食品安全檢測(cè)電化學(xué)分析法應(yīng)用

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摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，國(guó)民食品安全意識(shí)得以強(qiáng)化，但國(guó)民生活質(zhì)量提升后，市場(chǎng)中食品的生產(chǎn)、組成結(jié)構(gòu)不斷變化。在食品生產(chǎn)行業(yè)多元化發(fā)展中，食品安全問(wèn)題發(fā)生率明顯提高。為加大食品安全管理力度、減少食品安全事故，需重視食品安全檢測(cè)技術(shù)的推廣與應(yīng)用。在此背景下，以電化學(xué)分析法為例，對(duì)食品安全問(wèn)題成因及檢測(cè)現(xiàn)狀展開分析。同時(shí)，對(duì)伏安分析法、電位分析法等電化學(xué)分析法的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單研究，以明確電化學(xué)分析測(cè)定食品安全質(zhì)量的基本價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)；分析法；食品安全；檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)前，食品安全事故對(duì)國(guó)民身心健康造成難以挽回的損傷。為實(shí)現(xiàn)我國(guó)食品生產(chǎn)行業(yè)健康發(fā)展的目標(biāo)，應(yīng)重視預(yù)防食品安全風(fēng)險(xiǎn)，保障國(guó)民健康。相關(guān)部門可利用電化學(xué)分析法，推進(jìn)食品安全性能的檢測(cè)工作，從而在食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效控制中，提高食品安全檢測(cè)水平。因此，本研究對(duì)食品安全檢測(cè)中電化學(xué)分析法的具體應(yīng)用展開討論。

1電化學(xué)分析法相關(guān)概述

電化學(xué)分析法，也稱為電分析化學(xué)法，其實(shí)踐原理是根據(jù)物質(zhì)在特質(zhì)溶液中的電化學(xué)性質(zhì)，判斷物質(zhì)內(nèi)部組分，以評(píng)估物質(zhì)質(zhì)量。電化學(xué)分析法在實(shí)際應(yīng)用中，是將溶液看作化學(xué)電池組分，并結(jié)合化學(xué)電池中電導(dǎo)、電流、電阻值、電壓曲線等各項(xiàng)參數(shù)與被測(cè)物體的濃度關(guān)系，從而測(cè)定該物體成分。隨著電化學(xué)分析法使用價(jià)值的不斷突出，其學(xué)科理論不斷完善，并且在物理學(xué)、計(jì)算機(jī)、材料等學(xué)科集成中，形成完整性、系統(tǒng)性的理論機(jī)制，對(duì)研究物質(zhì)內(nèi)外部表象特征意義重大。再者，電化學(xué)分析法是基于電化學(xué)技術(shù)原理，借助化學(xué)電池功能結(jié)構(gòu)以及被測(cè)物質(zhì)成分含量、電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析的手段。在實(shí)際運(yùn)用中，可同時(shí)滿足物體的定性、定量需求[1]。

2食品安全問(wèn)題原因及檢測(cè)現(xiàn)狀

2.1食品安全問(wèn)題原因分析

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，食品結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等級(jí)越發(fā)多樣，其等級(jí)多與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平相關(guān)，而國(guó)民食物要求尚處于不同層次。在此背景下，國(guó)民可支配收入增加后，其生活質(zhì)量、進(jìn)食目標(biāo)存在較大調(diào)整。食物在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中，不僅具備果腹功能，還要滿足安全、品質(zhì)需求。但食品生產(chǎn)廠家綜合實(shí)力參差不齊，導(dǎo)致食品安全性無(wú)法得到保障，甚至在食品監(jiān)管部門職能發(fā)揮中，無(wú)法準(zhǔn)確判斷食品安全性能，最終造成食品安全問(wèn)題。除此之外，食品安全管理作為減少食品安全問(wèn)題的主要手段，在工作中需投入大量資金、設(shè)備，而當(dāng)前在相關(guān)執(zhí)法部門監(jiān)管作業(yè)中，設(shè)備、人員、資金不足，無(wú)法強(qiáng)化食品安全管理，影響食品安全問(wèn)題防控的有效性，留下食品安全隱患。

2.2食品安全檢測(cè)現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的發(fā)展，國(guó)民健康成為重點(diǎn)關(guān)注話題。食品安全是影響國(guó)民健康的核心問(wèn)題，若產(chǎn)生食品安全問(wèn)題，則會(huì)直接損傷國(guó)民身體健康。近些年，食品行業(yè)內(nèi)安全事故頻發(fā)，食品健康問(wèn)題引起各方重視。為降低國(guó)民健康風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)食品安全檢測(cè)方法難以滿足新時(shí)期食品檢測(cè)需求。因此，相關(guān)部門需借助新型食品檢測(cè)手段，加大食品安全檢測(cè)力度，維護(hù)國(guó)民健康。隨著相關(guān)部門食品安全管理、監(jiān)測(cè)工作的不斷推進(jìn)，電化學(xué)分析法這類新型檢測(cè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在食品生產(chǎn)行業(yè)管控中，可協(xié)助相關(guān)部門獲取食品安全信息，完善食品安全管理體系，在實(shí)際應(yīng)用中，具有操作便捷、靈敏度高、檢測(cè)效果明顯等優(yōu)勢(shì)，有利于提高食品安全檢測(cè)水平、創(chuàng)新食品安全檢測(cè)技術(shù)[2]。

3電化學(xué)分析法在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1伏安分析法

伏安分析法是電化學(xué)分析法的主要實(shí)踐形式之一，能夠在物質(zhì)分析過(guò)程中通過(guò)電解處理食物，將電流、電位變化指數(shù)作為食品安全性測(cè)量指標(biāo)，獲取食品安全性信息。在電化學(xué)分析法中，使用伏安分析法時(shí)，多將石墨、金屬材料作為電極實(shí)驗(yàn)核心組分。在判斷食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的重金屬含量時(shí)，實(shí)際檢測(cè)方法為溶出伏安法。在具體運(yùn)用中，可在電極修飾結(jié)合食品內(nèi)金屬離子響應(yīng)后，使用電化學(xué)方法分析其響應(yīng)程度，以評(píng)價(jià)食品內(nèi)重金屬含量是否符合食品安全管理標(biāo)準(zhǔn)。在研究人員應(yīng)用伏安分析法測(cè)定白酒內(nèi)重金屬時(shí)，重點(diǎn)測(cè)定酒精內(nèi)含有的Pb、Mn離子數(shù)量，最終得出結(jié)論：某白酒內(nèi)Pb、Mn離子分別為1.0φtimes，10~3φnu[3]。由此可見(jiàn)，伏安分析法在食品安全檢測(cè)中有著較高的靈敏度，且食品成分檢出效率高，甚至能夠在檢測(cè)期間控制樣品損耗。除此之外，伏安分析法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，能夠應(yīng)對(duì)食品安全檢測(cè)中的汞膜毒性問(wèn)題，同時(shí)，不存在環(huán)境污染現(xiàn)象，可憑借自身操作便捷、準(zhǔn)確率高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于食品內(nèi)重金屬的測(cè)定。在伏安分析法中，微分脈沖伏安法作為溶出伏安法中靈敏度較高的檢測(cè)技術(shù)分支，在實(shí)際應(yīng)用中可準(zhǔn)確檢測(cè)食品內(nèi)的金屬離子。具體操作流程是將脈沖電壓疊加在線性掃描中，在疊加時(shí)間持續(xù)延長(zhǎng)后，減弱檢測(cè)設(shè)備中其他電流、噪音對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響。相關(guān)學(xué)者使用微分脈沖伏安法可準(zhǔn)確測(cè)定麻花、油條、方便面等油炸食品內(nèi)的丙烯酰胺。在檢驗(yàn)環(huán)境優(yōu)化后，最低測(cè)限為1.0×10-8mol/L，且檢測(cè)結(jié)果顯示被測(cè)食品樣品的丙烯酰胺與高效溶液色譜一致。所以，微分脈沖伏安法在食品安全檢測(cè)中可用于快速測(cè)定丙烯酰胺[4]。

3.2電化學(xué)傳感器

在電化學(xué)分析法中，電化學(xué)傳感器在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用是利用裝置電信號(hào)敏感度測(cè)定食品安全質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，電化學(xué)傳感器是由多個(gè)或某一個(gè)能夠產(chǎn)生與被測(cè)物體內(nèi)部組分、化學(xué)性質(zhì)相關(guān)的電信號(hào)的元件合成的傳感器。該傳感器可根據(jù)原件敏感性能，獲得食品組分所形成的電信號(hào)。電化學(xué)傳感器在具體實(shí)踐中的檢測(cè)方法不同，其工作形式會(huì)存在明顯差異。因此，基于電化學(xué)傳感器工作模式，可將其劃分為電導(dǎo)型、電流型、電位型等類型。在食品安全檢測(cè)期間，電化學(xué)傳感器有著精密度高、能耗少、穩(wěn)定性能突出、靈敏度強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，并且可在檢測(cè)過(guò)程中抵抗外部干擾。因此，在食品安全領(lǐng)域中，電化學(xué)傳感器的應(yīng)用價(jià)值不斷凸顯，成為食品安全監(jiān)管部門測(cè)定食品質(zhì)量、安全性能的重要手段之一。例如在牛奶測(cè)定中，相關(guān)人員制作電化學(xué)傳感器，可測(cè)定、顯示牛奶中三聚氰胺的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，同時(shí)，檢測(cè)速度快、抗干擾能力強(qiáng)[5]。國(guó)民食品攝入安全意識(shí)強(qiáng)化后，電化學(xué)傳感器在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用，多用于測(cè)定食品內(nèi)有害物質(zhì)的含量，是當(dāng)前電化學(xué)分析法范疇內(nèi)檢測(cè)食品安全的新型手段，同時(shí)，在評(píng)測(cè)樣品質(zhì)量時(shí)，該裝置具備一定的穩(wěn)定性，且功能損耗低、適用范圍大。在測(cè)定被檢食品時(shí)，電化學(xué)傳感器的抗干擾能力體現(xiàn)在裝置可預(yù)防外界環(huán)境影響、阻斷各類食品安全檢測(cè)質(zhì)量干擾因素上。相關(guān)人員以石墨為核心制成電化學(xué)傳感器后，可用于測(cè)量食品中蘇丹紅、雙酚A、硝酸鹽等常用指標(biāo)。經(jīng)食品安全檢測(cè)試驗(yàn)后，電化學(xué)傳感器的應(yīng)用價(jià)值、可行性被再次證實(shí)，推動(dòng)了其在該領(lǐng)域的推廣、滲透。

3.3電位分析法

乳制品作為人體營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充、蛋白質(zhì)獲取核心渠道，其含量是食品安全檢測(cè)的重要指標(biāo)。為通過(guò)蛋白質(zhì)含量檢測(cè)判斷食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，相關(guān)人員可使用蛋白質(zhì)分析法測(cè)定食品內(nèi)蛋白質(zhì)的含量[6]。在使用凱氏定氮法落實(shí)食品安全檢測(cè)工作時(shí)，雖然重現(xiàn)性好、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，但容易被乳制品內(nèi)非蛋白質(zhì)因素影響，例如尿毒和三聚氰胺，且操作流程繁雜，可能會(huì)產(chǎn)生二氧化硫等有害氣體。相關(guān)人員為彌補(bǔ)該檢測(cè)技術(shù)缺陷，采用電位分析法中的電位滴定法測(cè)定、分析食品蛋白質(zhì)指標(biāo)，可在堿性環(huán)境中，使食品與甲醛溶液反應(yīng)，從而使氨基堿性消失，測(cè)定蛋白質(zhì)含量。電位分析法的實(shí)踐原理是，通過(guò)評(píng)測(cè)電極電位，采集食品樣品中的溶液濃度信息。電位滴定法是電位分析法的常用手段，其應(yīng)用無(wú)需在實(shí)驗(yàn)中增加指示劑，所以，使用范圍較廣。當(dāng)前，進(jìn)行食品安全檢測(cè)時(shí)，相關(guān)人員使用電位滴定法測(cè)定蛋白質(zhì)指標(biāo)后，同樣可將其用于測(cè)定香腸、海鮮醬油、豆腐乳這類食物中的鹽分指數(shù)。電位滴定法檢測(cè)工藝易于操作、結(jié)果精密度高，有著突出的使用優(yōu)勢(shì)。然而，在電位滴定法具體應(yīng)用中，由于食品內(nèi)銨鹽單體指標(biāo)可能會(huì)影響食品安全檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，阻礙食品安全管理工作的有效開展，相關(guān)人員在進(jìn)行乳制品、腌制食品安全檢測(cè)時(shí)，應(yīng)提前檢測(cè)食品內(nèi)銨鹽單體的數(shù)量，將銨鹽單體盡數(shù)去除后，可正式進(jìn)入食品安全測(cè)定環(huán)節(jié)[6]。

3.4極譜分析法

在電化學(xué)分析法中，極譜分析法起源較早，于1992年被提出，其檢測(cè)原理是在物質(zhì)電解后，通過(guò)綜合分析物質(zhì)極化電極中電位、時(shí)間曲線等指標(biāo)，明確檢測(cè)溶劑中被測(cè)物質(zhì)的具體濃度，屬于電化學(xué)分析法中常用的檢測(cè)技術(shù)。在食品安全檢測(cè)中，極譜分析法的應(yīng)用形式可分為兩種，分別為控制電流極譜法、控制電位極譜法，而控制電位極譜法中包括單掃描、交流、直流、方波、脈沖等檢測(cè)形式。其中，控制電位極譜法在我國(guó)食品安全檢測(cè)中使用頻率較高、適用范圍廣。具體來(lái)說(shuō)，在食品安全檢測(cè)中，鉛元素指標(biāo)是食品安全性能評(píng)定的核心內(nèi)容，食品內(nèi)鉛元素過(guò)量會(huì)損害國(guó)民健康?；跇O譜分析法中的單掃描極譜法，相關(guān)人員在食品安全性分析中，可及時(shí)、有效地掌握食品內(nèi)鉛元素的含量，且檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高。因此，進(jìn)行食品安全、質(zhì)量管理時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)選用極譜分析法，重點(diǎn)排查茶葉、純凈水、肉質(zhì)食品、糖類中鉛元素的含量，以此在食品內(nèi)部指標(biāo)信息識(shí)別中，提高食品安全檢測(cè)水平，確保食品安全質(zhì)量?，F(xiàn)階段，部分學(xué)者在極譜分析法應(yīng)用中，利用單掃描極譜法測(cè)定食品內(nèi)的三聚氰胺，可在短期內(nèi)綜合測(cè)定三聚氰胺的含量，且檢測(cè)流程簡(jiǎn)單、成本低、重現(xiàn)性良好[7]。

4結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)中食品安全問(wèn)題是影響社會(huì)和諧、穩(wěn)定發(fā)展的熱點(diǎn)，隨著社會(huì)食品安全意識(shí)的增強(qiáng)以及食品安全事故的曝光，國(guó)民對(duì)飲食健康越發(fā)重視。因此，用食品安全檢測(cè)技術(shù)分析食品內(nèi)的有害成分，能夠進(jìn)一步推進(jìn)食品安全質(zhì)量管理工作，維護(hù)國(guó)民健康。電化學(xué)分析法作為新型食品安全檢測(cè)技術(shù)，在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)掌握食品各項(xiàng)指標(biāo)、判斷食品安全性能有著不可替代的作用。但是在電化學(xué)分析法推廣中，相關(guān)部門還應(yīng)適當(dāng)增加檢測(cè)技術(shù)研究成本投入，從而提高我國(guó)食品安全檢測(cè)水平。

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作者：陳宗偉 馬永宇 單位：南京市高淳區(qū)綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心