食品中有害物质的检测
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食品有害物质的检测
思考题：
1、有害物质的概念？
2、农药的检测方法？ELISA的原理？
3、常见污染物的检测方法？
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食品中的有害物质：正常食用含有该物质的食品时会对人体的组织器官或生理机能或精神造成任何急性、亚急性、慢性或者致畸、致癌危害的物质。
生物性有害物质：微生物、害虫及其代谢物。
化学性有害物：DDT、重金属、氯丙醇等。
物理性有害物：石子、动物排泄物等。
可能在种植、加工、流通中进入食品。
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一、食品中药物残留及检测
1、农药及检测
主要为有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类、菊酯类农药。
有机氯农药的特点：脂溶性，挥发性小，高残留，高富集，20世纪70年代世界范围内相继禁用，但分解慢，所以纳入监测范围。
有机磷农药的特点：脂溶性，易被酶及微生物降解，遇碱分解破坏（但敌百虫遇碱成毒性较大的敌敌畏），低残留。
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氨基甲酸酯类农药：脂溶性，主要是抑制生物体内乙酰胆碱酶和羧酸酯酶活性，使乙酰胆碱和羧酸酯积累，影响神经传导而致死。
菊酯类农药：仿生合成的杀虫剂，脂溶性，碱性条件下易分解，药力强，用量少，对人畜较安全，可生物降解，对环境污染小，扰乱昆虫神经的正常生理，使之由兴奋、痉挛到麻痹而死亡。
除虫菊
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农药的检测主要根据其脂溶性特点，因此采用非极性溶剂提取，根据其挥发或半挥发特点用GC（Gas Chromatograph)分析，只有为数不多的农药品种采用HPLC分析。
2、兽药及检测
抗菌、抗虫及激素类药物。
检测方法主要有HPLC或结合MS（Mass Spectrometry）以及酶联免疫吸附法（ELISA，Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay）。
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（1）ELISA原理
基于抗原与抗体反应的原理，而通过酶对底物的反应来显示这种结合。
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（2）酶标仪与普通光电比色计的差别
第一：盛装比色液的容器不使用比色皿，而使用塑料微孔板，常用透明的聚乙烯材料制作，利用它对抗原或抗体有较强的吸附这一特点；
第二：酶标仪的光束是垂直通过待测液；
第三：酶标仪通常不使用A而是使用光密度OD来表示吸光度（符号不同，意义一样）。 第四：利用双波长测定可以提高准确度。（一个为主特征吸收波长，另一个为非特征吸收波长，主要为了消除孔与孔之间的差别。（赵鸿.单双波长在生物活性测定中的比较研究.中国医药导报 ,2010,7(11):52-53.）
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（3）主要过程解析（ GB/T 9695.32-2009 肉与肉制品氯霉素含量的测定 ）
原理：采用间接竞争ELISA方法,在酶标板微孔条上包被偶联抗原,样本中残留的氯霉素和微孔条上包被的偶联抗原竞争抗氯霉素抗体,加人酶标二抗后,加人底物显色,样本吸光值与其残留物氯霉素的含量成负相关,与标准曲线比较再乘以其对应的稀释倍数,即可得出样品中氯霉素的含量。
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提取：乙酸乙酯提取氯霉素，挥发除去溶剂，并用正己烷溶解，备用。
平衡试剂盒：试剂盒通常冷藏在冰箱中，因此，测定时，宜先置于室温下30min以上。
按说明书操作：微孔板中固定有氯霉素抗原。
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显色，加入硫酸溶液终止反应；在450nm及630nm双波长检测。
结果计算：以相对吸光值与对应的氯霉素的浓度的自然对数，做半对数校正曲线，从曲线上求得溶液中对应的氯霉素浓度值。
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二、食品中污染物检测
1、污染物的概念（contaminant)
食品在生产（包括农作物种植、动物饲养和兽医用药）、加工、包装、运输、销售、直至食用过程或环境污染导致产生的任何物质，这些非有意加入食品中的物质为污染物，包括农药、兽药和真菌毒素以外的污染物。（GB2762-2005，食品中污染物限量）
2、污染物范围的变化
GB2762-2005：铅、镉、汞、砷、铬、铝、硒、氟、苯并芘、N-亚硝胺、多氯联苯、亚硝酸盐、稀土。
GB2762-2012：铅、镉、汞、砷、 锡、镍、铬、亚硝酸及硝酸盐、苯并芘、N-亚硝胺、多氯联苯、3-氯-1,2-丙二醇。
（http://wenku.baidu.com/view/030bc04b852458fb770b56e1.html）
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3、苯并芘（音pi）
（1）毒性及来源
强烈致癌物质。
橡胶管道，包装蜡纸，机械润滑油等；煤、煤气等不完全燃烧；食品的脂肪、胆固醇等成分的高温热解或热聚。
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（2）物化性质
浅黄色针状结晶，熔点179-180℃，不溶于水，微溶于乙醇、甲醇，易溶于环己烷、己烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酮等有机溶剂。在有机溶剂中，用波长365nm紫外线照射时，可产生典型的紫色荧光。
碱性条件下较稳定；与硝酸、过氯酸、氯磺酸起化学反应，人们可利用这一性质来消除3，4—苯并芘。
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（3）测定——荧光分光光度法
试样经提取、净化、分离后，利用苯并芘在紫外光下发射的荧光具有特征吸收峰的特征，以荧光分光光度计测定其含量。
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4、多氯联苯 （Polychlorinated biphenyl，简称PCB）
（1）背景知识
多氯联苯是德国人H·施米特和G·舒尔茨在1881年首次合成的。1892年，美国开始工业生产多氯联苯,作为绝缘材料及油漆的溶剂使用， 1968年及1979年，日本及台湾分别出现米糠油中毒事件，原因是在生产过程中有多氯联苯漏出，污染米糠油。因此各国纷纷禁止多氯联苯生产及使用。
（http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E6%B0%AF%E8%81%AF%E8%8B%AF）
多氯联苯属于致癌物质，容易累积在脂肪组织，造成脑部、皮肤及内脏的疾病，并影响神经、生殖及免疫系统。
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我国多氯联苯的生产从1965年开始，到1974年被禁止。
封存措施不当，致使污染严重。2005年，沈阳环境监测中心分别对来自湖北、辽宁、吉林和甘肃封存点土壤进行监测，发现部分多氯联苯封存点已经对土壤造成了严重污染，最高超标可达307倍。甚至在我国西藏杳无人烟的南迦巴瓦峰，也在1985年首次检出了极微量的多氯联苯残留。
截至2009年，我国珠江三角洲、闽江口、厦门西港、海河等33个水体的多氯联苯检测数据中，有19个已经超过《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）限值，说明我国水体已经受到多氯联苯的严重污染。
（http://www.stdaily.com/stdaily/content/2012-04/23/content_459653.htm） 幻灯片20
（2）多氯联苯的检测——GC（GB/T 22331-2008水产品中多氯联苯残留量的测定）
试样中的PCB经超声波提取，浓硫酸硅胶净化柱净化，浓缩，采用配有电子捕获检测器的GC仪测定。
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5、 3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD, 3-monochloropropanol dihydroxy）
（1）背景知识
WHO/FAO食品添加剂联合专家委员会（JECFA)第57次会议对3-MCPD的危险性进行评估，根据最敏感的肾脏毒性，提出3-MCPD的暂定每日最大耐受摄入量（PMTDI,
Provisional Maximum Tolerable Daily Intake ）为2μg/kg体重，而1,3-DCP为遗传毒
性致癌物，不宜规定每日耐受量。
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基于毒性，欧盟规定酱油中3-MCDP不得超过20μg/kg，德国和澳大利亚规定
1,3-DCP应低于50μg/kg，我国SB10338-2000《酸水解植物蛋白调味液》规定不超过1000μg/kg。
（2）氯丙醇来源
主要来源于酸水解动物蛋白（作为风味剂在食品中应用），水解蛋白同时，原料中的三酰甘油被水解成甘油，进一步与盐酸反应生成氯丙醇。
袋泡茶的包装袋及3-氯-1,2-环丙烷树脂所生产的食品包装材料。
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（2）氯丙醇的检测（GB/T 5009.191-2006 GC-MS法)
原理：以硅藻土为吸附剂，采用柱层析分离，用正己烷-乙醚（9+1）洗脱样品中非极性的脂质成分，用乙醚洗脱样品中的3-MCPD，用七氟丁酰基咪唑（HFBI）溶液为衍生试剂，采用选择离子检测（SIM）的质谱扫描模式，内标法定量。
过程：样品中加入饱和氯化钠溶液，超声波提取→加入硅藻土吸附剂→柱净化→洗脱→衍生→GC
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● 注释：
● 氯丙醇极易溶于水，因此在待测样品中加入氯化钠，除去其中的水分，另外，食品中
的色素和杂质也被吸附在盐颗粒上。
● 硅藻土的目的是吸附试样中的脂类、色素等杂质，因此，有学者使用非极性吸附剂C 18
来除杂。其过程为试样中加入无水硫酸钠后，加入乙酸乙酯提取氯丙醇，提取剂中加入C 18来除杂。（王翔, 宋国新, 赵建丰, 胡耀铭.分散固相萃取法对鸡精中3-氯-1 2-氯丙醇的测定. 分析测试学报，2008,27（11）：207-208.）
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衍生前，务必用无水硫酸钠除去样品中的水分，因为衍生化试剂七氟丁酰基咪唑对水
非常敏感，提取液中稍微有点水就会导致衍生失效。为了保证提取液中完全没有水分的，利用经６４０℃灼烧4ｈ后的无水硫酸钠进行脱水。（周相娟，谢精精，赵玉琪，李伟.气相色谱－质谱法测定酱油中氯丙醇类化合物. 中国调味品，2011,36（5）：88-90.)