1、摘 要為了保障食品的質量能夠滿足人們的食用要求，食品中經常加入人工合成的食品抗氧化劑。食品抗氧化劑及其輻照產物對人體具有一定的毒性和副作用，因此對其進行跟蹤檢測是非常有必要的。現如今隨著科學技術的進步，并且食品添加劑威脅人們健康的事件也經常發生，人們逐漸的開始研究針對性強，能夠特異性檢測某種物質的技術，以此來降低用來其他干擾物質對檢測結果的影響。分子印跡技術是近年來逐漸興起的一種的微量分離分析方法，具有高效快速，特異性強，精確度高等特點。因此，分子印跡技術在食品抗氧化劑方面應用廣泛。關鍵詞：分子印跡技術；分子印跡傳感器；食品抗氧化劑Abstract In order to ensure the

2、 quality of food, artificial antioxidants are often added to food. Food antioxidants and their irradiation products have certain toxic and side effects on human body, so it is very necessary to trace and detect them. At present, people are devoted to the research of highly specific and specific dete

3、ction methods to overcome the interference of other substances. Molecular imprinting technology is a micro separation and analysis method developed in recent years, which is characterized by high efficiency, high specificity and high precision. Therefore, molecular imprinting technology has been wid

4、ely used in food antioxidants.Key words: Food antioxidants;Molecular imprinting technology; Molecular imprinting sensor目 錄第1章 前言1第2章 正文12.1 食品抗氧化劑12.1.1 食品抗氧化劑的作用12.1.2 食品抗氧化劑的用途22.1.3 食品抗氧化劑添加過量的危害32.2 分子印跡32.2.1 分子印跡的制備32.2.2 按分子印跡識別位點的位置分類32.2.3 按形成分子印跡的作用鍵分類32.2.4 分子印跡的識別能力42.3 分子印跡傳感器42.3.1 分子印

5、跡傳感器的分類及工作原理42.3.2 分子印跡傳感器的特異性識別能力52.3.3 分子印跡電化學傳感器5第3章 結論6第4章 展望6參考文獻7致謝9III第1章 前言分子印跡技術【1】是利用其能夠對分子進行特異性識別的功能，近年來逐漸興起的一種新型微量分離檢測方法。分子印跡技術作為一門新型的微量檢測手段，現已應用到生物工程，臨床醫學，環境監測和食品安全等領域。當食品中加入食品添加劑時，可以延長食品的壽命，不易變質。但是，食品抗氧化劑仍然會被一些食品生產者違規或過量添加到食品中去。就目前來說，高效液相色譜法和氣相色譜法【2】是檢測食品抗氧化劑含量的重要方法。但這些方法存在著明顯的缺點：檢測設備費

6、用昂貴，操作復雜，耗時長。所以有必要發展一種快速而簡單的分析分離方法。由于分子印跡技術具有靈敏，快速，成本低廉等特點，逐漸的人們采用分子印跡技術來檢測食品中抗氧化劑的含量【3】。第2章 正文近年來，各種各樣的食品安全問題嚴重威脅著人們的正常生活。眾所周知的三鹿奶粉的“三聚氰胺”事件、鴨蛋的“蘇丹紅”事件、“瘦肉精”事件【4】、毒饅頭事件等，食品添加劑威脅人們身體健康的現象已經屢見不鮮。食品抗氧化劑作為一種能夠保障食品質量的物質，其違規添加的問題也日益引起人們的關注。2.1 食品抗氧化劑2.1.1 食品抗氧化劑的作用抗氧化劑(Antioxidants)能夠對食品與氧氣的反應產生抑制作用，使食品不

7、易腐爛【5】。它對自由基能夠起到捕獲和中和的作用，可以消除自由基對人體的損害。在容易氧化和變質的食品中添加微量的食品抗氧化劑，能夠保證食品質量不受到破壞。抗氧化劑主要由自由基吸收劑組成，而加入氫離子可以吸收自由基，使其變成游離的狀態，中斷鏈轉移反應，使反應停止【6】。抗氧化劑可以作為食品添加劑，當抗氧化劑加入到食品中時，可以保證食品的質量，延長食品的保質期，保障人們的生命健康。適量添加食品添加劑，能夠使食品更滿足于人們的需求【7】。一是改善食品的色，香，味等性質。二是食物也比以前更有營養。因此，食品添加劑在食品生產過程中所起到的作用是不可磨滅的。例如，食物中油含量較高時，就會加入抗氧化劑。而油

8、脂發生的是自發氧化的反應，當加入抗氧化劑時，會對氧化物的生成起到抑制作用，使反應停止，發揮其抗氧化作用。反之，如果抗氧化劑加入的速度太慢，即使過量加入，也不能阻止過氧化物的分解，經常會事與愿違，油脂會加速氧化變質。因為抗氧化劑本身容易被氧化，氧化后會成為還原性物質，所以當食品抗氧化劑被氧化時，反而能促進油脂的氧化。2.1.2 食品抗氧化劑的用途食品中常用的抗氧化劑主要有3種，包括：特丁基對苯二酚（TBHQ）、丁基羥基茴香醚（BHA）和二丁基羥基甲苯（BHT）。這三種抗氧化劑是人工合成的，當添加到食品中時會有產生一定的風險，所以食品生產出來后必須進行嚴格檢查。食品添加劑的添加標準根據國家和地區的

9、不同而有所差異【8】。在歐洲，明確限制了食品抗氧化劑的適用范圍及添加量的最大值。丁基羥基茴香醚可以獨自使用，也可以與沒食子酸丙酯（PG）一起使用。但是在二者混合使用時也只能添加到特定的食品中，并且最大添加量不能超過200mg/kg。在油類中添加抗氧化劑時，二丁基羥基甲苯可以加入，而特丁基對苯二酚則不允許。在美國，三種抗氧化劑可同時添加到油類中，最大添加量不得超過200mg/kg。與歐洲不同，巴西、新西蘭、澳大利亞、菲律賓等國家允許在食品中添加特丁基對苯二酚。我國的國標GB2760 -2014【9】對食品抗氧化劑添加量(maximumlevel)和最大殘留量(maximum permitted)

10、均有限制，明確了三種抗氧化劑的主要用途。例如，可以將這三種抗氧化劑加入到油炸食品中，但不允許在糖果和糕點中添加。因為4-己基間苯二酚（4-HR）對人體的粘液組織有害，威脅到了人體健康，所以最大添加量不能超過1mg/kg。沒食子酸丙酯可以在油類中添加，但最大添加量也不能超過0.1g/kg。所以必須要對食品抗氧劑進行嚴格的檢測。圖2-1 各種食品抗氧化劑的結構式2.1.3 食品抗氧化劑添加過量的危害雖然抗氧化劑能夠保障食品不受到腐蝕，但是當食品添加劑時，也會降低食品質量，威脅人們的身體健康。現如今食品中已經加入了人工合成的酚類抗氧化劑，并且已經使用了很長時間【10】，同時一些相關人員已經對酚類抗氧

11、化劑是否含有毒性進行了深入研究。他們最終得出結論：過多的抗氧化劑會導致營養流失，甚至產生的代謝產物也會對人類有害，還會導致基因病變或細胞癌變【11】。當今社會我們都了解，食品是否安全對人們的身體健康影響很大，監控食品添加劑的含量是保障消費者合法權益的重要手段。現階段為了克服其他物質干擾食品添加劑得檢測，目前正致力于研究具有針對性，特異性檢測的方法，即分子印跡技術。2.2 分子印跡2.2.1 分子印跡的制備分子印跡是由Dickey首先發明并提出的，他在1949年實現了燃料在硅膠中的印跡。分子印跡聚合物由模型分子與功能單體取一定的質量，按照一定的比例混合到一起，預聚一段時間，形成主-客體復合物。在

12、形成的物質中加入一定量的交聯劑和引發劑后，將氮氣通入混合物中，排除體系的氧氣，最后在水浴中加熱，形成高分子聚合物。2.2.2 按分子印跡識別位點的位置分類按照分子印跡識別位點的位置不同進行分類，可以將分子印跡材料分為表面分子印跡和傳統分子印跡。傳統分子印跡的制備方法通常為本體聚合，懸浮聚合和沉淀聚合，這些傳統分子印跡具有高度交聯的性質。當分子印跡在洗拖脫模板分子之后，會形成一個三維空腔，在這個空腔中會存在模板分子的識別位點。然而傳統的分子印跡材料模板分子很難被完全洗脫掉，導致分子印跡對模板分子的識別能力降低，對分子印跡對模板分子的吸附產生了極大的阻礙。而表面分子印跡的識別位點存在的地方，顧名思

13、義，它的識別位點存在于分子印跡材料的表面，當模板分子被洗脫或重新吸收時，就會容易得多。兩種分子印跡進行對比，表面分子印跡對模板分子的識別能力更強，傳輸速度和結合動力也比傳統分子印跡更快。所以表面分子印跡技術得到了越來越多的關注。2.2.3 按形成分子印跡的作用鍵分類按照作用鍵分類，分子印跡聚合物主要有三種類型【12】:(1)共價鍵法:分子印跡是以共價鍵的形式結合而成的。通過共價鍵結合的分子印跡聚合物活性相對穩定，對模板分子具有較好的檢測能力。(2)非共價鍵法【13】:分子印跡主要通過非共價鍵彼此連接，非共價鍵的主要形式包括：氫鍵，配位鍵，范德華力等。與第一種類型的分子印跡聚合物相比，這種聚合物

14、相對簡單，分子印跡材料間結合力比共價鍵形成的分子印跡結合力小，因此對于模板分子的洗脫和重新吸附就會顯得更加容易。(3)共價鍵和非共價鍵相結合的辦法：這種類型的分子印跡通過共價鍵結合而成，但是在識別過程中，兩者之間的相互作用是通過非共價鍵來實現的。2.2.4 分子印跡的識別能力在分子印跡聚合物成功制備之后，需要將模板分子洗脫掉，在聚合物分子內會出現一個空穴【14】，這個空穴具有模板分子的形狀。可以與模板分子結合的三維空腔，將形成在聚合物的表面上，并且空穴中的官能團準確排列與模板分子互補，從而能夠對需要檢測的物質具有較好的識別能力【15】。圖2-2 分子印跡材料的識別的流程圖2.3 分子印跡傳感器

15、2.3.1 分子印跡傳感器的分類及工作原理現在，使用分子印跡技術的傳感器可以檢測食物中的抗氧化劑【17】。分子印跡傳感器相比于傳統技術對物質的特異性檢測效果更好，人們利用分子印跡技術制成傳感器，而且得到了廣泛的研究應用。傳感器的類型主要有電化學傳感器，熒光化學傳感器。關于分子印跡的電化學傳感器就是利用電化學系統來檢測食品抗氧化劑。當溶液中的模板分子和分子印跡聚合物表面的空穴進行特異性結合時，傳感器的信號就會發生變化，進而完成對食品抗氧化劑的定量檢測。熒光傳感器的工作原理不同于電化學傳感器，這類傳感器在檢測過程中，熒光信號會發生變化，也可用來檢測食品抗氧化劑。它是利用分子印跡熒光膜對模板分子特異

16、性檢測能力，再通過分子印跡膜傳感器中熒光信號與模板分子發生的相應變化，以此達到檢測食品抗氧化劑的目的。分子印跡熒光傳感器通過利用傳感器產生的光譜，能夠對各種物質實現特異性檢測。通過分子印跡熒光傳感器可以對具有熒光性質的物質進行直接檢測，也可以用熒光試劑作為探針，檢測不具備熒光性質的物質。例如，何琴【18】等用丙烯酰胺作為功能單體制備雙酚A分子印跡聚合物，并通過添加分跡熒光物質實現了水中雙酚A分子的特異性檢測。檢查的結果效果明顯。分子印跡傳感器具有優越的檢測性能，效率快，成本低廉，所以應用前景非常廣闊。2.3.2 分子印跡傳感器的特異性識別能力分子印記傳感器能否對模板分子進行特異性識別，是影響傳

17、感器檢測性能的決定性因素。為了評估分子印跡傳感器的特異性識別能力，在檢測過程中，經常設置對照組，加入與模板分子結構相似的物質，進行對照實驗。結果表明：盡管這些物質的結構與模板分子相似，但是傳感器對模板分子的靈敏度仍然是最好的。根據傳感器信號的響應程度可以表明，分子印跡傳感器比普通傳感器對于信號的響應程度要好得多。這是因為分子印跡傳感器上存在的識別位點能夠與模板分子特異性結合。雖然加入的幾種物質與模板分子具有相似的結構，但由于分子印跡傳感器的特異性識別功能，仍然可以將幾種物質分離出去。這說明，構建的分子印跡傳感器對模板分子有很強的識別能力，可以用來區分測量抗氧化劑及其輻照產物的含量。2.3.3

18、分子印跡電化學傳感器分子印跡電化學傳感器把分子印跡技術和傳感器二者的優點結合到了一起，因此它具有靈敏、高效，對物質識別具有特異性和可重復性等特點。分子印跡電化學傳感器是利用分子印跡聚合物，來達到修飾工作電極的目的，并通過電化學方法檢測某種物質的含量。分子印跡電化學傳感器由分子印跡敏感膜和信號轉換裝置組成，當分子印跡敏感膜對模板分子進行重吸附時，信號轉換裝置將化學信號轉變為電信號，實現對食物中抗氧化劑的檢測。制備分子印跡敏感膜的方法有很多，由于制備方法的不同，分子印跡電化學傳感器的檢測能力也會受到相應的影響。敏感膜的制備方法主要有：表面涂覆法，自組裝法，電化學聚合法【19】，其中電化學聚合法普遍

19、受到科研人員的青睞。電化學聚合法是指通過循環伏安法或恒電位法，在電解質溶液中將模板分子與功能單體混合起來，形成預聚物。并且模板分子通過電化學或溶劑法洗脫。其中苯胺，吡咯等常被用作聚合單體。電聚合法制備方法簡單，響應時間短，準確度高，選擇性好。依據電信號轉化的不同形式，電化學傳感器可分為電流型，導電型，壓電型，電位型，電容/電阻型5種。其中電流型分子印跡傳感器是在模板分子重新吸附時，分子印跡聚合物表面上的空穴與模板分子進行結合，在這個過程中電流信號會發生變化，從而實現對抗氧化劑的檢測【20】。電化學活性物質可以直接通過電化學傳感器來進行檢測【21】，也可以用一些電活性物質制作成小分子的探針，間接

20、地檢測沒有電化學活性的物質。正是由于分子印跡電化學傳感器有這些優點，分子印跡化學傳感器現已用于食品抗氧化劑及其輻照產物的檢測。第3章 結論本文通過對分子印跡技術在食品添加劑方面的研究，分別從食品抗氧化劑的作用，用途，以及添加過量的危害等層面，論述了食品抗氧化劑必須通過嚴格的檢測，才能更好的服務于人們，對人們的健康負責，使人們不會由于食品添加劑過量而影響到生命健康。也從分子印跡技術的角度，通過從制備、識別位點位置和作用鍵的分類，以及對模板分子特異性檢測的能力，說明了分子印跡技術能夠應用到食品安全中來，利用分子印跡技術的高選擇性，高效快速，制備方法簡單等特點，可以實現對食品添加劑含量的分析。由于構

21、建分子印跡傳感器具有特異性和選擇性的特點，能夠利用其在模板分子吸附前后，傳感器的信號發生變化的原理，從而實現對食品抗氧化劑的含量的特異性檢測，以此監護食品的質量，保護人民的生命健康。分子印跡技術也將更廣泛的應用到食品抗氧化劑檢測領域。第4章 展望當今社會能夠對食品的中抗氧化劑及其輻照產物進行快速、高效的檢測，是對全體人民的生命安全負責。由于食品添加劑及其輻照產物會傷害到人類，所以必須進行系統地研究，對于食品中抗氧化劑含量的的檢測是非常有必要的。相信科研人員能夠研究出更好，更高效的檢測食品抗氧化劑的方法。隨著科學技術的進一步發展，分子印跡技術將會在更多的領域有所建樹，應用范圍也將逐漸擴大。同時，

22、在對于分子印跡電化學傳感器的研究，應該趨向于發現更多具有電化學性能的物質，使其在分子印跡電化學傳感器的制備中得到應用，使電化學傳感器的種類越來越多。在此期間，我們應該優化分子印跡材料的制備過程，將分子印跡技術應用到更廣泛的領域。然而，在現階段，在分子印跡聚合物制備的過程中存在著缺陷，在多個目標物同時檢測方面也存在著空白。分子印跡技術在未來的發展，我認為將在以下幾個方面取得突破。(1)分子印跡技術的識別機制將會發生改變，主要會從現在對于半定量的研究向著完全定量的方向發展，真正的在分子層面揭示了分子印跡的識別過程。(2)發現更多可以作為功能單體和交聯劑的物質，使分子印跡聚合物更加多樣化。(3)分子

23、印跡聚合物的識別過程將從有機相中進行，逐漸轉移到水相中，最終將和天然分子識別系統相媲美。(4)分子印跡由于具有保留性，因此將分子印跡用于催化合成領域將備受關注。（5）分子印跡高特異性可以保障多個檢測信號之間互不干擾，因此可以實現食品抗氧化劑及其輻照產物等多目標同時跟蹤檢測。總之，隨著科學技術、合成手段和現代分析測量手段的迅速發展，分子印跡技術將應用到更廣泛的領域，使人們的生產生活因此得到滿足。任何一門新興的技術都會經歷發現、發展、成熟的過程。目前，分子印跡技術已成為重要的分離分析技術，但是應該在現有技術上進行進一步的改善，使其能夠在更多的領域得到應用。參考文獻【1】David R Krysci

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