液相色譜在食品檢測(cè)方面的應(yīng)用

◎ 趙 丹

（鄭州市食品藥品檢驗(yàn)所，河南 鄭州 450000）

研究調(diào)查結(jié)果顯示，全球每年約有10億人次因食品安全問題出現(xiàn)健康問題，由此可見，食品安全問題已經(jīng)嚴(yán)重危害到人類的正常生活與生命健康。為了提高食品安全性，需要對(duì)生產(chǎn)結(jié)束的食品進(jìn)行安全檢測(cè)，而液相色譜法則是最為合適的食品安全檢測(cè)方法之一。與傳統(tǒng)的食品安全檢測(cè)方法相比，液相色譜法具有高效、應(yīng)用更為廣泛的優(yōu)點(diǎn)。

1 液相色譜的檢測(cè)原理

液相色譜是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用于分類與分析的實(shí)驗(yàn)方法，經(jīng)過不斷地實(shí)踐與遷移應(yīng)用研究，該方法在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用。液相色譜的工作原理是利用液體作為流動(dòng)相，其他物質(zhì)作為固定相，根據(jù)待測(cè)組分在液體與固體之間流動(dòng)速度的不同而產(chǎn)生不同的色譜，并對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)相色譜進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。液相色譜按照分離方法的不同可以劃分為吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法以及凝膠色譜法。利用液相色譜法對(duì)食品組分進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要求食品中的各組分對(duì)于流動(dòng)相與固定相的親和性有所不同，否則，只會(huì)在流動(dòng)相與固定相中得到相近的色譜，屬于無效檢測(cè)[1]。在實(shí)際檢測(cè)過程中，可以對(duì)流動(dòng)相與固定相進(jìn)行更換，以此來得到檢測(cè)某種食品最高效的物質(zhì)類別與物質(zhì)配比，這也是液相色譜法的應(yīng) 用優(yōu)勢(shì)之一。

使用液相色譜法進(jìn)行食品安全檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)時(shí)間與食品中組分對(duì)于流動(dòng)相和固定相內(nèi)部分子的親和力有關(guān)，一般情況下，檢測(cè)耗時(shí)在20 min以內(nèi)。液相色譜法中以液體作為流動(dòng)相，在實(shí)際的檢測(cè)過程中，可以選擇多種液體作為液相色譜法的流動(dòng)相，流動(dòng)相具有選擇多樣性的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)對(duì)于檢測(cè)效率有很大的提升[2]?，F(xiàn)階段在利用液相色譜法進(jìn)行食品安全檢測(cè)過程中，主要對(duì)食品中的添加劑、毒素與農(nóng)藥殘留量進(jìn)行檢測(cè)，這3大類物質(zhì)是導(dǎo)致食品安全問題的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

2 液相色譜檢測(cè)技術(shù)的分類

按照分離方法可以將液相色譜法分為吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法與凝膠色譜法，下面對(duì)這4大類檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行簡要介紹。

2.1 吸附色譜法

利用吸附色譜法進(jìn)行食品安全檢測(cè)時(shí)，一般采用吸附劑作為固定相，食品中組分的分離過程是在固定相表面進(jìn)行的，不會(huì)對(duì)固定相造成污染。在這類檢測(cè)方法中，流動(dòng)相的選擇對(duì)于檢測(cè)效率的影響較大，食品安全檢測(cè)試驗(yàn)員需要通過多次實(shí)踐找出檢測(cè)效率較高的吸附劑與流動(dòng)相。吸附色譜法主要用于食品添加劑的檢測(cè)。

2.2 分配色譜法

分配色譜法的流動(dòng)相與固定相都是液體，檢測(cè)過程中，食品檢測(cè)樣品中的分子很快就能在兩相中達(dá)到平衡，然后再利用各分子組分分配系數(shù)之間的差異完成組分分離。與其他液相色譜法相比，這類方法檢測(cè)效率更高，但是操作過程也較為復(fù)雜，需要食品檢測(cè)工作員多加重視。

2.3 離子交換色譜法

離子交換色譜法的工作原理則是利用不同離子之間交換能力存在差異對(duì)食品組分進(jìn)行分離。離子交換色譜法中固定相一般是離子交換樹脂，而離子交換的過程是可逆的，因此可以對(duì)一個(gè)檢測(cè)樣本進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。離子交換色譜法在食品檢測(cè)過程中主要應(yīng)用于食品中毒素與農(nóng)藥殘留量的檢測(cè)，從而對(duì)食品中的毒素含量與農(nóng)藥殘留量進(jìn)行分析判定[3]。使用離子交換色譜法進(jìn)行食品安全檢測(cè)時(shí)，一定要等離子交換達(dá)到平衡之后，再對(duì)色譜進(jìn)行分析。

2.4 凝膠色譜法

與其他液相色譜法相比，凝膠色譜法適用范圍較廣，它不僅適用于液體體系的檢測(cè)與分離，還適用于有機(jī)溶劑體系。凝膠色譜法由于其流動(dòng)相與固定相的特性，在食品安全檢測(cè)過程中的應(yīng)用范圍并不廣泛，主要適用于食品中添加劑含量的檢測(cè)。在實(shí)際的食品安全檢測(cè)過程中，一定要根據(jù)食品樣本特性，選擇合適的液相色譜檢測(cè)方法，選擇較為合適的流動(dòng)相與固定相，這樣才能夠有效提高檢測(cè)效率。

3 液相色譜在食品安全檢測(cè)的應(yīng)用

3.1 液相色譜針對(duì)食品添加劑檢測(cè)的應(yīng)用

為了延長加工食品的保質(zhì)期，提高食品的口感，許多食品加工廠商會(huì)在加工食品中使用添加劑。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020年1—12月中國食品添加劑產(chǎn)量約為8 379 562 t，同比增長約為7.1%。由此可知，加工食品中所含的添加劑含量較大。食品添加劑是影響食品安全問題最為關(guān)鍵的因素之一，因此，在食品安全檢測(cè)過程中，一定要對(duì)食品中的添加劑種類與含量進(jìn)行檢測(cè)。

食品安全檢測(cè)中心常采用吸附色譜法對(duì)食品中添加劑進(jìn)行檢測(cè)，利用食品樣本中不同添加劑與吸附劑之間分子作用的不同，來實(shí)現(xiàn)添加劑種類多檢測(cè)與分離。檢測(cè)之前，需要取待檢測(cè)食品中的一小部分作為檢測(cè)樣本，為了提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，還需要設(shè)置多組實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組，然后將檢測(cè)樣本放入檢測(cè)器的進(jìn)樣器，根據(jù)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)流程完成檢測(cè)操作即可[4]。

食品中常用的添加劑主要有防腐劑、甜味劑等可少量使用的人工添加劑，但是部分生產(chǎn)廠家為了追求高額利潤，常常違反食品生產(chǎn)規(guī)范，在其中添加亞硝酸鹽等足以致癌的有害添加劑。利用液相色譜法進(jìn)行食品安全檢測(cè)，就是對(duì)食品樣本中的超標(biāo)添加劑與違規(guī)添加劑進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)食品樣本檢測(cè)結(jié)果來計(jì)算整個(gè)食品中各類添加劑的含量。由于液相色譜檢測(cè)儀主要由高壓進(jìn)液系統(tǒng)、進(jìn)樣器、分離系統(tǒng)與檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成，這4大構(gòu)件系統(tǒng)對(duì)于氣密性要求較高，因此，在實(shí)際檢測(cè)之前需要對(duì)檢測(cè)儀的密封性進(jìn)行檢查。通過將實(shí)驗(yàn)生成色譜與標(biāo)準(zhǔn)色譜圖進(jìn)行對(duì)比，來判定檢測(cè)結(jié)果并出具檢測(cè)證書。除此之外，還可以采用分配色譜法對(duì)食品中的添加劑進(jìn)行檢測(cè)與分離，與吸附色譜檢測(cè)法相比，這類方法的檢測(cè)效率更高，當(dāng)流動(dòng)相與固定相中分子分配比到達(dá)平衡，即可得到檢測(cè)結(jié)果，但是這類方法操作較為復(fù)雜，需要食品安全檢測(cè)員具有較高的技術(shù)水平。

3.2 液相色譜針對(duì)食品中毒素檢測(cè)的應(yīng)用

食品中的毒素是造成食品安全問題的又一大因素，人類食用有毒食物后輕則上吐下瀉，重則威脅生命。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，近10年來食物中毒的人數(shù)可達(dá)約30萬人次，因食物中毒而死亡的人數(shù)約為3 500人。由此可見，加工食品中的毒素也對(duì)人類生命健康造成了威脅，因此，對(duì)食品進(jìn)行毒素檢測(cè)是十分有必要的。食品中常見的毒素為沙門氏菌類、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等，實(shí)際檢測(cè)過程中主要對(duì)這幾大類菌種進(jìn)行檢測(cè)。由于引起食物中毒的原因主要是食物中大量滋生的菌種，而微生物的大小是液體分子和固體分子若干分之一，因此，需要將待檢測(cè)的食品樣本制 成溶液。

在實(shí)際的食品毒素檢測(cè)過程中，常采用凝膠色譜法對(duì)食品中的毒素種類與毒素含量進(jìn)行檢測(cè)，主要操作流程如下。①取待檢測(cè)食品的一小部分作為檢測(cè)樣本，并將其進(jìn)行粉碎。②將粉碎后的待檢測(cè)食品樣本溶于液體或者有機(jī)溶劑，靜置15～20 min左右。③將待檢測(cè)樣本溶液放入檢測(cè)儀的進(jìn)樣器中，按照檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行程序完成檢測(cè)流程。有機(jī)溶劑對(duì)于菌種具有較好的吸附性，經(jīng)過靜置，待檢測(cè)食品樣本的有毒菌種能夠充分溶于有機(jī)溶劑，使得檢測(cè)結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性[5]。由于部分菌種的生存能力較強(qiáng)，檢測(cè)人員在操作過程中，需要采取一定的防護(hù)措施。除此之外，為了防止在檢測(cè)過程中產(chǎn)生其他菌種或者已有菌種進(jìn)一步生長，需要將檢測(cè)樣本置于無菌環(huán)境中，防止對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響。凝膠色譜法除了可以對(duì)加工食品中的毒素進(jìn)行檢測(cè)，還可以對(duì)食品樣本的毒素進(jìn)行分離，但是由于毒素分離的經(jīng)濟(jì)適用性較低，并沒有得到廣泛應(yīng)用。

3.3 液相色譜針對(duì)食品中化學(xué)藥劑殘留檢測(cè)的應(yīng)用

除了食品添加劑與有毒菌種之外，農(nóng)藥與化學(xué)藥劑殘留問題也是影響食品安全的主要因素之一。市場(chǎng)上銷售的食品種類主要分為工廠加工食品與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)食品，其中工廠加工食品中會(huì)有化學(xué)藥劑殘留，而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與口感，會(huì)在農(nóng)作物上噴灑一些農(nóng)藥，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)食品中可能存在農(nóng)藥殘留。在食品安全檢測(cè)過程中，常采用離子交換色譜檢測(cè)法對(duì)食品中的化學(xué)試劑含量與農(nóng)藥含量進(jìn)行檢測(cè)。主要原因在于化學(xué)試劑和農(nóng)藥殘留物中會(huì)含有大量的金屬鹽離子，而這些金屬鹽離子在液體中具有較好溶解性與電解性，能夠通過測(cè)量樣本溶液中金屬鹽離子的含量來估計(jì)整個(gè)食品中的化學(xué)試劑殘留量與農(nóng)藥殘留量。

檢測(cè)過程和與檢測(cè)食品中毒素菌種含量的操作流程相類似。①取待檢測(cè)食品中的一部分作為檢測(cè)樣本，并將其制成溶液，對(duì)于不同類別的離子需要采用不同類別的溶劑。②將待檢測(cè)樣本溶液靜置15～25 min，保證檢測(cè)樣本中的金屬鹽離子能夠充分溶于溶液。③將待檢測(cè)樣本溶液放入檢測(cè)儀的進(jìn)樣器中，在此之前，需要對(duì)進(jìn)樣器進(jìn)行清洗，防止其他金屬鹽離子對(duì)檢測(cè)環(huán)節(jié)造成干擾。④最后按照檢測(cè)儀的檢測(cè)流程完成檢測(cè)，將分離系統(tǒng)得到的色譜樣本與標(biāo)準(zhǔn)色譜樣本進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)來得出該食品樣本中化學(xué)試劑與農(nóng)藥的殘留含量，并開具檢測(cè)證書。由于食品中含有的離子種類較多，而且部分類別離子的含量較少，可能存在無法檢測(cè)的問題，因此還需不斷地對(duì)離子交換色譜檢測(cè)法進(jìn)行改進(jìn)，通過更換流動(dòng)相與固定相找出最為合適的檢測(cè)體系，進(jìn)一步提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，食品安全問題已經(jīng)成為威脅人類身體健康最嚴(yán)重的問題之一，因此，食品的安全檢測(cè)是食品出廠前的必要環(huán)節(jié)。液相色譜法通過利用不同食品樣本中待測(cè)組分對(duì)于流動(dòng)相和固定相吸附能力的不同實(shí)現(xiàn)食品的安全檢測(cè)。與其他食品安全檢測(cè)方法相比，液相色譜法具有高效、應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn)。除此之外，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，找出最為合適的流動(dòng)相與固定相能夠有效提高食品安全檢測(cè)的效率。