食品化学成分分析在食品质量控制中的应用研究

引言

随着居民生活水平提升，食品质量与安全成为社会关注焦点。近年来，食品行业快速发展，但农药残留超标、非法添加、营养成分虚标等问题频发，严重威胁消费者健康与行业公信力。食品化学成分分析作为质量控制的核心手段，可通过精准测定食品中营养成分、有害物质及特征标志物，为原料筛选、工艺优化、成品监管提供科学依据。

一、食品化学成分分析技术在质量控制中的具体应用

1.1 在食品原料质量检测中的应用

食品安全技术角度分析，农产品或原料是食品安全的第一道环节。对农产品质量安全和食品质量安全的检验技术主要通过食品成分分析。农产品农药残留检测过程有气相色谱-质谱（GC-MS），农药 200 多种同时检测技术，准确性高，检测的灵敏度高，检测质量优良。农产品重金属检测的原理，有原子吸收光谱（AAS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等。

1.2 在食品加工过程监控中的应用

化学分析与检测技术应用在食品原料生产加工过程中实现实时监控产品的质量状态并掌握食品生产质量的风险控制。在烘焙产品的生产过程中利用高效液相色谱（HPLC）实现对淀粉糊化及美拉德反应情况的监测，在添加剂使用的控制过程中，通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）实现对防腐剂、甜味剂等添加成分含量的监控，利用近红外光谱（NIRS）实现对油脂精炼生产中酸价、过氧化值等的在线监控，从而加速油脂生产进程并稳定生产过程中的产品质量。

1.3 用于成品质量评价

风险评估管理只是完成了防止不符合食品安全企业标准行为，成品质量评价属于最终食品安全风险的防线，其主要的量化指标是化学成分的分析。对于食物中营养成分的检测，凯氏定氮结合杜马斯燃烧法是测定蛋白质的重要方式，在黄曲霉毒素检测中，超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-Ms/ms）具备较快的速度、灵敏度和特异性，可以检测出粮油企业不合格风险指标中可能存在的毒素风险问题。

1.4 在食品安全追溯中的应用

食品安全产品产地及工艺溯源是建立在化学成分指纹图谱基础上的技术支持。利用代谢组学检测产品成分中的代谢指纹进行产地溯源。利用蛋白质组学进行肉制品溯源。SIRA 即稳定同位素比值分析法，可以利用该方法对蜂蜜和酒类等产品进行产地及工艺溯源，主要通过识别其中C、H、O 同位素的含量比值来确定其是否掺入假货以及确定是否伪造产地，保障市场的经营公平及消费者的合法权益。

二、食品化学成分分析技术应用中的核心问题

2.1 分析技术自身局限性

通常食品体系成分复杂，化学成分分析技术面临的首当其冲的问题就是基质干扰，在农药残留的检测过程中，水果和蔬菜本身的天然色素、有机酸等成分会和目标化合物同步洗脱造成其在气相色谱-质谱（GC-MS）的检测峰强度变化，造成定性定量结果的不准确。一些危害因子的检测下限较低，使用传统的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测的下限很难达到新兴风险的评价要求，造成微量摄入的危害忽视。

2.2 仪器设备与成本问题

高端分析仪器价格高昂，如一台高分辨质谱仪售价可达数百万元，小型食品企业与基层检测机构因资金限制难以配备，只能依赖第三方检测，增加检测周期与成本。仪器维护保养成本高，气相色谱 - 质谱联用仪的离子源清洗、真空系统维护等操作不仅需要专业技术人员，耗材更换费用每年可达数万元。专业人才匮乏加剧设备使用困境，部分基层检测人员因缺乏系统培训，无法熟练操作复杂仪器，导致检测数据偏差，甚至造成设备损坏。

2.3 标准体系与方法统一难题

不同检测方法的结果差异显著，如凯氏定氮法以总氮含量估算蛋白质，无法区分非蛋白氮，可能被不法企业利用。而杜马斯燃烧法虽能准确测定真蛋白，但两种方法结果缺乏统一换算标准，导致质量判定争议。新兴食品成分检测标准滞后，随着新型食品添加剂、功能成分的广泛应用，相关检测方法与限量标准尚未完善，监管部门难以开展有效检测。

2.4 快速检测与在线监测技术瓶颈

传统实验室检测方法流程繁琐，从样品前处理到出具报告需数小时甚至数天，难以满足食品现场抽检、应急事件处理的快速响应需求。现有快速检测技术（如胶体金试纸条）虽操作简便，但存在假阳性、假阴性率较高的问题，在线监测设备稳定性不足，在油脂精炼过程中，近红外光谱仪受温度、湿度波动影响，导致酸价、过氧化值检测数据漂移，需频繁校准。

三、食品化学成分分析技术的优化策略

3.1 技术创新与改进

针对分析技术自身局限性，需通过技术融合与创新突破检测瓶颈。在多技术联用方面，将超高效液相色谱（UPLC）与高分辨质谱（HRMS）结合，可显著提升复杂基质中痕量物质的分离与鉴定能力。微流控芯片技术的应用为样品前处理提供新途径，通过在芯片上集成萃取、分离、检测功能，可有效消除基质干扰，缩短分析时间。

3.2 仪器设备与人才培养

解决仪器设备与成本问题，需从设备研发和人才体系建设两方面发力。在仪器国产化进程中，鼓励科研机构与企业联合攻关，开发高性价比的分析仪器。推广仪器共享平台，整合高校、科研院所和企业的仪器资源，降低中小企业检测成本。人才培养方面，建立高校 - 企业 - 监管部门协同育人机制，高校增设食品分析检测相关专业课程，企业提供实习实践机会，监管部门组织定期培训与技能考核，提升从业人员的仪器操作和数据分析能力。

2.3 标准体系与行业规范完善

完善标准体系是保障检测结果准确性和一致性的关键。需统一不同检测方法的换算标准和质量判定准则，如制定凯氏定氮法与杜马斯燃烧法测定蛋白质含量的统一转换系数，减少结果争议。加快新型食品成分检测标准的制定，针对合成甜味剂、植物基蛋白等新兴物质，组织专家团队开展检测方法研究，建立科学的限量标准和检测规程。建立标准动态更新机制，根据技术发展和食品安全风险变化，及时修订和完善现有标准。

结语

食品化学成分分析技术是食品质量控制的核心支撑。本研究通过梳理其在全产业链的应用场景，剖析现存问题并提出优化策略，为提升检测精准度、降低成本、完善标准体系提供了可行方案。随着智能化、集成化技术的突破，该领域将

朝着更高效、更智能的方向发展，持续为食品安全与行业高质量发展保驾护航。

参考文献

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[2]卢智，朱俊玲，薛娅婧.食品成分在食品加工和贮藏过程中的化学变化分析——评《食品化学与分析》[J].中国无机分析化学，2023，13（09）：1047.