色譜技術在食品安全中的應用

王梅

（山東師范大學歷山學院，山東青州262500）

色譜技術在食品安全中的應用

王梅

（山東師范大學歷山學院，山東青州262500）

食品安全是人們生活的基礎與保障，食品中既要包含豐富的營養(yǎng)，又不能含有對人體健康不利的物質。食品安全質量檢測技術的發(fā)展關系到民生問題，某種程度上已成為國家發(fā)達程度的標志之一。色譜法在各種干擾物質中對分析物具有極強的分離能力，分析精確度高，靈敏度和重復性好，已成為食品分析中最有效的分離分析方法。本文綜述了色譜技術的優(yōu)點、分類及在食品安全檢測方面的應用。

色譜；食品安全；分類；應用

食品安全是人們生活的基礎與保障，食品中既要包含豐富的營養(yǎng)，又不能含有對人體健康不利的物質[1]。但經濟快速發(fā)展的同時帶來了食品安全問題，越來越多的有毒有害物質進入到食物中，食品安全問題日趨嚴重。目前，食品安全問題已成為影響國家經濟發(fā)展、國際貿易以及國家聲譽的重要因素。影響食品安全的因素很多，例如微生物污染、農藥殘留、工業(yè)三廢污染、非法食品添加劑等。食品的化學成分很復雜，有常量的碳水化合物、脂肪和蛋白質等，還有很多微量或痕量物質，因此，食品的分離分析非常困難。

色譜法在各種干擾物質中對分析物具有極強的分離能力，分析精確度高，靈敏度和重復性好，已成為食品分析中最有效的分離分析方法。食品安全質量檢測技術的發(fā)展關系到民生問題，某種程度上已成為國家發(fā)達程度的標志之一。隨著世界經濟全球一體化進程的加快，食品安全問題已成為全世界矚目的熱點。為適應新的形勢，用現(xiàn)代化的儀器設備建立快速準確、世界先進水平的食品分析方法勢在必行。本文主要介紹了色譜技術的優(yōu)點、分類及應用。

1 色譜技術優(yōu)點

色譜技術是近年來食品安全檢測中應用最廣的技術，是一種物理化學分離分析方法。原理主要是利用待測物質組分在固定流動相中分配系數(shù)不同（吸附、溶解、親和等作用），在兩相中相互運動，不斷進行吸附或分配等作用，達到最終將各組分分開的目的。

色譜法的優(yōu)點主要有以下幾點：一是，分離效率高，可以分離成分非常復雜的混合物，對結構相似的物質分離分析效果好；二是，分離速度快，不同的色譜分離時間從幾分鐘到幾十分鐘，相比其他分離方法，時間較短；三是，靈敏度高，能分離分析微量、痕量物質；四是，應用范圍廣，可以分離無機物、有機物、大分子物質等幾乎所有的化合物；五是，樣品用量少，一般用量為g、mg、μg等，極少量樣品就能得到理想的數(shù)據。

近年來，色譜技術發(fā)展速度驚人，迅速擴展到食品安全分析的各個領域，提高了檢測的靈敏度和分析效率，簡化了分析步驟，提高了分析結果的可靠性。

2 色譜技術分類及在食品安全方面的應用

色譜法在食品工業(yè)中應用廣泛，具有分離效率高、分析速度快、樣品用量少、分離和測定可以一次完成等優(yōu)點，已經被廣泛應用到食品工業(yè)和食品安全檢測上。目前食品安全檢測分析領域常用的色譜法有氣相色譜法、高效液相色譜法、質譜法等。

2.1 氣相色譜

氣相色譜是將樣品在載氣的帶動下經過色譜柱,利用不同物質在兩相中相互作用的差異，導致流出時間的不同，達到分離的目的。氣相色譜系統(tǒng)主要由進樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器等組成。檢測器主要有電子捕獲檢測器（ECD）、火焰光度檢測器（FPD）、化學發(fā)光檢測器（CLD）、傅立葉變換紅外光譜（FTIR）等。

氣相色譜技術成熟，設備完善，具有靈敏度高、分析速度快、自動化程度高、分離效率高、選擇性好、成本低等優(yōu)點，是目前應用非常廣泛的色譜分離分析方法。氣相色譜靈敏度高，能檢測出低于1μg/g的物質；特別適合于易揮發(fā)的物質、各類氣體和液體樣品、高沸點物質等的分析，是食品安全分析檢測領域適用范圍廣、強有力的檢測手段。目前氣相色譜技術對農殘的檢驗非常有效，GC配合FPD或ECD檢測器來進檢測蔬菜、水果表面的有機磷、有機氯等農藥殘留；使用GC/NPD檢測有機氮農藥殘留物；采用GC/FID檢測一些肉、魚等產品中的有害物質，或食品添加劑的檢測，如山梨酸、苯甲酸等。

2.2 高效液相色譜

高效液相色譜是在經典液相色譜（如柱層析、薄層層析、紙層析等）的基礎上發(fā)展而來的，以高壓下的液體為流動相，使樣品在兩相之間相互作用而分開。高效液相色譜分析速度快、分離效率高、靈敏度高、應用范圍廣。按照不同的原理，分為吸附色譜、分配色譜、離子色譜、體積排阻色譜、親和色譜。檢測器種類更多，常用的有紫外、熒光、示差折光、二極管陣列、電導、蒸發(fā)光散射檢測器等，大大拓寬了分析檢測的范圍。

氣相色譜不能分離低沸點、不穩(wěn)定的物質，但液相色譜能分離70%的已知化合物，因此被廣泛應用于食品安全檢測中，例如違禁添加物質、食品添加劑、毒素等的檢測。王毅謙等[2]采用高效液相色譜法測定大米中的4種煙堿農藥殘留量。李永庫等[3]采用高效液相色譜光電二極管陣列檢測法測定葡萄酒中沒食子酸等8種多酚類生物活性化合物。

2.3 質譜

質譜是一種測量離子荷質比的分析方法，基本原理是使樣品中組分電離，生成不同荷質比的離子，然后經過質量分析器確定其質量。質譜法在一次分析中可提供豐富的結構信息，與核磁共振、紅外、紫外被認為是有機結構分析的四大工具；特異性高、靈敏度高，被廣泛應用于各個學科領域。質譜儀通常由進樣器、離子源、質量分析器、檢測器、數(shù)據處理系統(tǒng)等部分組成。食品安全分析中定量分析常用到三重四級桿串聯(lián)質譜（QQQ-MS）；定性定量分析常用到四級桿時間飛行質譜（Q-TOF-MS）；高分辨質譜為飛行時間質譜（TOF-MS）。有研究人員利用MS對面包加工進行質控，或是對蔬菜及水果中的農殘進行篩查[4,5]，均取得很好的結果。

2.4 氣質聯(lián)用

氣相色譜與質譜儀聯(lián)用技術（GC-MS），充分結合了氣相色譜儀強大的分離能力和質譜儀準確的定性定量能力，具有靈敏度高、選擇性高、高分離能力、檢出限低、分析速度快、適用范圍廣、自動化程度高等優(yōu)點，可以實現(xiàn)多種物質同時檢測。GC是MS理想的進樣器，試樣經過GC分離后，對樣品中的組分起到純化的作用，然后再進入MS進行分析，結果更加準確，充分發(fā)揮質譜的優(yōu)勢。MS是GC理想的檢測器，質譜儀靈敏度很高，定性、定量準確度高，能檢測出來的化合物幾乎覆蓋所有種類，同時可以對樣品中的物質進行全掃描，也可以針對某種或某類物質進行專門的選擇檢測，大大增加了GC的定性定量范圍[1]。

GC-MS近年來在食品安全分析中得到了廣泛的應用并發(fā)揮著非常重要的作用。在食品添加劑分析中的應用較多，陳琦等[6]利用GC-MS測定飲料和果醬中7種防腐劑，進行快速定性。GC-MS也是農藥殘留檢測的重要手段，薛萍等[7]研究了GC-MS測定乳及乳制品中17種擬除蟲菊酯類農殘的方法，同時優(yōu)化了樣品的預處理方法，分析結果可靠。

2.5 液質聯(lián)用

液相色譜-質譜聯(lián)連用技術（LC-MS）利用LC進行分離，MS進行檢測，將分離技術和檢測技術相結合，LC、MS優(yōu)勢相結合，避免二者單獨使用時的缺陷，可獲得較為豐富的結構信息。在進行復雜混合物的質譜解析時MS卻存在較大的難度，分離復雜的混合物則是LG的最大的優(yōu)點，液相聯(lián)用質譜的實現(xiàn)，可以得到相對準確的質譜信號。食品樣品中所含物質非常復雜，干擾物質增加了分析難度，單獨使用MS準確鑒定目標物質，LC可以排除樣品中其他干擾、克服離子抑制等現(xiàn)象，提高靈敏度和分析速度，使結果更加準確，目前在食品安全領域占有十分重要的地位。過去對農藥殘留的檢測一般采用GC-MS，適用范圍窄，且前處理過程復雜，步驟繁瑣，而LC-MS方法克服這一缺點，可以應用到更多的農殘檢測中，如氨基甲酸酯、有機磷和除草劑等。

[1]薄海波.色譜技術在食品安全質量分析中的應用研究[D].北京:中國科學院研究生院（蘭州化學物理研究所）,2005.

[2]王毅謙,王玥,乙小娟,等.固相萃取-高效液相色譜法同時測定大米中的4種煙堿農藥殘留量[J].化學分析計量,2010,19(3):15-17．

[3]李永庫,李曉靜,歐小輝.固相萃取-高效液相色譜法同時測定葡萄酒中沒食子酸等8種多酚類化合物[J].食品科學,2008,29(4):283-286.

[4]Senyuva H Z,G kmen V,Sarikaya E A.Future perspectives in Orbitrap-high-resolution mass spectrometry in food analysis:a review[J].Food Addit ContamA,2015,32(10):1568-1606.

[5]Yeboah S O,Mitei Y C,Ngila J C,et al.Compositional and structuralstudies of the major and minor components in three cameroonian seed oilsby GC-MS,ESI-FTICR-MS and HPLC[J].J AmOil ChemSoc,2011,88(10):1539-1549.

[6]陳琦,凌云,張峰,等.攪拌吸附萃取結合氣相色譜/質譜/質譜法同時測定飲料和果醬中的7種防腐劑[J].分析化學,2010,38(8):1156-1160.

[7]薛平,杜利君,林勤保,等.氣相色譜-質譜法測定乳制品中17種擬除蟲菊酯農藥殘留方法的研究[J].分析測試學報,2010,29(9):948-952.

Application of Chromatography Technology in Food Safety

WANG Mei
(Shandong Normal University Lishan College,Qingzhou 262500,China)

Food safety is the basis and guarantee of people's lives.Food should contain rich nutrients,and it does not contain substances that are harmful to human health.The development of food safety and quality inspection technology is related to people's livelihood,and has become one of the signs of the country's development to some extent.Chromatography has strong separation ability,high analytical accuracy,sensitivity and repeatability in the analysis of various interfering substances.It has become the most effective separation and analysis method in food analysis.In this paper,the advantages,classification and application of chromatography technology in food safety inspection were reviewed.

Chromatography;food safety;classification;application

O657.7

A

1008-1038(2017)09-0024-03

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.09.007

2017-05-06

王梅（1987—），女，講師，主要從事食品科學與工程的教學與研究工作