力的作用,该力与带电体的质量有关;在毛细管中的带电粒子还会受到电渗流的作用。电渗流是由于固液相界所形成的偶电层产生的一种作用,该作用力可带动整体溶液移动,其速度一般是电泳的56倍。被分析物在这3种作用的合力下而实现分离。毛细管电泳在食
47、品添加剂成分,如防腐剂、甜味剂、色素、发色剂等的检测方面有着广泛的应用。 检测方法新技术毛细管胶束电动色谱毛细管胶束电动色谱法采用表面活性剂(如十二烷基硫酸钠,SDS)在流动缓冲液内形成一疏水基内核,外部为带负电的动态胶束相,利用溶质具有不同的疏水性,因而在水相和胶束相(准固定相)间分配的差异进行分离,该法能分离中性溶质又能分离带电组分,尤其适合分析具有强疏水性的大环化合物。其检测的预处理简单、检测费用低、无有机溶剂的毒害和环境污染,且有检测迅速快捷、检测精度高。检测方法新技术毛细管胶束电动色谱 有人用胶束毛细管电动色谱检测了食品中的多种添加剂,其使用混合的胶束体系十二烷基硫酸钠、胆盐、去氧胆
48、酸钠,并加入有机溶剂,分离效果良好。有报道用胶束毛细管电动色谱同时检测碳酸饮料中的人工甜味剂、防腐剂、色素,采用水相和十二烷基磺酸钠作为胶束相,检测限为0.01mg/mL,重现性好。有人采用微乳液毛细管电动色谱法对羟基苯甲酸酯进行了分析测定,测定结果和HPLC法的测定结果基本一致。微乳液电动色谱(Microemulsion Electrokinetic Chromatography,MEEKC) 微乳液毛细管电动色谱是在毛细管胶束电动色谱基础上发展起来的,分析的化合物更多、分离效率更高、容量更大,尤其适合分析带有强疏水性的大环化合物。在胶束电动色谱中,分离载体是由表面活性剂组成的离子胶束,若以
49、水包油微乳液作为分离载体,则称为微乳液电动色谱。微乳液由水、不溶于水的有机液体、表面活性剂组成,其中水相为缓冲液,油相为烷烃,表面活性剂由中等长度脂肪酸组成。采用此法对羟基苯甲酸进行检测,测定结果和HPLC基本一致。有人采用固相萃取-微乳液毛细管电动色谱法对食品中7种防腐剂进行了检测,结果重现性良好,RSD为0.640.95。检测方法新技术萃取催化动力学光度法(Extraction-Catalytical Kinetic Spectrophotometry) 催化动力学光度法是将萃取分离与催化动力学分光光度法结合起来的一种光度测量方法,利用萃取技术先分离、富集被测组分,然后根据它对某个显色反应
50、的催化作用,利用一定条件下,在显色体系中加入被测组分前、后吸光度的差值与被测组分含量的关系进行测定。在防腐剂、抗氧化剂、抗菌剂、着色剂等食品添加剂测定中都有应用。 萃取催化动力学光度法(Extraction-Catalytical Kinetic Spectrophotometry) 在酸性介质中,柠檬酸对溴酸钾、中性红、钒()催化体系具有强烈的活化作用,且在一定范围内柠檬酸的浓度C与A(非活化体系与活化体系的吸光度差)有着良好的线性关系,可用于饮品中柠檬酸的测定。 在硫酸介质中,亚硝酸根对高碘酸钾氧化酚藏花红的褪色反应具有强烈的催化作用,故可以采用催化动力学光度法测定食品中痕量的亚硝酸盐。其
51、线性范围为0.121.22mg/L,相关系数为0.9990,检出限为0.016mg/L,测定结果的RSD为2.64.2,回收率为97103。检测方法新技术离子色谱法 离子色谱法是基于离子性化合物与固定相表面离子性功能基团之间的电荷互相作用实现离子性物质分离和分析的色谱方法。它可以在高基体浓度下检测低浓度的成分,减少或免除样品的提纯,可同时测定多组分及不同的价态。在食品添加剂的检测中,可以利用离子色谱法测定硝酸盐和亚硝酸盐、亚硫酸盐、聚磷酸盐、苯甲酸、山梨酸、甜味剂、柠檬酸等。可以采用离子色谱法测定小麦粉中的溴酸钾,用柱后衍生技术,离子对样品提取液用茴香胺衍生后,以紫外检测器检测,方法灵敏度高,
52、回收率高于90。检测方法新技术生物传感器 生物传感器(Biosensor)模拟生物细胞识别技能,用特定的分子认识机能物质来识别化学物质,并将这种化学信息转变为电信号、光信号。主要由生物识别元件和信号转换器两大部分组成。生物识别元件又称感受器,由具有分子识别能力的生物活性物质(如酶、微生物、动植物组织切片)构成。信号转换器(如热敏电阻、光纤等)是一个电化学、光学或热敏检测元件。当生物识别元件与待测物发生特异作用后,所得产物(或光、热等)通过信号转换器转变成可以输出的电信号、光信号等,从而达到分析检测的目的。检测方法新技术生物传感器 有报道运用带有预测电极的生物传感器检测啤酒中的亚硫酸盐,该传感器
53、有三方面组成:预测电极、酶层和检测电极,基于预测电极和检测电极之间的电流差异来检测亚硫酸盐,结果的RSD10%。 有人利用含有亚硫酸盐氧化酶的植物组织匀浆生物传感器检测食品中的亚硫酸盐,线性范围为0.210-31.810-3M,用此法检测的结果同分光光度计检测的一致。检测方法新技术生物传感器 有报道用涂布水银的玻璃状炭精电极生物传感器检测亚硫酸盐的含量,响应的线性范围为210-42810-3M,精确度较高。有人将细胞色素c硝酸盐还原酶固定在二氧化碳电极上,制成的生物传感器,可用来检测硝酸盐的含量,其电极响应的线性范围是5.443.4mol/L,最小检测限为5.4mol/L。还有人使用石墨-聚四
54、氟乙烯树脂-酪氨酸酶生物传感器来检测食品中的苯甲酸,此传感器的介质由连续相乙酸乙酯、分散相磷酸盐缓冲溶液、乳化剂十六烷磺基丁二酸盐组成的反胶束介质。由于苯甲酸能抑制酶的生物活性,故通过测定底物,可间接的测定苯甲酸的含量,苯甲酸的检测限为9.010-7mol/L。 与传统的分析方法相比,生物传感器具有选择性好、灵敏度高、不需要对样品进行前处理、分析速度快等优点,在生物过程、食品工业等领域有广阔的应用前景。聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR) 聚合酶链反应是1985年诞生的一种体外扩增DNA的方法它以待扩增的DNA片段为模板,由一对人工合成的寡核苷酸引物介导,
55、通过DNA聚合酶链反应快速体外扩增特异DNA序列。由于PCR技术经过变性,复性和延伸约30个循环就可在2小时内将靶DNA扩增数百万倍,并具有操作简单、快速、特异和灵敏的特点,现在已被广泛用于微生物及其他领域的快速诊断、检验和鉴定技术。检测方法新技术酶联免疫分析(Enzyme-liked Immunosorbent assay,ELISA ) 是将可溶性抗原或抗体吸附在固相载体上,利用酶标记的抗体或抗原与相应的抗原或抗体结合,形成酶标记的免疫复合物,加入相应的酶的底物根据颜色深浅判断结果。 该法在肉制品检测中有着广泛的应用,如兽药残留的检测、微生物的检测、肉类鉴别和掺假的检测和生物毒素的检测等方
56、面。 有报道将流动注射系统(FIA)与ELISA进行组合测定乳酸链球菌素,该系统通过缓流载带反应物到固定在填充柱担体的抗体上,并通过一个膨胀床系统可以免去繁琐好事的净化前处理,可以用于直接测定悬浮液中的乳酸链球菌素,而不会有显著干扰,从而实现了在线监测发酵过程中或者食品体系中的乳酸链球菌素,该体系的响应域值为690mol/L。检测方法新技术流动注射化学发光分析技术 (Flow Injection Chemiluminescence) 流动注射化学发光分析技术是将化学发光分析和流动注射相结合的一种高灵敏度的微量及痕量分析技术。根据化学发光反应在某一时刻的发光强度,诸如峰值强度或发光总量来确定反应
57、中相应组分的含量,其特点是灵敏度高,线性范围宽,不需要任何光源,只需要光电转换元件和放大装置,仪器设备简单,操作方便,分析速度快。通常是将样品导入连续流动的载液中,并与化学发光试剂混合,产生化学发光,再由检测和记录装置记录化学发光强度随时间的变化。 流动注射化学发光分析技术 有报道,采用流动注射化学发测定亚硝酸盐,在酸性介质中NO2-将亚铁氰化钾氧化为铁氰化钾,在尿酸的增强作用下或在消毒灭菌剂Acrifavine抑制作用下,NO2-还原KMnO4,为此建立了检测亚硝酸盐的发光体系。也可以用流动注射化学发光测定食品添加剂中的亚硫酸盐。 核黄素和亮硫黄素增强KMnO4氧化SO3-的化学发光反应,可
58、测定0.935ng的,检出限分别为0.9和1.8ng。比较了核黄素和3-环己基丙磺酸(CAPS)对KMnO4氧化SO3-的化学发光的增强作用,线性范围均为560ng SO3- 。在闭路流动注射体系中,用核黄素增强Ce()氧化SO3- 汞络合物的发光测定酒中的SO2,线性范围为5300mg/L SO2。另外,黄素单核苷酸也可使KMnO4氧化SO3-的发光增强。检测方法新技术核磁共振技术(Nuclear Magnetic Resonance,NMR) 核磁共振是基于原子核磁性的一种技术,根据化学位移、弛豫时间可用来获取化合物的有关信息。对于食品的品质,NMR显像可以使NMR波信号在样品中定位,为进
59、行食品内部结构的直观透视提供了强有力的手段。目前,利用NMR技术可以在食品加工中用于测定物料的温度和水分含量及状态,在水果无损检测中,可用于水果的分级和内外品质的鉴定。还可用于食品中脂类物质的分析、糖的结构测定、蛋白质和氨基酸的结构测定等。检测方法新技术分子印迹技术 分子印迹技术(Molecularly Imprinting Technology,MIT)是指制备对某一特定目标分子具有选择性的聚合物技术,又称分子烙印技术。其原理是模板分子和功能单体在合适的单体在合适的分散介质中,通过可逆共价作用或非共价作用形成复合物,再加入交联剂,光引发或热引发等聚合作用下,形成既具有一定刚性又具有一定柔性的
60、高分子聚合物,然后洗脱除去模板分子,这样在高分子聚合物中留下了一个与模板分子在空间结构上完全匹配,且含有可与模板分子专一结合的功能基的三维空穴,以便用于于模板分子再结合。检测方法新技术分子印迹技术 分子印迹技术广泛应用于色谱分析、抗体或受体模拟、生物传感器以及生物酶模拟和合成等多领域中,目前研究的重点主要在于传感器、固相萃取、模拟酶催化、临床药物分析、膜分离技术。将应用到食品安全检测领域已成为国内外研究的热点。 有报道用分子印迹技术制备三聚氰胺分子印迹聚合物,将其作为生物传感器的识别元件,与转换元件结合制成检测三聚氰胺的电化学生物传感器。以三聚氰胺为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,季戊四醇三丙
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