色譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

□ 王 輝 寧波市寧海縣食品檢測(cè)中心

1 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越高，在基本解決食物供應(yīng)問(wèn)題的同時(shí)，食品安全問(wèn)題也越來(lái)越引起社會(huì)的關(guān)注。而近幾年卻頻頻出現(xiàn)如三聚氰胺奶粉事件、瘦肉精事件、蘇丹紅、吊白塊等嚴(yán)重影響人民身體健康的食品安全問(wèn)題。色譜技術(shù)迅速發(fā)展，使得各種色譜技術(shù)作用在這樣的形勢(shì)下得到充分的發(fā)揮。

2 色譜技術(shù)的原理

色譜技術(shù)就是利用混合物各組分物質(zhì)在流動(dòng)相和固定相中溶解度和吸附能力的差異性，當(dāng)物質(zhì)在兩相之間反復(fù)多次進(jìn)行分配，使得原本微小的差異放大，最終導(dǎo)致其遷移速度產(chǎn)生較大差異，從而達(dá)到分離效果的一種技術(shù)[1]。色譜技術(shù)的種類(lèi)很多，分類(lèi)依據(jù)也有很多種。按照流動(dòng)相的狀態(tài)，色譜可以分為液相色譜、氣相色譜和超臨界液體色譜。由于色譜技術(shù)具有檢測(cè)靈敏度高、分離效能高、選擇性高、方便快捷、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，而且隨著色譜技術(shù)發(fā)展和完善，色譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 色譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 在食品營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1.1 食品中碳水化合物的檢測(cè)

食品中碳水化合物的測(cè)定，主要是檢測(cè)其糖分含量，傳統(tǒng)的化學(xué)法只能測(cè)定食品中的總含糖量，不能檢測(cè)其組分和各組分的含量，而色譜技術(shù)具有很高的靈敏度，還能同時(shí)檢測(cè)出各種糖類(lèi)。國(guó)際上已經(jīng)將HPLC作為酒精糖分含量測(cè)定的仲裁法[2]。林婧燁等[3]人采用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射分別分離測(cè)定新鮮龍眼果和龍眼干中水溶性單糖和寡糖組分的種類(lèi)和含量。白娣斯等[4]人利用氣相色譜法比較了糖腈衍生化和糖醇衍生化兩種分析多糖組分的方法，結(jié)果表明糖腈衍生化法測(cè)定的每一種單糖都能得到單一的色譜峰，而且其衍生物制備簡(jiǎn)便，試劑易得。高新蕾[5]利用HPLC檢測(cè)奶粉中的乳糖、葡萄糖、蔗糖，其相關(guān)系數(shù)達(dá)0.999 9以上，回收率為100.2%～101.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.6%。

3.1.2 食品中蛋白質(zhì)或氨基酸的檢測(cè)

柱前衍生化高效液相色譜技術(shù)由于其高靈活，而且易于推廣，已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的茚三酮氨基酸檢測(cè)法，該技術(shù)不僅能檢測(cè)出游離氨基酸，并能將其分離。魏聰?shù)萚6]采用柱前衍生超高效液相色譜法進(jìn)行黃秋葵種子及種皮中游離氨基酸含量的檢測(cè)，得知其氨基酸主要以亮氨酸、纈氨酸、谷氨酸和天冬氨酸為主。高向陽(yáng)等[7]通過(guò)柱前衍生-反相高效液相色譜法測(cè)定賊小豆中氨基酸種類(lèi)和含量，得到其氨基酸含量順序表，該方法簡(jiǎn)便快捷、準(zhǔn)確高效。

3.1.3 食品中脂肪酸的檢測(cè)

利用色譜技術(shù)對(duì)脂肪酸進(jìn)行檢測(cè)，主要是測(cè)定其含量。李國(guó)琛[8]等將從蛋黃中提取的多種磷脂通過(guò)HPLC預(yù)先分離，收集各組分后分別進(jìn)行基質(zhì)輔助激光解析串聯(lián)飛行時(shí)間質(zhì)譜分析得到比較清晰的質(zhì)譜圖。盛靈慧[9]等建立了氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的方法對(duì)食用植物油中的硬脂酸、油酸、亞油酸等10種目標(biāo)脂肪酸進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示該方法可用于油品的質(zhì)量檢測(cè)和日常分析。

3.1.4 食品中維生素的檢測(cè)

高效液相色譜法與先提取后檢測(cè)的傳統(tǒng)技術(shù)比較，不僅簡(jiǎn)化檢測(cè)過(guò)程，提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性，還具有抗干擾的優(yōu)勢(shì)，省時(shí)又省力。因此，目前主要使用高效液相色譜技術(shù)對(duì)食品中的維生素進(jìn)行檢驗(yàn)。謝云峰[10]等采用固相萃取與雙梯度高效液相色譜聯(lián)用技術(shù)同時(shí)對(duì)豬肝、雞蛋和配方奶粉進(jìn)行維生素A、E的測(cè)定，并建立了動(dòng)物源食品中維生素A、E的高效液相色譜檢測(cè)法。繆璐[11]等建立高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定嬰幼兒配方食品中11種水溶性維生素的同步測(cè)定方法，可對(duì)較寬濃度范圍內(nèi)的多種維生素進(jìn)行同步分析，有助于提高分析效率、降低成本。

3.2 在食品天然成分檢測(cè)中的應(yīng)用

在天然成分檢測(cè)中的應(yīng)用主要分為兩個(gè)方面，一個(gè)是食物中本身含有的天然功效成分，如多糖類(lèi)、苷類(lèi)、黃酮類(lèi)、植物甾醇類(lèi)、特異性成分，另一個(gè)就是食物本身具有的天然毒素如河豚毒素、細(xì)胞凝集素、生物堿、氰苷/皂苷、毒蛋白。目前，其檢測(cè)方法以高效液相色譜法為主導(dǎo)，徐皓[12]建立了同時(shí)測(cè)定元胡藥材中5種生物堿含量的HPLC法，并對(duì)不同產(chǎn)地的元胡藥材進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果可建立元胡藥材的產(chǎn)地溯源系統(tǒng)。嚴(yán)忠雍等[13]建立了海洋生物中河豚毒素的免疫親和柱凈化-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜分析方法，該方法的相關(guān)系數(shù)大于0.997，定量限為0.3 μg/kg，回收率為88.7%～102.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0%～6.4%。

3.3 在食品添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用

3.3.1 食品中甜味劑的檢測(cè)

甜味劑根據(jù)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可以分為營(yíng)養(yǎng)型甜味劑和非營(yíng)養(yǎng)型甜味劑。糖精鈉、甜蜜素等都屬于人工合成的非營(yíng)養(yǎng)型甜味劑。人工合成甜味劑由于價(jià)格低廉，因此，應(yīng)用非常廣泛，但是過(guò)量使用則會(huì)對(duì)人體的健康造成危害。利用色譜技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)果凍、果脯等食品中甜味劑的測(cè)定。檢測(cè)方法以反相高效液相色譜-UVD法為主。張暉[14]等采用高效液相色譜-紫外可見(jiàn)檢測(cè)法同時(shí)測(cè)定食品中3種人工合成甜味劑阿斯巴甜、安賽蜜、紐甜的含量，3種甜味劑的相關(guān)系數(shù)在0.9991～0.9996，檢出限在10-5～10-4g/L，加標(biāo)回收率為95.3%～104.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～3.8%。

3.3.2 食品中防腐劑的檢測(cè)

利用高效液相色譜技術(shù)對(duì)食品中的防腐劑進(jìn)行檢測(cè)不僅操作方便簡(jiǎn)單，反應(yīng)靈敏快捷，而且檢測(cè)的準(zhǔn)確性非常高。其中的反相高效液相色譜技術(shù)能對(duì)食品中的苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸等進(jìn)行檢測(cè)。趙貞[15]等建立了乳制品中的2種甜味劑和3種防腐劑的高效液相色譜分析方法，利用C18反相色譜柱使其在30 min內(nèi)完全分離。相關(guān)系數(shù)均大于0.998 0，線(xiàn)形范圍為1～100 mg/kg，回收率為80.0%～107.7%。

3.3.3 食品中色素的檢測(cè)

食品中添加的色素主要分為天然色素和人工合成色素，人工合成色素由于具有慢性毒性或致癌性，對(duì)人體存在非常大的危害，各國(guó)已經(jīng)逐漸限制人工色素的使用。通過(guò)高效液相色譜分析技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N食品中人工合成色素進(jìn)行檢測(cè)。劉麗等[16]建立了一種同時(shí)測(cè)定豆制品和肉制品中7種合成色素的QuEChERS-HPLC法，相關(guān)系數(shù)在0.997 1～0.999 9，樣品加標(biāo)回收率為83.01%～108.84%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.53%～15.23%，方法的檢出限在0.1～0.3 mg/L，定量限在0.3～0.4 mg/kg。

3.4 在食品污染物中檢測(cè)中的應(yīng)用

3.4.1 食品中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)

農(nóng)藥在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全方面有很重要的作用，但是其殘留在食物中對(duì)人體健康造成很大的危害，即便含量極低。因此，農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法要求其靈敏度高、檢出限低。其檢測(cè)過(guò)程一般是先萃取、后凈化，最后就可以選擇合適的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。最常用的色譜檢測(cè)技術(shù)是氣相色譜，目前80%的農(nóng)藥殘留檢測(cè)采用GC，多種農(nóng)藥可以一次進(jìn)樣、完全分離、定性和定量測(cè)定，而沸點(diǎn)太高不易氣化或熱穩(wěn)定性差的農(nóng)藥殘留不能采用氣相色譜法就采用液相色譜法進(jìn)行檢測(cè)。盧亞玲等[17]采用固相萃取-毛細(xì)管氣質(zhì)聯(lián)用法，可同時(shí)檢測(cè)果蔬中36種農(nóng)藥殘留，檢出限（3S/N）均不高于15 μg/kg。徐娟等[18]采用超高效液相色譜-電噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜在15 min內(nèi)同時(shí)定性定量檢測(cè)了果蔬中有機(jī)磷、氨基甲酸酯及其代謝物、磺酰脲類(lèi)、酰胺類(lèi)、吡啶類(lèi)、苯氧羧酸類(lèi)等230種農(nóng)藥殘留，該方法引入了新的MRM監(jiān)測(cè)模式，定量下限可達(dá)到1.0 μg/kg。

3.4.2 食品中獸藥殘留的檢測(cè)

獸藥殘留分析與農(nóng)藥殘留一樣屬于痕量分析范疇，具有如下特點(diǎn)：①殘留物質(zhì)的含量低，且其含量波動(dòng)范圍大（μg/kg～mg/kg）；②樣品基質(zhì)復(fù)雜，干擾物質(zhì)多；③不僅要求檢測(cè)出原型化合物，還要檢測(cè)代謝物。因此，其檢測(cè)方法要求具有分離能力高、線(xiàn)性范圍寬、靈敏度高、特異性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。

獸藥殘留的檢測(cè)其實(shí)與農(nóng)藥殘留相差不大，主要差別是有些藥物及其代謝產(chǎn)物需要經(jīng)過(guò)衍生化才能滿(mǎn)足測(cè)定要求，所以在凈化后、檢測(cè)前需要進(jìn)行衍生化。而目前最常用、應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)方法是色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，如HPLC-MS和GC-MS。封家旺等[19]成功建立飼料中6種氟喹諾酮類(lèi)（QNs）獸藥殘留量的超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）檢測(cè)方法。該法在前處理過(guò)程中未使用固相萃取小柱，在快速檢測(cè)的同時(shí)降低成本。程慧[20]則針對(duì)食品中的氯霉素類(lèi)、4種硝基呋喃類(lèi)和四環(huán)素類(lèi)抗生素建立了LC-MSMS分析方法，其定量限均在μg級(jí)。Sajid等[21]采用Zorbax-C18固相萃取柱對(duì)蜂蜜中的15種磺胺類(lèi)藥物殘留進(jìn)行了富集提取，并結(jié)合高效液相熒光進(jìn)行分析檢測(cè)。

3.4.3 食品中環(huán)境污染物的檢測(cè)

食品中的環(huán)境污染物主要分為無(wú)機(jī)污染物如重金屬和有機(jī)污染物，如二噁英、多氯聯(lián)苯。目前，重金屬主要采用光譜法進(jìn)行檢測(cè)。而像二噁英、多氯聯(lián)苯等有機(jī)污染物的檢測(cè)，由于其含量本身就很少，而且在樣品中還存在多種高濃度的干擾物，因此，進(jìn)行分析需要達(dá)到高靈敏度和低檢測(cè)限、高選擇性、高特異性、高準(zhǔn)確性和高精密度等要求。而高分辨氣相色譜與高分辨質(zhì)譜連用技術(shù)就能全部滿(mǎn)足這些要求。目前，國(guó)際上二噁英的分析方法就是采用這種方法。丁罡斗等[22]利用氣相色譜-離子阱二級(jí)質(zhì)譜對(duì)照高分辨質(zhì)譜對(duì)食品中二噁英類(lèi)多氯聯(lián)苯進(jìn)行測(cè)定，確定了氣相色譜-離子阱二級(jí)質(zhì)譜在分析食品中12種二噁英類(lèi)多氯聯(lián)苯殘留的定性參數(shù)，優(yōu)化了質(zhì)譜條件，并研究了兩者之間的準(zhǔn)確度差異。丁罡斗等[23]還建立了氣相色譜-離子阱二級(jí)質(zhì)譜（GC-MS/MS）測(cè)定牛奶中12種二惡英類(lèi)多氯聯(lián)苯殘留的分析方法。相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.999 9以上，檢出限為3～11 pg/g。張建清等[24]利用HRGC/HRMS和同位素稀釋定量技術(shù)對(duì)食品中17種二噁英和共平面多氯聯(lián)苯進(jìn)行定量檢測(cè)，檢出限達(dá)pg級(jí)。

3.4.4 食品加工和儲(chǔ)藏過(guò)程中產(chǎn)生的毒素的檢測(cè)

在加工過(guò)程中一些食品中的某些成分會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)。如肉制品經(jīng)高溫加工會(huì)產(chǎn)生多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺等，淀粉制品在油炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生丙烯酰胺。食品儲(chǔ)存不當(dāng)，會(huì)引起真菌生長(zhǎng)，造成食品的腐敗變質(zhì)，同時(shí)，有些霉菌產(chǎn)生毒素，有較強(qiáng)的毒性和耐熱性，對(duì)食品的安全性構(gòu)成極大的威脅。采用色譜和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法是目前分析這類(lèi)物質(zhì)最有效的方法。像多環(huán)芳烴以GC-MS為主要檢測(cè)手段，雜環(huán)胺主要就是采用HPLC和LC-MS等方法進(jìn)行檢測(cè)。而國(guó)標(biāo)規(guī)定了以氣相色譜-質(zhì)譜法作為丙烯酰胺的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，但是因?yàn)闅庀嗌V需要進(jìn)行衍生化，所以現(xiàn)在很多都采用LC-MS/MS并有逐步取代GC-MS的趨勢(shì)。許婷等[25]利用同位素稀釋氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜可測(cè)定食用油中18種多環(huán)芳烴，檢出限為0.03～ 0.27 μg/kg，定量限為 0.10 ～ 0.89 μg/kg。Martin-Calero[26]采用HPLC-FLD可分析肉制品中6種HAs，檢出限低至0.3～75 ng/L，回收率為68.5%～118%。徐艷群等[27]利用免疫親和柱凈化-大體積流通池，無(wú)須衍生也可利用HPLC法對(duì)食品中6種黃曲霉毒素進(jìn)行檢測(cè)。

3.4.5 食品摻偽和違禁添加劑的檢測(cè)

食品摻偽和違禁添加物的檢測(cè)是由于近幾年出現(xiàn)的嚴(yán)重食品安全問(wèn)題都是關(guān)于摻假或者添加違禁添加物。如關(guān)于三聚氰胺和蘇丹紅等現(xiàn)在都已經(jīng)出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)手段都是以色譜法為主。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[28]規(guī)定了原料乳、乳制品以及含乳制品中三聚氰胺的三種測(cè)定方法，即高效液相色譜法（HPLC）、液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法（LC-MS/MS）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法。標(biāo)準(zhǔn)中高效液相色譜法的定量限為2 mg/kg，液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法的定量限為0.01 mg/kg，氣相色譜-質(zhì)譜法的定量限為0.05 mg/kg。蘇丹紅的檢測(cè)也是使用色譜法，采用高效液相色譜法可以對(duì)食品中如辣椒制品、豆制品等中的蘇丹紅進(jìn)行檢測(cè)。劉虹等[29]利用HPLC對(duì)咸蛋、皮蛋中的蘇丹紅進(jìn)行分析，其最小檢出限均為10 μg/kg，相關(guān)系數(shù)為0.999 5～0.999 9，回收率均為90%～105%。其他的違禁品檢測(cè)，劉劭鋼[30]等利用液相色譜檢測(cè)了豆制品中“金黃粉”，譚慧[31]采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測(cè)定食品中添加的礦物油。

4 總結(jié)

色譜技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用十分廣泛，不僅能檢測(cè)普通的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、天然成分，也能檢測(cè)添加劑和含量極低的污染物。而且不難發(fā)現(xiàn)，色譜技術(shù)的應(yīng)用，從一開(kāi)始的以單獨(dú)的液相色譜或氣相色譜檢測(cè)，到了后面的檢測(cè)含量很低的農(nóng)獸藥殘留和一些毒素的時(shí)候就應(yīng)用到了色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的技術(shù)。從中發(fā)現(xiàn)了色譜技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，在技術(shù)層面，由于目標(biāo)物含量極低，同時(shí)，又有毒性或致突變、致癌性差異極大的同系物、異構(gòu)體的存在，以一種分析儀器進(jìn)行復(fù)雜對(duì)象的分析已經(jīng)不可能了，因此，色譜技術(shù)與其他儀器聯(lián)用技術(shù)已成為現(xiàn)代食品化學(xué)分析的主要方法，同時(shí)，其測(cè)定方向也從一開(kāi)始的單個(gè)化合物的檢測(cè)向多種類(lèi)、多組分分析方法發(fā)展。分離分析技術(shù)始終向著高精度、高靈敏度、準(zhǔn)確、快捷、簡(jiǎn)便、微型化的方向發(fā)展。隨著色譜技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展，色譜技術(shù)在食品檢測(cè)中將得到更廣泛的應(yīng)用。

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