高效液相色譜技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用

楊 凱

（平邑縣檢驗(yàn)檢測中心，山東平邑 273300）

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）也被稱為高壓液相色譜、高分離度液相色譜等，是利用液體高壓環(huán)境下流動(dòng)經(jīng)過色譜柱的阻力特性表現(xiàn)，對液體中的成分進(jìn)行檢驗(yàn)分析的檢驗(yàn)技術(shù)。其不僅能夠?qū)κ称分械挠卸疚镔|(zhì)進(jìn)行精細(xì)化的實(shí)驗(yàn)檢測，還可以通過分析液體流經(jīng)色譜柱的時(shí)間、速度、濃度等數(shù)據(jù)，有效分析出液體中的添加劑成分、營養(yǎng)成分等物質(zhì)含量，繪制出準(zhǔn)確、直觀的色譜圖，提升食品檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。同時(shí)，該項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)能將實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短到1 h以內(nèi)，且實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性高，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 HPLC的應(yīng)用原理與特點(diǎn)

高效液相色譜食品成分檢驗(yàn)技術(shù)是指在高壓環(huán)境中，將檢驗(yàn)液體注入檢測設(shè)備中，作為流動(dòng)相，在液體流經(jīng)色譜柱時(shí)，不同成分構(gòu)成的液體遇到的阻力不同，色譜表現(xiàn)不同。實(shí)驗(yàn)主要通過高壓泵輸液，以加快液體流動(dòng)速度，監(jiān)測分析效率較高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果在1 h內(nèi)得出。同時(shí)，在液體分離過程中，可以自主確定固定相、流動(dòng)相檢驗(yàn)內(nèi)容，針對性地提升了色譜柱實(shí)驗(yàn)效果。在實(shí)驗(yàn)分析環(huán)節(jié)，使用紫外線檢測設(shè)備，可以分析有機(jī)化合物70%以上的色譜，分離分析效果較好。近年來，高效液相色譜與液相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在水中農(nóng)藥殘留和抗生素殘留、工業(yè)污染物、生物性毒素、元素類污染物檢測中被廣泛應(yīng)用，具有檢測準(zhǔn)確性高、靈敏性強(qiáng)、適用范圍廣等技術(shù)優(yōu)勢[1]。與之相對應(yīng)的，HPLC在實(shí)驗(yàn)過程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)柱外效應(yīng)。當(dāng)檢測液體注入檢測設(shè)備中，一旦遇到連接管和檢測池等柱子以外的空間，分離物擴(kuò)散或者滯留，都會(huì)影響色譜柱分析敏感程度，使得分析效率下降[2]。

2 食品中營養(yǎng)成分的HPLC檢測

2.1 氨基酸

氨基酸是人體必需的營養(yǎng)成分，包括色氨酸、亮氨酸以及賴氨酸等，食品中添加氨基酸成分可以有效補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)。在運(yùn)用HPLC檢測食品中氨基酸含量時(shí)，需要根據(jù)不同食品中營養(yǎng)指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)，對氨基酸種類、質(zhì)量、比例等進(jìn)行檢驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，首先需要按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，配比實(shí)驗(yàn)品與對照品溶液，完成準(zhǔn)備處理后，將其注入高效液相色譜儀中，監(jiān)測記錄實(shí)驗(yàn)色譜圖，使用外標(biāo)法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性分析，同時(shí)使用內(nèi)標(biāo)法定量分析，觀測峰面積可計(jì)算氨基酸含量。

2.2 糖分

食品中糖分的種類有蔗糖、葡萄糖以及淀粉等，廣泛用于食品生產(chǎn)與加工。糖分性質(zhì)易溶于水，采用傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法無法有效測試出食品中的糖分含量。采用HPLC技術(shù)開展食品檢測實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要先去除干擾成分（蛋白質(zhì)等），然后使用色譜儀觀測食品中果糖、蔗糖、淀粉以及葡萄糖等不同類型糖分的高壓色譜圖，綜合分析峰面積、峰高與峰寬等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，得出食品樣品不同種類糖分的比例、含量等分析結(jié)果，檢測時(shí)間較短，且結(jié)果較為精確。

2.3 維生素

維生素是維持人體正常機(jī)能與健康狀態(tài)的必要物質(zhì)，屬于有機(jī)化合物，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。在維生素檢測實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)在于檢測維生素種類與含量。傳統(tǒng)檢測方式耗時(shí)長、檢測成本高。選擇HPLC對食品樣本進(jìn)行檢測，使用高精度色譜儀進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，可以有效降低外部的干擾，具有檢測結(jié)果穩(wěn)定度高、準(zhǔn)確度高、檢測時(shí)間短的優(yōu)勢。

3 食品中添加劑的HPLC檢測

3.1 甜味劑

甜味劑的使用是為了改善食品風(fēng)味，提高食品甜度，如果甜味劑使用過量，將會(huì)對人體的各項(xiàng)機(jī)能產(chǎn)生不利影響。在運(yùn)用HPLC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測時(shí)，需要熟練掌握不同種類甜味劑（糖精鈉、阿斯巴甜等）的流動(dòng)相、固定相狀況，確保檢測結(jié)果的誤差不超過5%。與此同時(shí)，在甜味劑成分的分離實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，為保證分離效果，需要合理添加酸性溶液，確保反向色譜柱發(fā)揮可靠的作用，準(zhǔn)確進(jìn)行分離，快速、精準(zhǔn)獲取含量測定結(jié)果。當(dāng)前，甜味劑成分的檢測實(shí)驗(yàn)中，陰離子交換、離子對色譜檢測法是適用范圍較廣的檢驗(yàn)方法，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)批量化、集中化檢測的目標(biāo)。

3.2 防腐劑

在食品中添加防腐劑主要是為了延長食品的保質(zhì)時(shí)間、控制細(xì)菌滋生情況。通過HPLC檢測技術(shù)，對食品添加的防腐劑成分與含量進(jìn)行檢驗(yàn)，可以精確地檢測出苯甲酸、鈉鹽、丙脂、脫氫乙酸等防腐劑成分，具有檢測結(jié)果精準(zhǔn)、檢測效率高的優(yōu)勢。

3.3 香料

在食品中添加香料可以有效提升食品風(fēng)味，香料是在食品生產(chǎn)與加工領(lǐng)域廣泛使用的添加劑種類。由于當(dāng)前食品市場競爭形勢日趨激烈，部分商家為了降低生產(chǎn)成本、提升銷售量，存在違規(guī)使用香料的情況，導(dǎo)致食品生產(chǎn)與加工質(zhì)量達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，引發(fā)一系列的食品安全隱患問題。香料添加劑的成分較為復(fù)雜，檢測難度普遍較高，原有的氣相色譜檢測結(jié)果精度不高，可使用HPLC對含量進(jìn)行檢測，運(yùn)用高精度的色譜儀，對其中的復(fù)雜成分進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測、分析，禁止不合格產(chǎn)品流入市場。

3.4 色素

食品廠商往往在各類蛋糕、飲料、果脯等食品中添加色素，以吸引人們購買。色素一般分為天然與人工色素兩類，如果過量添加，不僅會(huì)降低食品的質(zhì)量，還會(huì)對人體健康造成較大的威脅。國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）對人工合成色素的使用范圍和使用量都有嚴(yán)格的規(guī)定[3]。HPLC能夠同時(shí)分析出食品的復(fù)雜基質(zhì)以及多種色素的混合添加，并減少溶劑實(shí)際使用量，降低檢驗(yàn)成本。采用HPLC檢測色素含量與類別時(shí)，可以結(jié)合超聲波檢驗(yàn)技術(shù)快速對樣品中的色素進(jìn)行分離、提取，氨水、乙醇與樣品發(fā)生反應(yīng)作用，得出檢測結(jié)果，然后與標(biāo)準(zhǔn)值對比，判斷色素添加是否符合標(biāo)準(zhǔn)。該種技術(shù)對人工色素的檢測結(jié)果較為精確，C18柱分離梯度洗脫系統(tǒng)在實(shí)踐中的應(yīng)用較多，能夠準(zhǔn)確地評估檸檬黃和日落黃等成分的含量。

4 食品中有害物質(zhì)的HPLC檢測

4.1 藥品成分殘留

農(nóng)業(yè)種植與養(yǎng)殖過程中，為了提升植物、動(dòng)物的抗病力，增加生產(chǎn)效益，往往會(huì)使用特定的農(nóng)藥與獸藥。食品中的藥物殘留如果超出一定的標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)對人體產(chǎn)生極大的危害。現(xiàn)階段，HPLC檢測技術(shù)可以有效檢驗(yàn)出食品中抗生素類以及殺蟲劑等藥物的具體殘留情況。例如，在海產(chǎn)品質(zhì)量檢測實(shí)驗(yàn)中，在調(diào)和海產(chǎn)品樣品酸堿度，固定其親水疏水平衡值，并進(jìn)行富集和凈化處理后，采用HPLC對樣品中的獸藥成分與含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，可以有效檢驗(yàn)出樣品藥品殘留情況，實(shí)驗(yàn)靈敏度較高[4]。同時(shí)，在農(nóng)藥殘留的檢測方面，HPLC能夠有效檢測出殺菌靈、有機(jī)磷與有機(jī)氯、氨基甲酸酯類等類型的農(nóng)藥殘留，通過成分分離后色譜圖峰面積的分析，判斷是否符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 霉菌毒素

食品中的有毒霉菌成分包括黃曲霉素及玉米赤霉烯酮等毒素，具有致癌性，對人體健康的威脅較大。例如，玉米、面粉、花生等食品如果保存不當(dāng)或放置時(shí)間過長，將會(huì)產(chǎn)生黃曲霉素，大量食用后極易引發(fā)肝癌。采用HPLC檢驗(yàn)食品中的黃曲霉素含量與構(gòu)成時(shí)，可以選擇Sil6-X-11色譜柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測，流動(dòng)相為氯仿-異辛烷，檢驗(yàn)耗時(shí)短且準(zhǔn)確性高[5]。

5 食品中微生物的HPLC檢測

在微生物成分的檢測實(shí)驗(yàn)中，由于微生物的檢測識(shí)別難度大、生長繁殖速度快，因此檢測難度較大，需要較為精密的檢測設(shè)備對樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測分析，準(zhǔn)確測定出樣品的代謝物成分、含量。采用HPLC檢測技術(shù)，可以結(jié)合定性檢測與定量檢測的結(jié)果，準(zhǔn)確、敏銳地識(shí)別微生物代謝情況與化學(xué)結(jié)構(gòu)[6]。需要注意，HPLC檢測重點(diǎn)在于判斷樣品中有益微生物、有效微生物以及食源性病原微生物的種類與含量。其中食源性病原類型的微生物成分如果超標(biāo)，會(huì)使人體腸道內(nèi)細(xì)菌超標(biāo)，出現(xiàn)嘔吐、腹瀉等食物中毒反應(yīng)，甚至?xí)l(fā)腸道傳染病、代謝類疾病等，對人們的健康威脅較大。通過HPLC技術(shù)，根據(jù)樣品類型選擇固定相與流動(dòng)相，能夠檢驗(yàn)出樣品中菌落總數(shù)、微生物分布狀況，以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，判斷是否符合食品市場準(zhǔn)入要求，確保食品市場供應(yīng)的安全性與可靠性。

6 結(jié)語

當(dāng)前階段，食品產(chǎn)業(yè)間競爭形勢日趨激烈，食品生產(chǎn)與加工企業(yè)為實(shí)現(xiàn)豐富產(chǎn)品供應(yīng)種類、提升產(chǎn)品風(fēng)味、延長保質(zhì)期限、增添營養(yǎng)成分等目標(biāo)，在食品中添加營養(yǎng)物質(zhì)、添加劑、微生物等成分，甚至部分食品產(chǎn)品中還殘留著一些獸藥、農(nóng)藥成分。針對該種情況，相關(guān)食品監(jiān)管與檢測單位應(yīng)按照食品安全管理的要求，合理運(yùn)用HPLC技術(shù)，規(guī)范開展檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)、添加劑、有毒成分、微生物等物質(zhì)色譜圖峰面積的區(qū)別，對食品中各種成分進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地檢測分析，判定食品是否符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范食品市場秩序，保障食品供應(yīng)安全。