食品檢測前處理方法、基本要求、凈化技術及前處理原則

食品安全檢測是人人都關心的問題，其中食品樣品的前處理是影響檢測結果的關鍵步驟，本文整理了食品檢測中的幾種樣品前處理方法，希望能幫助到從事食品檢測的檢驗人員。

樣品前處理：樣品的制備和對樣品中待測組分進行提取、凈化和濃縮的過程。在整個食品安全性的檢測分析中，70%～80%甚至更多的時間用在樣品的前處理上，而給實驗帶來的誤差有60%以上來自樣品的前處理。

樣品前處理的目的就是濃縮被測物質、消除基質干擾、保護儀器、提高方法的準確性、精密度、選擇性和靈敏度。

主要的樣品前處理方法：

1、超聲萃取；

2、微波萃取；

3、液－固萃取；

4、加速溶劑萃取；

5、超臨界萃取；

6、固相萃取；

7、固相微萃取；

8、基質分散固相萃取；

9、液－液萃取；

10、微量化學法技術；

11、柱層析。

樣品制備的基本要求

1、食品危害殘留物質分析,特點：基體復雜；目標化合物檢測越來越嚴格；某些危害殘留物質在食品樣品中存在的濃度極低；各目標化合物的性質差異較大；可能同時存在多種組分。

2、評價前處理方法是否合理,應考慮的因素：操作是否簡便、省時；被測組分的回收率是否高；成本是否低廉；對人體及環境是否產生影響。

萃取技術：用有機溶劑等方法把被測物從試樣中提取出來，凈化后供測定使用。萃取技術要求溶劑盡可能選擇性溶解殘留危害物質，而不是不溶解和少量溶解食品基體，萃取效果的關鍵是溶劑的選擇，殘留危害物質提取回收率的大小直接決定整個分析步驟的精確度。

凈化技術包括：

1、液－液萃取；

2、固相萃取；

3、固相微萃取；

4、基質分散固相萃取；

5、柱層析(凝膠、離子交換、親和、分配、吸附柱層析等）；

6、免疫檢測技術（分子印跡法）。


免疫檢測技術是以抗原抗體的特異性、可逆性結合反應為基礎的分析檢測技術。在此基礎上結合一些生化或物理方法作為信號顯示或放大系統即可建立免疫測定法。即抗原可以特異性地與抗體結合，通過抗原－抗體的特異性識別反應來進行檢測。

抗體是能與抗原特異性結合的免疫球蛋白（Ig），與免疫測定有關的主要為IgG和IgM。抗原與抗體間的反應是依靠局部的分子間作用力結合的。

主要有四種：氫鍵、范德華力、靜電和疏水相互作用。抗原抗體結合反應具有高度特異性、交叉反應和可逆性。抗原抗體結合的理化特性主要表現為由親水膠體轉化為疏水膠體。

一個成功的免疫學測定法必須具備的3個要素：性能優良的抗體、靈敏而專一的標記物和高效的分離手段。現有的免疫測定方法很多，按照不同的方法分類。經典的免疫測定法不需要標記物；標記免疫測定法分為放射性標記測定法和非放射性標記測定法，按反應介質分為均相和非均相免疫測定法。經典免疫測定法在食品安全衛生分析上較少采用，而靈敏度高的非均相、非放射性標記免疫測定法種類繁多，發展較快、檢測靈敏度高，使用范圍廣。

食品檢測中的樣品前處理，已經成為食品行業中一個主要的研究方向，在樣品檢驗過程中，對于檢測樣品的處理能夠保證結果真實可靠。

食品檢測的第一步就是樣品前處理!

1.使被測組分從復雜的樣品中分離出來，制成便于測定的溶液形式；

2. 除去對分析測定有干擾的基體物質；

3. 如果被測組分的濃度較低，還需要進行濃縮富集；

4. 如果被測組分用選定的分析方法難以檢測，還需要通過樣品衍生化處理使其定量地轉化成另一種易于檢測的化合物。

前處理的原則：

1. 樣品是否要預處理，如何進行預處理，采樣何種方法，應根據樣品的性狀、驗的要求和所用分析儀器的性能等方面加以考慮；

2. 應盡量不用或少使用預處理，以便減少操作步驟，加快分析速度，也可減少預處理過程中帶來的不利影響，如引入污染、待測物損失等；

3. 分解法處理樣品時，不能造成被測組分的損失，待測組分的回收率應足夠高；

4. 樣品不能被污染，不能引入待測組分和干擾測定的物質；

5. 試劑的消耗應盡可能少，方法簡便易行，速度快，對環境和人員污染少。


前處理溶液制備小方法

當樣品中被測組分為游離狀態時——溶解法制備溶液。

當樣品中被測組分為結合狀態時——分解法制備溶液。


1. 溶解法（要全部溶解）

1）水溶法:

用水作為溶劑，適用于水溶性成分，如，無機鹽、水溶性色素等；

2）酸性水溶液浸出法:

溶劑為各種酸的水溶液，適用于在酸性水溶液中溶解度增大且穩定的組分；

3）堿性水溶液浸出法:

溶劑為堿性水溶液，適用于在堿性水溶液中溶解度增大且穩定的成分；

4）有機溶劑浸出法:

適用于易溶于有機溶劑的待測成分。常用的有機溶劑有醚、石油醚、仿、丙酮、正己烷等。根據“相似相溶"原理選擇有機溶劑。



2. 分解法

1）干灰化法

優點：

①基本不添加或添加很少量的試劑，故空白值較低；

②多數食品經灼燒后所剩下的灰分體積很小，因而能處理較多量的樣品，故可加稱樣量，在方法靈敏度相同的情況下，可提高檢出率；

③有機物分解；

④操作簡單，灰化過程中不需要人一直看管，可同時做其他實驗的準備工作。



缺點：

①處理樣品所需要的時間較長；

②由于敞口灰化，溫度又高，容易造成某些揮發性元素的損失；

③盛裝樣品的坩堝對被測組分有一定的吸留作用，由于高溫灼燒使坩堝材料結構改變造成微小孔穴，使某些被測組分吸留于孔穴中很難溶出，致使測定結果和回收率偏低。



提高回收率的措施：

①根據被測組分的性質，采取適宜的灰化溫度；

灰化食品樣品，應在盡可能低的溫度下進行，但溫度過低會延長灰化時間，通常選用500 ～ 550℃灰化2h 或在600℃灰化0.5h。一般不要超過600℃；

②加入灰化固定劑，防止被測組分的揮發損失和坩堝吸留。

2）濕消化法

優點：

①由于使用強氧化劑，有機物分解速度快，消化所需時間短；

②由于加熱溫度較干法灰化低，故可減少金屬揮發逸散的損失，同時容器的吸留也少；

③被測物質以離子狀態保存在消化液中，便于分別測定其中的各種微量元素。


缺點：

①在消化過程中，有機物快速氧化常產生大量有害氣體，因此操作需在通風櫥內進行；

②消化初期，易產生大量泡沫外溢，故需操作人員隨時照管；

③消化過程中大量使用各種氧化劑等，試劑用量較大，空白值偏高。

3）常用的消化方法

在實際工作中，除了單獨使用硫酸的消化方法外，經常采取幾種不同的氧化性酸配合使用，利用各種酸的特點，取長補短，以達到安全、快速、破壞有機物的目的。



幾種常用的消化方法如下：

①單獨使用的消化方法此法在樣品消化時，僅加入硫酸，在加熱的情況下，依靠的脫水炭化作用，破壞有機物；

②硝酸一高酸消化法；

③硝酸一消化法。

消化操作技術都有啥？

（1）敞口消化法；

（2）回流消化法；

（3）冷消化法；

（4）密封罐消化法。

消化操作時要注意:

（1）消化所用的試劑，應采用高純的酸和氧化劑，所含雜質要少，并同時按與品相同的操作做空白試驗，以扣除消化試劑對測定數據的影響。如果空白值較高，應提高試劑純度，并選擇質量較好的玻璃器皿進行消化。

（2）消化瓶內可以加玻璃珠或瓷片，以防止暴沸；凱氏燒瓶的瓶口應傾斜，不應對著自己或他人。加熱時火力應集中于底部，瓶頸部位應保持較低的溫度，以冷凝酸霧，并減少被測成分的揮發損失。如果產生大量的泡沫，除迅速減小火力外，可加入少量不影響測定的消泡劑，如辛醇、硅油等；也可將樣品和消化液在室溫下浸泡過夜，第二天再進行加熱消化。

（3）在加熱過程中需要補加酸或氧化劑時，首先停止加熱，待消化液稍冷后才沿瓶壁緩緩加入，以免發生劇烈反應，引起噴濺。另外，在高溫下補加酸，會使酸迅速揮發，既浪費又污染環境。

3. 常用的分離與富集方法

主要是萃取法：操作迅速，分離效果好，應用廣泛。但萃取試劑通常易燃、易揮發，且有毒性。

在萃取時，特別是當溶液呈堿性時，常常會產生乳化現象，影響分離。破壞乳化的方法有：

1）較長時間靜置 ；

2）輕輕地旋搖漏斗，加速分層；

3）若因兩種溶劑（水與有機溶劑）部分互溶而發生乳化，可以加入少量電解質如化鈉），利用鹽析作用加以破壞I 若因兩相密度差小發生乳化，也可以加入電解質，以增大水相的密度；

4）若因溶液呈堿性而產生乳化，常可加入少量的稀鹽酸或采用過濾等方法消除。根據不同情況，還可以加入等消除乳化 ；

固相萃取: 分為活化吸附劑、上樣、洗滌和洗脫四個步驟。

其它方法：

固相微萃取法；

超臨界流體萃取法；

蒸餾與揮發法；

膜分離法。

樣品的前處理是農藥殘留量檢測過程中重要的步驟之一,它對保證測定結果的準確性和可靠性,減少對色譜柱和檢測儀器的污染,提高檢測效率都具有重要的影響。食品中農藥的殘留量一般在10-6~10-9(W/W)或更低的水平,除了要求檢測方法具有相當高的靈敏度和選擇性外,也對樣品的前處理技術提出了更高的要求。

前處理的發展方向

不同的前處理技術有其各自的優缺點和適用范圍,在實際工作中,應根據待測樣品種類和基質、測定結果要求和檢測儀器的不同,并結合實際條件選用合適的樣品前處理方法。未來農藥殘留量檢測的樣品前處理技術的發展方向應該是盡可能的快速、精確、環保和高度自動化,以盡可能的避免樣品轉移的損失,減少各種人為因素的偶然誤差。