食品中元素形态检测分析方法的研究

食品中元素形态检测分析方法的研究

叶佳丽

深圳市计量质量检测研究院  广东深圳 518131

摘要:食品是人类赖以生存的基本物质保障，食品中的各种元素都会对人体的健康产生一定的影响，因此，改进食品中各种元素的形态分析技术，并准确地把握元素的各种形态特征，不但可以对食品进行最优的选择，还可以最大限度地提升食品的安全性和营养价值。在此基础上，本文结合前人的科研及实际工作，对食品中的元素形态测定技术及其应用进行了探索，以期推动国内食品工业稳步、健康地发展。

关键词:食品安全；元素形态；检测分析法

引言

随着我国科技水平的不断发展与创新，使得我们在食品检验方面的技术更加成熟，对食品检测中的一些关键技术进行研究是非常必要的。由于食品元素的形态有所不同，导致其化学、物理、生物效应差异极大，这也就导致了其在生态系统及生物体内的化学效应存在一定的差异，因此也呈现出不同的化学、物理、生物效应。本文对食品中元素形态进行了检测分析研究。

一、食品中元素形态检测分析

食品中含有丰富的营养成分，其中很多都是人类需要的矿物质，而一些有毒有害的食品中也会含有对人类造成伤害的重金属元素，过量摄入会对人类的生命和健康造成严重的危害。有关的研究表明，食品中的各种元素的赋存状态是决定其对植物的吸收利用的重要因素。比如，对于人体所需要的矿物质元素来说，只要它的存在形态对身体的吸收比较好，那么在相同的元素含量下，吃它对身体的营养更有帮助。但是另一方面，当这些有毒物质以一种对身体有益的形式出现时，人们吃了就很可能会产生毒副作用。所以，研究和开发一种行之有效的检测手段是非常重要的。当前，金属中的元素存在形式大致可划分为6类，即：胶状与非胶状；可溶与不可溶两种状态；有机组分与无机组分两种状态；复合状态与未复合状态；离子化与非离子化；元素的价态等。另外还可以根据具体的分选方法进行分类，该分类方法在实践中比较常见。例如，阳极溶出伏安法的检测结果有两种，一种是活性态，另一种是无活性态。也有一些分析方法采用6组形态层次的描述方法，例如初步形态分析，主要是考察其含量成分的溶解情况，所以结果分为溶解态和无溶解态[1]。

二、食品中元素形态的常用检测方法

1、物理检测法

目前，国内主要采用的是光化学法。光化学法是一种以电磁波为光源，对食品进行辐射，并对食品中所含的电磁波进行分析，从而判定食品的品质是否符合标准。若食品中含有很高的蛋白质，则可利用光化学检测器，将以原子为主之非金属及金属等物质，加以侦测。光化学法的探测方法可分为三类。（1）原子吸附检测法。由于原子吸收方法的敏感性和特异性都非常高，因此，许多研究者都喜欢使用这种方法。一九六六年，原子吸收法首先与气相色谱结合，用于石油中的一些杂质，后来又提出了使用层析原子吸收光谱仪的方法，这种方法使得FASs与层析结合起来比较方便，但是很少能获得理想的准确度，而QFASs用于层析检测，则大大提高了检测的准确度。（2）原子发射光谱检测法。最早的时候，采用的是直流电弧法、电火花法，但是这些手段的灵敏度相对较差，后来才被等离子体激发法所代替，由于其具有很高的探测精度，因此受到研究者们的青睐。（3）原子荧光光谱检测法。此仪器以对被测定的元素的成分进行分析为主，并以特定的亮度与频率发射萤光，以萤光的强弱来判定所测定的成分。该方法既结合了光谱技术的优点，又保留了光谱技术自身的特点，操作流程十分简单，具有高灵敏度、低干扰、多组分同步探测等优点。然而，在具体执行过程中，也会出现一些问题，例如，不能消除散射光自身的干扰，由于有些食品中的元素含量比较复杂，因此，在进行后续的分析时，可能会出现比较大的错误。这种技术被广泛用于水体中的汞、食品中的锡等重金属的测定，在准确率上已经达到了相当高的水平。

2、化学检测法

利用化学手段对食物进行检测与分析，根据食物中不同成分的化学特征，来判断食物的质量与安全。在这些因素之中，化学法包含了两个部分，一个是定量，另一个是定性，这两种方式是进行食品检测的最基础的方法，它们在食品样本的预处理和检测中被应用得比较多，当前应用于食品检测的仪器检测法也大多是以化学法为基础而建立的。化学法食品常量的检测分析有：质量分析法、体积分析法等。所谓质量分析，就是通过对食品中的某个组成成分的质量称量，来判断和确定其构成成分及含量，比如对食品中的脂肪以及水分、纤维素、灰分等组成成分的检测确定，就是从质量分析层面进行的检测分析。而容量分析，也称为滴定分析，包含了氧化还原滴定分析和酸碱滴定、沉淀滴定、配位滴定等各种方法和内容，一般情况下，对食物酸度及其蛋白质、过氧化值、脂肪酸价等进行的测定和分析，都需要用容量分析来实现[2]。

3、生物检测法

在生命科学领域中，最常见的方法是免疫检测方法，其特异性强，可快速检测出样品中元素的浓度和形态等，并可检测出物质的化学性质。在此基础上，根据后续工作的要求，将这些新的分子与所携带的蛋白质进行偶联，赋予其一定的免疫原性，从而完成了全部的分析步骤。在实际试验之前，必须对试样做一些必要的预处理，比如浸渍，烘干等等。在具体的生产工艺中，还可以使用微波消解器进行有效的处理，通过绝缘体将其内部的元素复合物进行分解，将能量辐射到被测物质中，之后通过电加热的方法将被测物质进行分离。这种方法不仅可以防止内部组份的破坏，而且可以获得较好的工作效果。

4、仪器检测法

仪器法按其工作原理和技术系统的差异，可分为多种分析手段，例如：光谱仪器检测方法、色谱仪器检测方法。其中，在光学仪器分析中比较常用的技术有：发射光谱法、吸光光度法、荧光分析法和原子吸收分光光度法等，是基于检测物质的光学性质而建立的仪器测量与分析方法。在电化学仪器分析方法中，较为常见的有电流分析、电位分析、库伦分析、极谱法与电导法等，是基于检测物质的化学性质而建立的仪器测量与分析方法。而色谱法是一种十分重要的分离和富集手段，能够应用到实际的测定和分析中，能够对多组分进行有效的分离和测定，目前较为常见的有离子交换色谱、液相色谱、气相色谱等。由于不同的食物所包含的元素是不一样的，并且在流动时的分配系数也是不一样的，所以，在进行元素形态分析时，常采用色谱方法，利用物质间的相互作用，对其进行特定的反应，经过反复的分离，从而得到多种种类的物质。由于各种金属存在形式的差异，其分析手段也各不相同，因此，采用离子交换层析技术，结合 AFS，可以保证分析结果的准确度。当前，基于食品检测色谱分析工作原理，开发出了多项专用检测仪器，如糖类测定仪、全自动万能牛奶分析仪、氨基酸自动分析仪、脂肪测定仪等，为有效地开展食品安全检测提供有效的技术支持[3]。

结语

当前，国际上普遍采用了多种联用技术进行食品中微量元素的形态测定，而国内尚处在起步阶段，因此寻求一种简便、快速、准确的食品中微量元素形态测定新技术，是今后食品中微量元素形态测定的终极目标。在我国由于人民群众的生活条件得到很大改善，人民群众对食品质量的关注越来越多，对食品质量的要求也越来越高。因此对食品生产中的元素进行快速、准确、检测是当前食品生产中的一个热点话题。

参考文献：

[1]宋玉函.关于食品中重金属元素形态分析前处理和检测的研究[J].食品安全导刊，2020（31）:40-41.

2］张晶，李雪影，徐辉，等.电感耦合等离子体在食品分析检测中的应用［J］.包装与食品机械，2014，32（5）：62-66.

[3]吕小丽.食品及食品接触材料中钠元素形态分析研究进展[J].江西农业学报，2019（2）:128-130.