食品分析在食品行业中的应用

食品分析在食品行业中的应用

摘要：食品分析是食物营养评价与食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分。它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工生产与销售的全过程。本文论述了食品分析在食品行业中的应用现状及展望。

关键词：食品分析应用

人们通常根据食品的化学组成和物理性质来确定食品的营养价值、功能性质和可接受性。随着人们生活水平的提高, 特别是我国加入WTO 后, 我国农产品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代, 食品的功能性和安全性越来越受到重视, 如食品的功能成分, 农药、兽药残留, 有毒有害物质, 内分泌干扰物质等的分析精度和检测限要求越来越高; 另一方面, 作为食品生产企业和政府监管机构, 对食品品质的控制则要求能实现在现场无损检测, 快速获得检测结果, 现代食品分析技术正向这两个方向发展。

1 食品分析对象和方法

1.1 食品分析对象

食品分析的对象主要有三类，即：营养成分、有害物质和食品添加剂。

1.1.1 营养成分

食品营养成分是影响食品品质和营养价值的重要指标。目前人体所需的营养素约有40多种，可分为6大类,即蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐、维生素和水。显然，这些也是食品分析的主要研究内容。

1.1.2 有害物质

食品中的有害物质直接威胁人体健康。然而，食品中有害物质的来源主要是污染。食品分析中的有害物质主要有有机磷/氯农药、有害化学元素（砷、汞、铅、镉等）以及某些微生物或其代谢产物（大肠杆菌、黄曲霉毒素等）。

1.1.3 添加剂

添加剂是为了改善食品品质延长保质期而向加入的化学合成物或天然物质。有些食品添加剂是有一定毒性的，因此，对食品中添加剂的使用有一定的限制。防腐剂、抗氧化剂、甜味剂、漂白剂、着色剂等都是检验对象。

1.2 食品分析方法

分析方法主要有化学分析法、仪器分析法、微生物分析法和生物鉴定法.

2 食品分析在食品行业中得应用

2.1 实验室现代仪器分析技术

2.1. 1通用仪器分析技术

食物中的许多营养成分如糖、维生素、多肽、胆固醇等; 毒素如黄曲霉毒素; 内分泌干扰物质如激素、甾醇、双酚A等; 农药残留如氨基甲酸酯、有机磷农药、杀菌剂等; 兽药残留如四环素、磺胺、氯霉素等, 其分析方法以紫外、红外、核磁共振、气相色谱、高效液相等高、精、尖仪器为主, 应用领域将越来越广, 因此称光谱、色谱及色质联机技术为食品现代仪器分析的通用技术。

色谱技术的开发热点集中在时间短、灵敏度高、污染少( 溶剂用量少) 三个方面, 特别是近十年来随着色谱柱填料、检测器的改进, 色谱的分离能力和检测限均有很大幅度的提高。将色谱分离技术与高分辨率质谱、二级质谱联用, 使被分析目标物的检测限大大提高, 可达到pg 级。

1. 2专用仪器分析技术

1. 2. 1蛋白质分析

蛋白质分析现已开发出集消煮、蒸馏、滴定并带自动保护、安全报警、结果计算于一体的

全自动凯氏定氮装置, 最快在4h内可完成60 个样品的分析,效率大大提高, 日本、德国、瑞典、意大利等都有相应的机型上市。

另一种定氮方法是干式燃烧法, 其原理是将样品置于高温燃烧管中, 通入氧气充分燃烧后, 将产生的气体经铜还原生成NOX, 以N2或NO2为指标用热传导检测器进行测定, 其优点是无需任何试剂, 且测定一个样品的时间仅需几分种, 安全、高效, 此法已被AOAC 采用。

1. 2脂肪分析[ 4～6, 9, 13]

a.脂肪抽提技术样品的前处理技术直接影响分析检测的效率和准确度。近年来开发出了快速、简便、溶媒用量少的脂肪抽提装置, 提取时间由原来索氏提取的8～16h降低至30～60min,溶剂回收率高于90% 。另一种新的脂肪抽提方法就是超临界萃取。

b.脂肪的分析技术美国一公司研制出了一种水分、脂肪分析仪, 是由微波干燥装置与NMR 有机组合的系统, 可快速、准确的测定几乎所有食品中的脂肪和水分含量, 时间短, 微波干燥测水分约需2～3m in, 现国外广泛用于乳制品、冰淇淋、调味品和涂味食品如黄油、果酱等食品的分析。

1. 2. 3食物纤维[ 4～6, 13]

食物纤维定量分析仪是以酶法为基础的食物纤维迅速抽出装置, 操作简单, 可同时测6个样品, 可分别测定可溶性和不溶性食物纤维含量, 重复标准偏差在0. 5%以下。

意大利研制出一种食物纤维分析系统是由酶解装置和高速过滤装置组成, 高性能酶解和过滤, 可分析出可溶性、不溶性及总纤维含量, 重现性好, 过滤器的清洗也十分简单。1. 2. 4灰分与微量元素[ 4, 5, 13]

美国研制的食品灰分分析仪MAS-7000 型马福炉采用微波加热, 与常规马福炉相比, 灰分测定时间仅为常规的1/ 10。日本开发的湿式灰化装置, 可同时测4个样品, 既可作为灰分测定, 也可作为矿物质分析的前处理, 具有排气净化功能, 装置表面带玻璃观察窗口,可确认样品分解情况, 为桌面小型马福炉。

微量元素包括重金属元素分析, 利用微波消解装置配合电感偶合等离子体发射光谱仪, 与一般原子吸收、分光度法和冷原子吸收等方法相比, 操作更简单, 试剂用量少, 时间大大缩短, 而其检测限接近石墨炉原子吸收法, 精度与火焰原子吸收相当。

2现场分析与无损检测技术

现场分析是指加工原料收购现场、商品购销现场、商品进出口贸易现场以及生产现场的快速分析,对产品质量的形成过程和成品的质量进行监控。

无损检测技术是现场快速分析的重要手段, 涉及光学、力学、电学和磁学等学科, 内容广泛, 其基础涉及材料科学、计算机技术、生物技术、信息技术等诸多领域。

2. 1光谱学无损检测技术

光谱学无损检测技术是随着现代软、硬件技术的发展而发展的。在软件开发方面由于计算机技术、现代信息技术的进步, 完全可以实现从复杂、重叠、变动的背景中获取弱的信息。在硬件上, 特别是在小型化光源、全息光栅单色器以及新型的光学器件的广泛应用, 现代电子技术提供了各种功能强大的大规模集成电路这些技术的发展与普及, 使得运用光谱学实现快速现场分析成为可能。

2. 1. 1表观品质检测[ 4, 5, 7～9, 15]

食品表观品质的检测可从两个方面进行, 即颜色与外形。其中颜色可以用色度学理论来客观描述, 色度学的参数可以用反射光谱学方法来获取。另一表观品质是形状和大小, 可以用计算机视觉技术来进行客观的描述。

国外开始于70 年代末期, 主要的研究对象是苹果、橘子、桃、西红柿、黄瓜等。

2. 1. 2内部品质检测[ 4, 5, 10, 16]