食品分析的基本现状和技术

　导读：随着消费者对于食品成分和食品**的日益关注，食品科学当中分析方法和技术的应用也在不断的发展当中。如果要对消费者越来越高的要求给予满意的答复，食品分析人员需要利用十分有效的技术方法来解决越来越复杂的问题。当前食品分析的复杂性很大程度是来自于全球化。
　　
　　食品分析的基本现状
　　
　　食品运输以及食品原料的全球化使得有害物质也随之全球化，附加的难题是食品包含了许多经过加工处理的原料，这些原料往往从世界不同的地方运来，并且使用同样的存储室和生产线。因此，如今要确保食品的**性、质量以及可溯源性，变得比以往任何时候都复杂和必需。
　　
　　和过去一样，食品分析的**要务依然是确保食品**。为了实现这一目标，食品分析实验室也逐渐以现代仪器分析方法取代经典的化学分析方法，来满足当前全球化的食品**需求。此外，新的欧盟法规(例如EC258/97或EN29000，以及随后发布的版本)、美国的营养标签与教育法案，以及蒙特利尔协议等对食品实验室有着非常重要的影响。因此，食品化学家、监管机构、质量控制实验室等都在寻找更有效、更清洁、更低成本的分析方法。要满足以上需求就需要更精密的分析仪器，以及合适的分析方法来确保提供更高的灵敏度、精密度、专属性和分析速度，从而保证更好的定性和定量分析结果。
　　
　　除了针对食品**的分析之外，在大量的食品品质分析中，分析化学也发挥着重要的作用。例如，对于食品生产、加工、配制、使用当中，养分含量、有毒污染物的产生和天然**失活等对食品影响的鉴定;遵从食品和贸易相关法规，确保食品的**性和可溯源性;检测掺假物质;对食品化学成分的表征;对食物流变性、形态、结构或表面的研究;以及物理性能分析、物理化学性能分析、热分析，或微生物分析以及感官评价等，这些性能将对食品的**性、质量、食品加工和验收等有着十分重要的影响。
　　
　　此外，目前食品科学当中有一种普遍趋势，也就是将食品和健康关联起来。如今食品不再仅仅是能量来源，它还是预防**的一种经济方式，从这一趋势中产生的大量机遇(例如，新的方法学、新产生的知识、新产品等)给人留下深刻的印象。它包括，例如，有可能对那些针对不同基因人群设计以改善他们的健康和生活质量的食品进行解释。在这一领域的研究中引入一些先进的组学方法，例如食品组学，使得几年前食品研究人员们难以想象的事情现在变得可能。然而，要进行这些研究，研究人员需要对现代分析仪器十分熟悉，以便能够充分发挥它们的潜力。通常，面对庞杂的研究课题，要合理的处理数据分析结果，多学科团队的合作是十分必要的。
　　
　　分析技术
　　
　　近年来，成像技术如共聚焦激光扫描显微镜，或高光谱成像耦合图像分析技术已被成功地用于研究高度异质性食品。实际上，成像分析技术，例如数学形态学、或图像纹理分析，使得对图像中的结构进行定量分析，或展示不同的加工过程对于食品中蛋白质网络微观结构的影响成为可能。从另一方面来说，食品分析中光谱学技术应用的重要增长也许是由于NMR、红外光谱等技术大量的*新应用，以NMR为例，由于对具有生物和代谢等特性的未知化合物的明确鉴定的需要，使得这类技术的应用数量接近于一些成熟的技术，如荧光、甚至质谱的应用数量。
　　
　　生物技术的大量应用并不奇怪，这些技术，以生物体及他们的产品如酶、抗体、DNA等为基础，来实现鉴别和分析食品，它们在食品分析中的应用增长了3倍。其中PCR技术的应用占据了所有生物技术应用的60%，相当于之前生物技术在食品分析当中的所有应用的2倍。PCR技术的大量应用主要归因于要采取不同的步骤，来克服影响DNA提取质量和数量的主要难题。目前，针对许多样品的新仪器和新标准化协议，使得PCR成为世界范围内一种广泛应用的技术，可以在几乎所有的食品分析实验室中看到它。
　　
　　至于分离技术的分布和重要性，液相色谱（LC）和毛细管电泳(capillaryel ectrophoresis)（CE）的应用增长主要来自于技术本身的发展，如：在确保分辨率和分离效率的同时降低分析时间(UPLC、微流控芯片电泳技术、整体柱)，新的分离机理(亲水相互作用色谱等)，将质谱作为LC或CE的检测器。另一方面，气相色谱（GC）的应用基本和过去持平，并在一些特定的应用领域展示了它的重要性。*后，联用分离技术，如中心切割多维色谱法(LC−LC,GC−GC,LC−GC,LC−CE等)，或全二维技术(LC×LC,GC×GC)，它们可提供更多信息来支持破译食物的复杂性，以及研究食品对于人类健康真实影响的理论。
　　
　　事实上，多维色谱已经成为一种分析复杂样品的可选择方法，在食品分析中有一种情况，即某类技术的改进，如新的色谱柱技术，似乎已经达到了它们的极限。然而，多维色谱峰容量的增加到目前要比经过各种改进的一维色谱高。多维色谱允许两个或更多个独立或几乎独立的分离步骤结合，显著增强相应的一维色谱技术的分离能力，因而提高分离复杂样品中化合物的能力。尽管两种不同色谱分离技术的耦合并不是什么新技术，但是这一技术的发展拓展了综合应用，在这些应用中，整个样品可以从不同的独立的维度进行分析，并减少了样品制备的步骤。食品分析领域，有关这种综合技术的应用每年都在增长，而且预计将持续保持增长状态。
　　
　　对于食品分析当中样品制备技术应用的显著增长(4倍左右)，我们需要给予特别的关注。样品制备技术的改进目标在于减少实验室溶剂的使用和有害物质的产生，减少劳动力和时间，降低每个样品制备的成本，同时提高被分析物质的分离效率。目前，新型绿色制样技术，如超临界流体萃取(SFE)、亚临界水萃取(SWE，也称为加速溶剂萃取)将在食品科学中有更广泛的应用，不仅仅是在食品分析当中，还有在食品功能成分的提取中。这些萃取技术基于压力流体可提供更高的选择性、更短的萃取时间、和对环境更友好的特性。关于这些技术的文章在2001-2011年10年间超过1500篇，而20世纪末时，关于这些技术的文章还只在300篇左右。举一个有趣的例子，例如，加压流体萃取(PLE)，在以前还没有这种技术，但现在却是食品分析当中仅次于SFE的十分重要的“绿色”样品制备技术。
　　
　　同时,相较于传统萃取方式，不同的液相微萃取模式，如单液滴微萃取、分散液-液微萃取、中空纤维膜液相微萃取(HF-LPME)等操作更简便、更有效、速度更快，并且有机溶剂的消耗量更低，所以在食品分析当中它们被越来越多地用于从不同的基质中提取有机或无机物质。当比较样品制备和分离技术的数量和分布时，另一个比较重要的观察结果是，在过去10年中，固相萃取(SPE)应用的增长在某种程度上和液相色谱的应用是相关联的，对于液相色谱来说，在过去10年当中，新的分离机理、新应用和新方法已经建立。另外，比较有趣的发现还有，固相微萃取(SPME)的应用和其他发展比较成熟的技术，如顶空法的应用数量比较接近。在过去几年中，SPME的快速增长主要由于其操作简便、纤维和涂层应用范围的日益广泛，以及新发展起来模式，这些模式拓宽了SPME的应用范围。

 

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