食品添加剂中有害杂质检测方法研究.pdf

6月出版67工程食品食品分析2023年第2 期食品添加剂中有害杂质检测方法研究杜晓全*（河北农业大学，河北保定071066)摘要为了提高食品添加剂使用的安全性与规范性，提高食品加工产业的可持续发展，研究了一种食品添加剂中有害杂质的检测方法。将食品添加剂中最常见的4种有害杂质（苯、二氯乙烯、二氯甲烷、三氯甲烷）作为试验的检测对象，配制试验样品试剂，利用固相微萃取-气相色谱检测技术，根据试验对象的基本特性，设计试验参数。试验结果表明，4种有害杂质的气相色谱图具有明显的气相色谱峰型，有害杂质的分离效果优良。根据有害杂质的线性回归参数，计算检测结果的加标回收率在96.41%10 3.6 9%范围之间，高于95%的基本标准；检测结果的相对标准偏差在0.95%3.17%之间，远低于10%的基本标准，表明该方法可以精准地检测出食品添加剂中的有害杂质，具有良好的精密度，为食品加工工艺的质量检测工作，提供了精准的技术支持。关键词食品添加剂；有害杂质；气相色谱检测技术Study on the Detection Method of Harmful Impurities in Food AdditivesDu Xiaoquan(Hebei Agricultural University,Baoding Hebei071066,China)Abstract In order to improve the safety and standardization of the use of food additives and improve the sustainabledevelopment of the food processing industry,a detection method for harmful impurities in food additives was designed.The four most common harmful impurities in food additives(benzene,dichloroethylene,dichloromethane,trichloromethane)are used as test objects and test sample reagents are prepared.Using solid phase microextractiongas chromatography detection technology,according to the basic characteristics of the test object,select the testequipment and design the test parameters.The gas chromatograms of four kinds of harmful impurities were obtained,with obvious gas chromatographic peaks.The separation effect of harmful impurities in food additives was excellent.According to the linear regression parameters of harmful impurities,calculate the spiked recovery rate of the detectionresults,which is between 96.41%and 103.69,higher than the basic standard of 95%;The relative standard deviationof the test results is 0.95%3.17%,far below the basic standard of 10%.It can accurately detect the main harmfulimpurities in food additives with good precision,providing accurate technical support for the quality inspection of foodprocessing technology.Keywordsimpurity detection technology;food additives;harmful impurities;detection methods of hazardoussubstances中图分类号：TS207.5*1文献标识码：A文章编号：16 7 3-6 0 44(2 0 2 3)0 2-0 0 6 7-0 3D01:10.3969/j.issn.1673-6044.2023.02.020现今，随着生活水平的提高，人们对食品的色、香、味以及质量的要求越来越高。在食品加工过程中，大多会用到食品添加剂。食品安全直接关乎人类的健康与生命安全。因此，食品的安全问题一直是我国乃至全世界都关注的重要热点课题。在食品加工过程中，为了增添食品风味，延长食品保质期，会添加多种食品添加剂对食品进行加工改*杜晓全，女，2 0 0 1年出生，河北农业大学食品科学与工程专业本科在读。收稿日期：2 0 2 2-12-0 7良。食品添加剂用量只要在合规的范围内，对人体的健康不会产生威胁。但是，一部分食品添加剂的制作工艺不成熟，或者与食品包装材料发生反应，会产生有害杂质，从而影响食品质量，危害人体健康，甚至会对环境造成一定程度的污染。有害杂质对人体的危害是一个长期的、不显著的过程，人们无法第一时间对有害物质进行防范，增加了食品有害杂质等食品安全方面的食源性疾病概率，增加了食品添加剂使用的风险。因此，为了保证人们生命健康，加强研究食品添加剂中相关有害杂质的检测与控制技术，严格控制食品添加剂的质量问题，保6月出版68食品分析食品工程2023年第2 期证食品添加剂使用的合理性、无害性。基于以上背景，本文通过研究食品添加剂中有害杂质的检测方法，希望可以提高食品添加剂的纯度，为食品加工工艺的安全性与稳定性提供一种可靠的技术支持，保证食品的质量与安全，促进食品加工工艺技术的进步以及食品加工工厂的可持续、循环发展。1食品添加剂有害杂质检测方法设计1.1试验概况常用的柠檬酸、二氧化碳、糖精钠以及苯甲酸钠等食品添加剂中，往往会伴有一些有害杂质，会对人体健康造成一定程度的影响。常见的食品添加剂中有害杂质的基本结构如图1所示，各杂质特性及危害如表1所示ClClCIHCCHCIC.H.HClClCIHHClClCHCl2CHCl,图1食品添加剂中常见有害杂质基本结构表1食食品添加剂中常见的有害杂质基本参数序号杂质主要物理特性及危害无色，刺激上呼吸道黏膜，引发轻、重度血1苯液疾病,基因缺陷等无色，易燃爆，抑制中枢神经，刺激皮肤，2氯乙烯造成呼吸系统紊乱，引发癌症等无色有味，强挥发性，麻醉神经系统，造成3二氯甲烷肺部疾病无色有特殊气味，麻醉神经系统，损害人4三氯甲烷体的心、肝、肾等部位，致畸、致癌对于表1所示的有害杂质，为了保证检测精度，提高食品质量检测的效率与效益，结合有害杂质的热稳定差以及大分子性，选择固相微萃取-气相色谱检测技术作为检测方法。基于此，现利用上述4种食品添加剂为研究对象，对常见的有害杂质进行检测与分析。1.2检测设备与试剂选择试验基本材料：芒果干（糖精钠）、啤酒（二氧化碳）、酱油（苯甲酸钠）、果汁（柠檬酸）。试验主要试剂材料：二氯甲烷、氯乙烯、无水乙醇、无水硫酸钠、二次蒸馏水等。试验主要的仪器设备：Agilent-GC7890Plus气相色谱仪，美国AgilentTechnologies公司；Agilent-G3431-60800火焰离子化检测器（FID），美国Agi-lentTechnologies公司；Supelco-KLGC-SPME固相微萃取装置，美国Supelco公司；ZNCL-G310170mm电热磁力搅拌器，上海越众仪器设备有限公司；ZH-3漩涡混合器，上海展兴电子科技有限公司；MF2055C电子天平（十万分之一微量型），中国华贝（北京）科技有限公司；Optima-XPN离心机，美国贝克曼库尔特公司。1.3试验方法在对食品添加剂中有害杂质检测时，选择的样品中其他成分或添加剂可能对结果产生干扰或影响。这些导致干扰的化合物可能与目标化合物具有类似的物理和化学性质，从而难以准确区分或识别。因此，在进行食品添加剂检测时，需要进行样品制备和选取适当的分析方法，以尽可能减少干扰物质的存在，并确保能够准确、稳定地检测目标化合物。本文主要运用萃取技术去除可能的干扰物质，使用固相微萃取器从样品中提取目标成分，对获得的抽提液进行分离和去除杂质。对待测物质进行进一步的提取、浓缩或纯化操作，以此准确地区分目标成分和干扰物质，避免样品中其他成分或添加剂对结果造成干扰和影响。根据检测杂质的溶解特性，本次试验的电解质试剂有2 种：无水硫酸钠、无水乙醇，分别配制10mL质量浓度为10 mg/mL的电解质溶液，放人1环境中保存。分别取10.0 0 mg处理好的试样，置于离心管中，加人蒸馏水至2 5mL，以50 0 0 r/min的速度离心处理3min。将提取到的溶剂，利用旋涡混合器，震荡1min。过滤溶剂，分别提取不同溶剂的上层清液10 mL，放置在干燥比色管中，作为试验样品试剂，静置，待测。配制有害杂质检测试验标准溶液。将4种待测有害杂质苯、氯乙烯、二氯甲烷、三氯甲烷分别配制成质量浓度50 0 mg/L的标准溶液，保存，待测2结果与分析2.1基于固相微萃取技术的样品前处理采用固相微萃取技术，对待检测的试剂样品进行前处理工作。通过提取待测试剂样品的主要组分，消除试剂样品多余基质的干扰，降低检测试验的误差，以此来提高有害杂质检测试验的灵敏度，以及精准度。萃取流程如图2 所示O0样本试剂预淋活化滴样洗涤样本洗脱样本图2固相微萃取装置示意图在上述试验准备的基础上，在温度恒定的试验环境中，利用固相微萃取装置对样品试剂进行萃取，具体步骤如下：下转第7 3页）6月出版69食品工程食品分析2023年第2 期样品的预处理：取0.8 mL由电解质试剂得到的试验样品试剂进行加热振荡混匀。萃取柱活化：使用一定量甲醇/乙醇或其他试剂（如醋酸乙酯、氯仿）等，以3.4倍的体积进行活化，以去除残留在固相萃取柱上的杂质物质，同时激活固定在固相萃取柱上的吸附剂。固相微萃取：将经过预处理的样品，通过活化后的固相微萃取柱进行萃取，目标物质会在柱中逐渐被吸附，而无关物质则被滤掉。萃取样品洗脱：使用一定量的洗脱溶液，如纯水、乙腈或氯仿等，在不同的pH和离子强度条件下以1.3倍体积进行洗脱，将目标物质从吸附剂上洗下。洗脱液收集：收集0.4mL洗脱液。考虑到有害杂质含有氯元素组分，为了保护有害杂质的基本结构，不遭到破坏，从而改变物理、化学性质，影响检测试验的准确度，选择顶空萃取方式进行处理将得到的萃取溶液立即转移到气相色谱装置进行检测，并对测定结果进行定量的处理与分析。2.2试验条件设计在萃取过程中，试验环境的温度对有害杂质组分萃取精度、萃取量有较大影响。基于此，检测不同温度环境下，4种有害杂质组分的色谱峰面积，选择最合理的试验温度，结果如图3所示。5000苯4000二氯甲烷一一三氯甲烷3000二氯乙烯F20001000001530456075萃取温度/图3不同试验温度下待测样品的色谱峰面积由图3可知，在试验温度恒定为38.5情况下，有害杂质样品的色谱峰面积最大，即样品的色谱响应程度最显著。因此，设定固相微萃取的试验恒定温度为38.5。固相萃取前，对试验装置设备进行清洗，保证装置的洁净度，提高检测试验的精准性。试验环境的pH值会对样本试剂电离平衡的过程产生直接影响。基于此，按照上述对试验温度的参数设计方法，得到本次试验的最佳pH值环境为7，才能保证4种有害杂质的色谱响应结果更加明显。为了保证有害杂质检测的精准性，需要结合待测样品的物理、化学特性，设定科学合理的气相色谱试验参数，基于此，本文采用的气相色谱的检测参数设计，如表2 所示。表2气相色谱检测参数表序号项目参数HP-5石英毛细管柱1色谱柱(30 mx0.35 mmx0.25 m)2载气氮气（浓度99.999%）3载气流速1 mL/min4空气流速420 mL/min5氢气流速42 mL/min6输样口温度2307检测器温度2508输样量2uL9输样方式分流输人(5:1)10尾吹气流速32mL/min基于上述试验条件，将配制好的试验溶液，按照标准试剂-样品试剂-样品试剂-标准试剂的顺序，输人到装置的进样侧。进行样品试剂的解吸，等待色谱逐渐扩散基于平衡，得到4种食品添加剂有害杂质的检测结果。2.3试验结果与分析根据上述试验，得到4种食品添加剂的有害杂质气相色谱图，如图4所示。70r60由三5040数之湾三由鹭3020110112345678910时间/min图4四种食品添加剂有害杂质的气相色谱图从图4可以看出，本次检测试验对食品添加剂有害杂质组分分离效果优良，具有明显的色谱峰型，根据样本试剂的浓度，结合色峰谱面积，得到4种有害杂质组分的线性回归方程以及其他相关参数，如表3所示。表3有害杂质检测方法的线性相关参数序号方法检出限有害杂质回归方程相关系数ug/mL1苯y=14.235 1x-0.149 50.9990.0082二氯乙烯y=2.147 8x-1.654 80.9980.0053二氯甲烷y=6.713 4x-0.912 50.9980.0084三氯甲烷y=1.270 6x-0.314 91.0000.003根据表3所示的4种食品添加剂有害杂质组分的气相色谱相关参数，结合组分的气相色谱图，计算得到4种有害杂质组分的回收率以及检测结果的相对标准偏差度，计算公式为：回收率=（实际检测到的有害杂质含量/添加的有害杂质的量）10 0%，（上接第6 9页）+-6月出版73应用研究工程食品2023年第2 期3结论与讨论本文研究了生鲜湿面在腐败过程中的优势菌，由试验初步鉴定可知，生鲜湿面在腐败过程中的优势菌主要为芽孢杆菌属、葡萄球菌属和霉菌。根据鉴定出的优势菌，选择对其有抑制作用的防腐剂丙酸钙、单辛酸甘油酯和天然提取的香料肉桂酸钾，探究3种物质在不同浓度和不同配比条件下对生鲜湿面中微生物生长抑制作用，进而优化防腐剂在生鲜湿面中的应用。通过单因素试验结果可知，单辛酸甘油酯、丙酸钙、肉桂酸钾对生鲜湿面保鲜有一定效果，且随添加量增加抑菌效果变好；通过正交试验结果可知，丙酸钙对生鲜湿面微生物影响大于单辛酸甘油酯和肉桂酸钾，肉桂酸钾大于单辛酸甘油酯，最优方案为：单辛酸甘油酯添加量0.8%o，丙酸钙添加量0.15%o，肉桂酸钾添加量1.2%o。因此在生鲜湿面保鲜中，联合使用肉桂酸钾可提高保鲜效果，为生鲜湿面生产与保藏提供技术参考。RSD=（标准偏差/平均值）10 0%，其中，标准偏差是数据的离散程度的度量，平均值是数据的集中趋势的度量根据上述公式计算得到检测结果如表4所示。表44种有害杂质检测结果的回收率与相对标准偏差序号有害杂质回收率/%相对标准偏差度/%1苯97.921.202二氯乙烯99.340.953二氯甲烷103.693.174三氯甲烷96.412.39由表4可知，本试验对食品添加剂有害杂质的检测结果的加标回收率在96.41%10 3.6 9%范围之间，高于95%的基本标准；检测结果的相对标准偏差度在0.95%3.17%之间，远低于10%的基本标准。检测试验结果的评价分析表明，本文设计的食品添加剂中有害杂质检测方法，可以精准地检测出食品添加剂中的主要有害杂质，具有良好的精密度。本次有害杂质检测方法的设计，为食品加工工艺，提供了高效、精准的杂质检测技术，增强了食品添加剂的使用的规范性与安全性，为食品加工产业的循环、可持续发展奠定了良好的基础。3结语伴随着社会经济的发展，食品加工产业也在稳步的前进。作为食品加工产业的基础部分，就要求参考文献1孟可心，曹蒙，高海燕，等.生鲜湿面保鲜及品质影响研究J.河南科技学院学报（自然科学版）,2 0 19,47（5）：28-36.2许春芳，余春平.肉桂酸钾及其他三种防腐剂对大肠杆菌的抑菌作用分析J.农产品加工，2 0 2 2（9）：2 4-2 6.3余春平,邹寒,吴一铭，等.肉桂酸钾的抑菌性能研究J.食品科技，2 0 2 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