食品檢測(cè)前處理方法、基本要求、凈化技術(shù)及前處理原則

食品安全檢測(cè)是人人都關(guān)心的問題，其中食品樣品的前處理是影響檢測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵步驟，本文整理了食品檢測(cè)中的幾種樣品前處理方法，希望能幫助到從事食品檢測(cè)的檢驗(yàn)人員。

樣品前處理：樣品的制備和對(duì)樣品中待測(cè)組分進(jìn)行提取、凈化和濃縮的過程。在整個(gè)食品安全性的檢測(cè)分析中，70%～80%甚至更多的時(shí)間用在樣品的前處理上，而給實(shí)驗(yàn)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(cè)物質(zhì)、消除基質(zhì)干擾、保護(hù)儀器、提高方法的準(zhǔn)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(zhì)分散固相萃取；

9、液－液萃取；

10、微量化學(xué)法技術(shù)；

11、柱層析。

樣品制備的基本要求

1、食品危害殘留物質(zhì)分析,特點(diǎn)：基體復(fù)雜；目標(biāo)化合物檢測(cè)越來越嚴(yán)格；某些危害殘留物質(zhì)在食品樣品中存在的濃度極低；各目標(biāo)化合物的性質(zhì)差異較大；可能同時(shí)存在多種組分。

2、評(píng)價(jià)前處理方法是否合理,應(yīng)考慮的因素：操作是否簡(jiǎn)便、省時(shí)；被測(cè)組分的回收率是否高；成本是否低廉；對(duì)人體及環(huán)境是否產(chǎn)生影響。

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

凈化技術(shù)包括：

1、液－液萃取；

2、固相萃取；

3、固相微萃取；

4、基質(zhì)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(cè)技術(shù)（分子印跡法）。


免疫檢測(cè)技術(shù)是以抗原抗體的特異性、可逆性結(jié)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析檢測(cè)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合一些生化或物理方法作為信號(hào)顯示或放大系統(tǒng)即可建立免疫測(cè)定法。即抗原可以特異性地與抗體結(jié)合，通過抗原－抗體的特異性識(shí)別反應(yīng)來進(jìn)行檢測(cè)。

抗體是能與抗原特異性結(jié)合的免疫球蛋白（Ig），與免疫測(cè)定有關(guān)的主要為IgG和IgM。抗原與抗體間的反應(yīng)是依靠局部的分子間作用力結(jié)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(jié)合反應(yīng)具有高度特異性、交叉反應(yīng)和可逆性。抗原抗體結(jié)合的理化特性主要表現(xiàn)為由親水膠體轉(zhuǎn)化為疏水膠體。

一個(gè)成功的免疫學(xué)測(cè)定法必須具備的3個(gè)要素：性能優(yōu)良的抗體、靈敏而專一的標(biāo)記物和高效的分離手段。現(xiàn)有的免疫測(cè)定方法很多，按照不同的方法分類。經(jīng)典的免疫測(cè)定法不需要標(biāo)記物；標(biāo)記免疫測(cè)定法分為放射性標(biāo)記測(cè)定法和非放射性標(biāo)記測(cè)定法，按反應(yīng)介質(zhì)分為均相和非均相免疫測(cè)定法。經(jīng)典免疫測(cè)定法在食品安全衛(wèi)生分析上較少采用，而靈敏度高的非均相、非放射性標(biāo)記免疫測(cè)定法種類繁多，發(fā)展較快、檢測(cè)靈敏度高，使用范圍廣。

食品檢測(cè)中的樣品前處理，已經(jīng)成為食品行業(yè)中一個(gè)主要的研究方向，在樣品檢驗(yàn)過程中，對(duì)于檢測(cè)樣品的處理能夠保證結(jié)果真實(shí)可靠。

食品檢測(cè)的第一步就是樣品前處理!

1.使被測(cè)組分從復(fù)雜的樣品中分離出來，制成便于測(cè)定的溶液形式；

2. 除去對(duì)分析測(cè)定有干擾的基體物質(zhì)；

3. 如果被測(cè)組分的濃度較低，還需要進(jìn)行濃縮富集；

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

前處理的原則：

1. 樣品是否要預(yù)處理，如何進(jìn)行預(yù)處理，采樣何種方法，應(yīng)根據(jù)樣品的性狀、驗(yàn)的要求和所用分析儀器的性能等方面加以考慮；

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

3. 分解法處理樣品時(shí)，不能造成被測(cè)組分的損失，待測(cè)組分的回收率應(yīng)足夠高；

4. 樣品不能被污染，不能引入待測(cè)組分和干擾測(cè)定的物質(zhì)；

5. 試劑的消耗應(yīng)盡可能少，方法簡(jiǎn)便易行，速度快，對(duì)環(huán)境和人員污染少。


前處理溶液制備小方法

當(dāng)樣品中被測(cè)組分為游離狀態(tài)時(shí)——溶解法制備溶液。

當(dāng)樣品中被測(cè)組分為結(jié)合狀態(tài)時(shí)——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(jī)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(wěn)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(wěn)定的成分；

4）有機(jī)溶劑浸出法:

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



2. 分解法

1）干灰化法

優(yōu)點(diǎn)：

①基本不添加或添加很少量的試劑，故空白值較低；

②多數(shù)食品經(jīng)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(jī)物分解；

④操作簡(jiǎn)單，灰化過程中不需要人一直看管，可同時(shí)做其他實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。



缺點(diǎn)：

①處理樣品所需要的時(shí)間較長(zhǎng)；

②由于敞口灰化，溫度又高，容易造成某些揮發(fā)性元素的損失；

③盛裝樣品的坩堝對(duì)被測(cè)組分有一定的吸留作用，由于高溫灼燒使坩堝材料結(jié)構(gòu)改變?cè)斐晌⑿】籽ǎ鼓承┍粶y(cè)組分吸留于孔穴中很難溶出，致使測(cè)定結(jié)果和回收率偏低。



提高回收率的措施：

①根據(jù)被測(cè)組分的性質(zhì)，采取適宜的灰化溫度；

灰化食品樣品，應(yīng)在盡可能低的溫度下進(jìn)行，但溫度過低會(huì)延長(zhǎng)灰化時(shí)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(cè)組分的揮發(fā)損失和坩堝吸留。

2）濕消化法

優(yōu)點(diǎn)：

①由于使用強(qiáng)氧化劑，有機(jī)物分解速度快，消化所需時(shí)間短；

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

③被測(cè)物質(zhì)以離子狀態(tài)保存在消化液中，便于分別測(cè)定其中的各種微量元素。


缺點(diǎn)：

①在消化過程中，有機(jī)物快速氧化常產(chǎn)生大量有害氣體，因此操作需在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行；

②消化初期，易產(chǎn)生大量泡沫外溢，故需操作人員隨時(shí)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(shí)際工作中，除了單獨(dú)使用硫酸的消化方法外，經(jīng)常采取幾種不同的氧化性酸配合使用，利用各種酸的特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以達(dá)到安全、快速、破壞有機(jī)物的目的。



幾種常用的消化方法如下：

①單獨(dú)使用的消化方法此法在樣品消化時(shí)，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(jī)物；

②硝酸一高酸消化法；

③硝酸一消化法。

消化操作技術(shù)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(shí)要注意:

（1）消化所用的試劑，應(yīng)采用高純的酸和氧化劑，所含雜質(zhì)要少，并同時(shí)按與品相同的操作做空白試驗(yàn)，以扣除消化試劑對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)的影響。如果空白值較高，應(yīng)提高試劑純度，并選擇質(zhì)量較好的玻璃器皿進(jìn)行消化。

（2）消化瓶?jī)?nèi)可以加玻璃珠或瓷片，以防止暴沸；凱氏燒瓶的瓶口應(yīng)傾斜，不應(yīng)對(duì)著自己或他人。加熱時(shí)火力應(yīng)集中于底部，瓶頸部位應(yīng)保持較低的溫度，以冷凝酸霧，并減少被測(cè)成分的揮發(fā)損失。如果產(chǎn)生大量的泡沫，除迅速減小火力外，可加入少量不影響測(cè)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(jìn)行加熱消化。

（3）在加熱過程中需要補(bǔ)加酸或氧化劑時(shí)，首先停止加熱，待消化液稍冷后才沿瓶壁緩緩加入，以免發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起噴濺。另外，在高溫下補(bǔ)加酸，會(huì)使酸迅速揮發(fā)，既浪費(fèi)又污染環(huán)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(yīng)用廣泛。但萃取試劑通常易燃、易揮發(fā)，且有毒性。

在萃取時(shí)，特別是當(dāng)溶液呈堿性時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，影響分離。破壞乳化的方法有：

1）較長(zhǎng)時(shí)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(jī)溶劑）部分互溶而發(fā)生乳化，可以加入少量電解質(zhì)如化鈉），利用鹽析作用加以破壞I 若因兩相密度差小發(fā)生乳化，也可以加入電解質(zhì)，以增大水相的密度；

4）若因溶液呈堿性而產(chǎn)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(jù)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(gè)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(fā)法；

膜分離法。

樣品的前處理是農(nóng)藥殘留量檢測(cè)過程中重要的步驟之一,它對(duì)保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,減少對(duì)色譜柱和檢測(cè)儀器的污染,提高檢測(cè)效率都具有重要的影響。食品中農(nóng)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(cè)方法具有相當(dāng)高的靈敏度和選擇性外,也對(duì)樣品的前處理技術(shù)提出了更高的要求。

前處理的發(fā)展方向

不同的前處理技術(shù)有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,在實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)待測(cè)樣品種類和基質(zhì)、測(cè)定結(jié)果要求和檢測(cè)儀器的不同,并結(jié)合實(shí)際條件選用合適的樣品前處理方法。未來農(nóng)藥殘留量檢測(cè)的樣品前處理技術(shù)的發(fā)展方向應(yīng)該是盡可能的快速、精確、環(huán)保和高度自動(dòng)化,以盡可能的避免樣品轉(zhuǎn)移的損失,減少各種人為因素的偶然誤差。