色譜技術(shù)在食品安全及黃河濕地污染檢測中的應(yīng)用

張鳳鳳 邱小香

摘要：文章介紹了色譜技術(shù)的概念、原理及特點(diǎn)，重點(diǎn)論述了液相色譜法及其與其他質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品中農(nóng)藥殘留、添加劑及黃河濕地污染等檢測中的應(yīng)用。最后對(duì)色譜技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

Abstract： This paper introduced the concept， classification and theory and the characteristic of chromatographic technology， focused on the applications liquid chromatography and mass spectrometry in pesticide residues， additives， toxins and other detection. Then the future development of chromatography technology was prospected.

關(guān)鍵詞：色譜技術(shù);食品安全;黃河濕地;檢測;應(yīng)用

Key words： chromatographic techniques;food safety;Yellow River wetland;detection;application

中圖分類號(hào)：TS207? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）21-0245-03

0? 引言

色譜技術(shù)在現(xiàn)代儀器分析方法中占有重要的地位，因其具有特殊的高效、迅速的分離特性，已經(jīng)成為物理、化學(xué)、生物分析不可缺少的重要工具。從色譜學(xué)的發(fā)展上看，自1903年以來，俄羅斯的植物學(xué)家茨維特成功分離葉綠素以來，經(jīng)典的色譜方法由于分離緩慢，分離效率低、長時(shí)間沒有引起廣泛關(guān)注;直到20世紀(jì)50-60年代，由于以氣相色譜（GC）為突破口，出現(xiàn)了氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用的儀器，使色譜進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期;70年代進(jìn)入高效液相色譜法（HPLC）為代表的現(xiàn)代色譜時(shí)期;80年代以HPLC的文獻(xiàn)數(shù)量、應(yīng)用范圍已超過GC。近年來，由于高壓輸出泵的應(yīng)用和分析檢測技術(shù)的改進(jìn)，使得高效液相色譜技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。如今，因?yàn)楦哽`敏度的檢測器、高效率的色譜柱以及微型處理機(jī)的使用，使得該法成為了一種靈敏度高、分析速度快、應(yīng)用范圍廣泛的分析方法。社會(huì)上出現(xiàn)有毒大米、加有添加劑的奶粉、地溝油、注水肉等損害人們身體的物質(zhì)出現(xiàn)，如何讓消費(fèi)者買得放心、吃得安心成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。另外，濕地環(huán)境作為水生及陸生生態(tài)系統(tǒng)的過渡，兼有豐富的陸生和水生資源，所以，其和森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。近年來，濕地被各種物質(zhì)所污染，尤其有機(jī)污染物危害更大，所以，文章著重綜述了色譜技術(shù)在食品進(jìn)行安全檢測中的應(yīng)用，簡要介紹了在黃河濕地污染物檢測中的應(yīng)用情況，以便更好的指導(dǎo)對(duì)各種環(huán)境污染物的防治，保證人們健康的生活。

1? 色譜技術(shù)的基本原理及特點(diǎn)

1.1 色譜技術(shù)的原理

色譜法一般存在兩相，固定不動(dòng)的一相稱為固定相;不斷流過固定相的一相稱為流動(dòng)相。色譜法分離樣品中不同物質(zhì)的原理是利用各種物質(zhì)在兩相中的吸附能力、分配比及親和能力等的不同而達(dá)到分離的目的。在外力作用下，含有樣品的液體或氣體流動(dòng)相流過固定相后，固定相和流動(dòng)相對(duì)樣品中各組分的作用力強(qiáng)弱不同，使各組分被固定相保留時(shí)間的差異，使混合物中各組分得以分離。分離出的不同的組分，按照時(shí)間的差異逐個(gè)流經(jīng)檢測器，通過色譜儀器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，按流出物的濃度比例實(shí)現(xiàn)電訊號(hào)的輸出，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)不同組分的定性、定量分析。

1.2 色譜技術(shù)的特征

色譜技術(shù)幾乎可以對(duì)所有的有機(jī)物進(jìn)行分離，且具有好的分離效能、好的選擇性、高靈敏度、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，在食品安全檢測，河水、濕地有機(jī)污染物分析得到廣泛的應(yīng)用。用此法不僅快速、方便、樣品用量極少，且定量精密度高、技術(shù)相對(duì)較為成熟。

2? 色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用

2.1 食品中各種農(nóng)藥殘留物的檢測

果類、蔬菜中的有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥殘留對(duì)人體帶來的傷害、副作用及慢性中毒，使消費(fèi)者對(duì)食品安全問題更為重視。所以，食物中含有的農(nóng)藥殘留是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，就需各級(jí)檢查部門進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測。

可以說世界上最為先進(jìn)的測試公司-安捷倫科技有限公司對(duì)水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中的189種農(nóng)藥殘留進(jìn)行了檢測[1] 。許泓[2]等采用氣質(zhì)聯(lián)用可以同時(shí)檢測出107種農(nóng)藥殘留。在所采用的色譜檢測方法中，具有高靈敏度的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測法是當(dāng)前采用最廣泛的方法之一。利用該法能對(duì)瓜果、蔬菜中殘留的各類農(nóng)藥進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒定與檢測，是非常適用于痕量檢測的。徐遠(yuǎn)金等[3]采用固相萃取-高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)疏菜中痕量的有機(jī)磷類農(nóng)藥，如甲胺磷、敵百蟲、馬拉硫磷、對(duì)硫磷等7種污染物質(zhì)的殘留量同時(shí)進(jìn)行了測定。結(jié)果顯示：7種農(nóng)藥的含量與其色譜峰的峰面積在一定范圍內(nèi)線性相關(guān)。檢出限為0.002～0.090μg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為3.1%～5.2%。從研究結(jié)果可以看出，與固相萃取-高效液相色譜（SPE-HPLC）法相比，該方法不僅檢出限低、回收效率高、快速方便，而且重現(xiàn)性好、靈敏性高，適于對(duì)蔬菜中7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量進(jìn)行既準(zhǔn)確又可靠的痕量測定。馬又娥[4]等采用固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（SPE-LC-MS/MS）同時(shí)對(duì)蔬菜、水果中21種農(nóng)藥殘留量進(jìn)行了痕量測定。結(jié)果表明，樣品中最低檢出限為0.005μg/kg～0.030μg/kg，樣品的平均加標(biāo)回收率為76.34%-119.33%。研究結(jié)果表明，與分光光度法、比色法等相比較，該方法具有選擇性好、靈敏度高、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果完全符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)的要求，為茶葉出口提供了質(zhì)量保證。SHEN Jin-can等[5]利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)對(duì)小米和大米中的6種環(huán)己烯酮類除草劑如烯草酮、吡喃草酮、禾草滅、苯草酮、稀禾定和唆草酮等的殘留量進(jìn)行了測定。這些物質(zhì)屬于脂肪類除草劑，是細(xì)胞有絲分裂抑制劑。該方法作為一種新型的現(xiàn)代儀器分析手段，由于其具有分析檢測范圍寬、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，因此在食品分析檢測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它能分析檢測環(huán)己烯酮類的痕量殘留物，對(duì)控制進(jìn)出口產(chǎn)品質(zhì)量提供有力的保障。李海飛[6]等利用高效液相色譜柱后衍生熒光檢測了梨、蘋果、桃、葡萄、香蕉和芒果等水果類樣品中7種氨基甲酸酯類農(nóng)藥如涕滅威颯、涕滅威亞颯、滅多威、三羥基克百威、涕滅威、克百威和甲蔡威的殘留量進(jìn)行了測定。結(jié)果顯示：7種農(nóng)藥的3種不同濃度平均加標(biāo)回收率為72.5%～116.2%，檢出限為0.0037～0.0074μg/kg。該方法不僅快速、方便，而且定量結(jié)果準(zhǔn)確。

2.2 食品中添加劑的檢測

在食品中適當(dāng)?shù)募尤胍恍┨砑觿┦强梢缘模粲昧砍^一定限度將會(huì)危害人類的健康。一般的食品添加劑有：甜味劑、防腐劑、人工色素、糖精、山梨酸鉀、安賽蜜、苯甲酸鈉防腐劑和環(huán)己基氨基磺酸鈉等。經(jīng)過處理后，利用色譜技術(shù)進(jìn)行有效、迅速、準(zhǔn)確地檢測。食品添加劑帶來了食物的多樣性，但過度的使用會(huì)危害人體的健康。因此，食品企業(yè)應(yīng)該合理、恰當(dāng)?shù)氖褂檬称诽砑觿?，避免加入?duì)人體有害的添加劑，保證人們吃的安心。

ZHANG Jian-li等[7]采用高效液相色譜-質(zhì)譜法（LC/MS）定性檢測了保健品中的伐地那非。實(shí)驗(yàn)中用LC/MS法同時(shí)測定了13份樣品。結(jié)果與伐地那非在同樣條件下的標(biāo)準(zhǔn)色譜完全一致。從而證明樣品中含有伐地那非。該方法測定的前處理簡單、專一性強(qiáng)、準(zhǔn)確性及可靠性高，適合于保健品中非法添加的伐地那非的定性檢測。姚潯平等[8]采用高效液相色譜法測定了咖啡因、糖精鈉、苯甲酸、安塞蜜等10種食品添加劑。結(jié)果表明：10種添加劑的檢出限為0.004～0.010μg/kg?；厥章蕿?0.0%～105%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.0%，適用于對(duì)這10種添加劑的含量進(jìn)行檢測。從研究結(jié)果可以看出，與GC法相比，該方法不僅靈敏、準(zhǔn)確，而且提高了檢測效率，降低了檢測成本。

2.2.1 食品中防腐劑的檢測

為了防止食品腐爛，往往向其中添加一定量的防腐劑。常用的防腐劑有山梨酸及其鈉鹽、苯甲酸及其鈉鹽等，但是防腐劑若在人體內(nèi)長期富集，到一定程度后會(huì)對(duì)人體各個(gè)器官產(chǎn)生嚴(yán)重的損害，故測定食品中防腐劑的含量尤為重要。

王靜等[9]用高效液相色譜法對(duì)食品中苯甲酸、山梨酸、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸異丙酯和對(duì)羥基苯甲酸丁酯進(jìn)行了同時(shí)測定。7種防腐劑可以進(jìn)行分離，加標(biāo)回收率為93. 3%～100.5%，檢出限為0.025～0.500μg/kg。研究結(jié)果表明：與GC、薄層色譜（TLC）法相比較，此法準(zhǔn)確度高、樣品處理簡單。劉二東等[10]研究利用HPLC測定含乳飲料中苯甲酸的含量。結(jié)果表明該方法樣品處理過程簡單，分析方法靈敏度高，且分離效果好，既適用于純牛奶的測定，也適用于碳酸飲料中防腐劑苯甲酸、山梨酸含量的測定，具有廣泛的應(yīng)用前景。蘇愛梅等[11]對(duì)火腿腸樣品用沉淀法進(jìn)行預(yù)處理，首先加沉淀劑將其沉淀，過濾后用反向高效液相色譜（RP -HPLC）法測定了樣品中兩種防腐劑山梨酸和苯甲酸的含量。最低檢出限為0.024μg/kg，平均回收率為100.4%，RSD為0.68%。從研究結(jié)果可以看出，該方法具有分離效率高、色譜相選擇范圍寬、靈敏度高、樣品前處理簡單等優(yōu)點(diǎn)，而且測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，便于推廣。

2.2.2 食品中甜味劑的檢測

為了賦予食品甜味，往往向食品中添加能改善其口味的甜味劑。但是過量食用仍然會(huì)危害人們的身體健康，所以人們一定要合理適度使用食品甜味劑。

丁芳林[12]等采用液相色譜-氣相色譜聯(lián)用法，測定了果凍等食品中的添加劑如甜蜜素、糖精鈉和安賽蜜等的含量。結(jié)果顯示：加標(biāo)回收率為93.19%～100.90%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.05%～2.04%。此方法有很高的選擇性，且能準(zhǔn)確定性及定量，分析速度很快，同時(shí)也適合于飲料等其它食品中的各種物質(zhì)的定性、定量的檢測。王敏[13]等先在酸性條件下使用次氯酸鈉將甜蜜素轉(zhuǎn)化為氯基環(huán)己烷，再利用高效液相色譜法進(jìn)行了分析。測定樣品的最低檢出限可達(dá)0.020μg/kg，對(duì)于干擾較少的液體樣品，最低檢出限為0.5 mg /L，加標(biāo)回收率為70%～110%。該方法不僅分離效果好，而且可以有效減少一些樣品中復(fù)雜基質(zhì)對(duì)測定過程的干擾。 費(fèi)賢明[14]等利用高效液相色譜-熒光法測定了食品中的糖精鈉，其檢出限為0.005～0.020μg/kg，將其與高效液相色譜-紫外檢測法相比較，此方法有更好的重現(xiàn)性，更高的準(zhǔn)確度，因?yàn)闊晒夥ǖ倪x擇性響應(yīng)，對(duì)色譜柱的性能要求較低，所以可快速分析復(fù)雜樣品，是檢測糖精鈉最好的方法之一。

3? 黃河濕地檢測中的應(yīng)用

黃河水質(zhì)污染主要為耗氧有機(jī)物。主要污染指標(biāo)為氨氮、酚類物質(zhì)、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和石油類。徐媛原[15]等通過直接向樣品溶液噴入鈦酸四丁酯，將其水解后產(chǎn)生含水二氧化鈦（TiO2·nH2O）的物質(zhì)，以此作為吸附劑，建立了原位分散微固相萃取樣品前處理新方法，并聯(lián)用高效液相色譜法測定了環(huán)境水樣中的雙酚A、三氯生、辛基酚和壬基酚等4種酚類內(nèi)分泌污染物。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了TBOT用量，萃取時(shí)間，離子強(qiáng)度和洗脫液類型等萃取條件。在最佳條件下，4種待測物的檢出限為0.18～2.16μg/L，檢出限為0. 60～7.21μg/L，富集倍數(shù)為14.7～169.4。方法具有良好的線性和精密度，已應(yīng)用于實(shí)際湖水試樣中4種目標(biāo)物的檢測，加標(biāo)回收率在95.0%～112.5%之間，RSD在0.4%～7.1%之間。

4? 色譜技術(shù)的發(fā)展前景與展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了使食品衛(wèi)生的各個(gè)領(lǐng)域可以健康發(fā)展。越來越多的色譜檢測技術(shù)將被開發(fā)應(yīng)用于食品衛(wèi)生安全的控制和監(jiān)督之中。色譜技術(shù)已經(jīng)成為食品安全檢測中不可或缺的關(guān)鍵方法。與質(zhì)譜法、各類光譜法等分析方法相比，色譜法的突出優(yōu)點(diǎn)是分析能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)多組分混合物高效分離，其分析靈敏度與質(zhì)譜法接近，比光譜法更高，而且運(yùn)用方便，造價(jià)相對(duì)低廉。

為了檢測到樣品中各成分更多、更準(zhǔn)確的定性、定量信息，除了對(duì)現(xiàn)有的檢測儀器進(jìn)行改良以提高性能外，將色譜儀與質(zhì)譜儀、光譜儀聯(lián)合使用將是一個(gè)更加行之有效的方法，這樣可以發(fā)揮各類檢測器的優(yōu)點(diǎn)，除了實(shí)現(xiàn)在一次色譜進(jìn)樣中得到更多、更準(zhǔn)確的信息，且多種方法聯(lián)用技術(shù)使分析速度更快、靈敏度更高和鑒別能力更強(qiáng)的特點(diǎn)，而且可同時(shí)完成待測組分多種成分的分離和檢測分析，尤其適合于對(duì)多種組分混合物中的未知組分的定性及定量分析，鑒定化合物的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)化合物的分子量進(jìn)行準(zhǔn)確地測定。因此，開發(fā)通用、專一、靈敏的色譜聯(lián)用檢測技術(shù)將是今后研究探索的重要方向。