微柱高效液相色譜法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

鐘慶媚

摘 要：微柱高效液相色譜法是以高效液相色譜法為基礎(chǔ)的食品安全工作監(jiān)測(cè)技術(shù)，其低內(nèi)徑柱能高效進(jìn)行縱向彌散的監(jiān)控、減少峰展寬效應(yīng)，應(yīng)用于填充粒徑較小且非常密集、色譜柱柱效較好、可分析用量很小的試樣，減少了流動(dòng)相損耗，具有良好的環(huán)保效果。微柱高效液相色譜法能夠測(cè)定食物中含有的營(yíng)養(yǎng)素、添加劑等，涉及面相當(dāng)廣泛。因此，本文簡(jiǎn)單介紹了微柱高效液相色譜法的基本原理和構(gòu)造，并概述了微柱高效液相色譜法在食品安全測(cè)定中的具體運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：微柱高效液相色譜法；食品安全；檢測(cè)

Application of Microcolumn High Performance Liquid Chromatography in Food Detection

ZHONG Qingmei

（Bobai County Testing Institute for Food and Drug Control， Bobai 537600， China）

Abstract： Microcolumn high performance liquid chromatography is a food safety monitoring technology based on high performance liquid chromatography. Its low diameter column can effectively monitor the longitudinal dispersion and reduce the peak broadening effect. It is applied to the samples with small particle size and very dense， chromatographic columns with good column effect and small amount of analysis， which reduces the loss of mobile phase and has good environmental protection effect. Microcolumn high performance liquid chromatography （HPLC） can be used to determine nutrients and additives in food. Therefore， this paper briefly introduces the basic principle and structure of microcolumn high performance liquid chromatography and summarizes the specific application of microcolumn high performance liquid chromatography in the determination of food safety.

Keywords： microcolumn high performance liquid chromatography; food safety; testing

食品工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱，跟隨科技的進(jìn)步與人們生活水平的提升迎來了全新的發(fā)展[1]。受人們?nèi)找嫣嵘纳钚枨笥绊?，食品的種類愈發(fā)豐富，與此同時(shí)食品質(zhì)量安全事件發(fā)生的頻率也不斷提高[2]。以食品添加劑為例，該物質(zhì)可以有效延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，并對(duì)其品質(zhì)予以優(yōu)化。大多食品配料表中都存在添加劑[3]。添加劑是現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)中不可或缺的物質(zhì)，在應(yīng)用時(shí)需保障其安全性。如果違規(guī)使用食品添加劑，就會(huì)導(dǎo)致食品安全事件頻發(fā)[4]，如“三聚氰胺奶粉”“染色饅頭”等。所以，食品安全檢測(cè)的重要性越來越受到社會(huì)的關(guān)注[5]。

1 微柱高效液相色譜法

1.1 簡(jiǎn)介

液相色譜法是以液體為流動(dòng)相的色譜法，高效液相色譜法是基于液相與氣相結(jié)合發(fā)展的新型分離分析技術(shù)，其具有分析效率較高、檢測(cè)靈敏度較好、可適用于多種樣品檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域。但是，在高效液相色譜的應(yīng)用過程中，消耗流動(dòng)相較大且溶劑常存在毒性，尤其是無法采用單項(xiàng)分離分析法進(jìn)行復(fù)雜樣本的良好分析。為改變這一狀況，提出了優(yōu)化高效液相色譜法的色譜柱柱效，應(yīng)用填充粒徑較小且非常緊密的微柱高效液相色譜法，其低內(nèi)徑柱能高效完成縱向彌散的控制，減少峰展寬效應(yīng)，使整個(gè)過程的分析時(shí)間縮短，檢測(cè)靈敏度提高。同時(shí)，微柱高效液相色譜法還可分析量很小的試樣，從而減少了流動(dòng)相損耗，有較好的環(huán)保意義。

1.2 原理

微柱高效液相色譜法的機(jī)理是在高壓環(huán)境條件下，待檢食品的溶質(zhì)迭代交換于固定相、流動(dòng)相，交換過程中，溶質(zhì)的分配系數(shù)、吸附能力等存在差異，受該差異影響，溶質(zhì)進(jìn)入檢測(cè)器的時(shí)間不同，即實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)分離。而根據(jù)固定相的不同，可分為微柱高效液固色譜、微柱高效液液色譜和微柱高效鍵合相色譜。

1.3 組成

微柱高效液相色譜儀的基本組成結(jié)構(gòu)包括輸出泵、進(jìn)樣裝置、色譜柱、梯度沖洗裝置、檢測(cè)器以及微機(jī)控制單元。輸出泵的主要功能是在高壓下連續(xù)不間斷地向色譜柱輸入溶劑，以進(jìn)行試樣組分的分離。進(jìn)樣裝置分為注射器阻隔層、閥、自動(dòng)進(jìn)樣裝置等3個(gè)模塊。色譜柱的主要功能是分離試樣組分。梯度清洗又被稱為溶劑程序，其功能和氣相色譜中的程序升溫較為類似，主要是通過不斷調(diào)節(jié)或清洗溶劑結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化較復(fù)雜待測(cè)試樣的分散率，縮短分析時(shí)限和調(diào)節(jié)峰形。檢測(cè)器分為紫外吸收檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器、電導(dǎo)檢測(cè)器和拆光指數(shù)檢測(cè)器。其中應(yīng)用性最廣的是紫外吸收檢測(cè)器。數(shù)據(jù)處理與微機(jī)控制單元應(yīng)用的是現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)設(shè)備。

1.4 優(yōu)點(diǎn)

由于微柱高效液相色譜法的色譜柱從常規(guī)柱變?yōu)槲⒅?，隨著柱內(nèi)徑的縮小，微柱高效液相色譜法呈現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)包括：①可應(yīng)用于量極少的試樣，特別適用于貴重樣品與具有生物活性的樣品分析；②色譜柱內(nèi)填充固定相的用量大幅減小，為常規(guī)液相色譜儀的10%，簡(jiǎn)化了填充過程并減少了分析成本，有利于選擇與調(diào)整固定相；③流動(dòng)相用量大幅減少，為常規(guī)液相色譜儀的10%，環(huán)境污染較小，具有較好的環(huán)保作用；④微柱跟隨內(nèi)徑縮小減少了固定相用量，降低了柱阻力以及流動(dòng)相輸送壓力，減少了分析時(shí)間，增強(qiáng)了柱效；⑤微柱流動(dòng)相僅應(yīng)用極低流量，易與質(zhì)譜或核磁共振波譜構(gòu)成聯(lián)用系統(tǒng)，也易與其他微柱高效液相色譜柱組成二維微柱高效液相色譜偶聯(lián)體系。

1.5 要求

微柱高效液相色譜法的實(shí)際應(yīng)用過程中，為實(shí)現(xiàn)微柱高效液相色譜的理想分離，其要求如下。①微柱高效液相色譜為凸顯出柱外效應(yīng)、柱效下降效果以及高柱效優(yōu)勢(shì)，喪失了常規(guī)柱的“無限直徑”效應(yīng)，需加以注意。②因?yàn)槲⒅鶚悠啡萘肯陆?，?dǎo)致常規(guī)液相色譜進(jìn)樣技術(shù)的應(yīng)用被影響，需采用對(duì)應(yīng)措施加以應(yīng)對(duì)。③因進(jìn)樣量減小導(dǎo)致試樣從微柱洗脫出的濃度較低，需應(yīng)用高靈敏度檢測(cè)器展開檢測(cè)。④通過較高的實(shí)驗(yàn)技能制作高柱效與選擇性的微柱。⑤由于微柱流動(dòng)相所應(yīng)用流量較小，需采用高精度、穩(wěn)定性與低流量的高壓輸出泵。

2 微柱高效液相色譜法在食品檢測(cè)中的準(zhǔn)備工作

由于微柱高效液相色譜法檢驗(yàn)待測(cè)食品試樣時(shí)，樣品溶液與流動(dòng)相內(nèi)具有較小的顆粒物，且色譜柱內(nèi)腔面積較小，填充物也較細(xì)，因此非常容易在檢驗(yàn)過程中出現(xiàn)色譜柱內(nèi)部被小粒子阻塞的情形，所以必須先對(duì)檢測(cè)試樣進(jìn)行過濾處理，以除去其內(nèi)存的雜物。然后對(duì)試樣流動(dòng)相進(jìn)行脫氣處理，以避免產(chǎn)生、泄漏泡沫，同時(shí)保證了輸出泵和探測(cè)器的正常、穩(wěn)定工作，使后續(xù)測(cè)試工作能夠順利進(jìn)行。而針對(duì)低沸點(diǎn)溶液，選擇抽氣法或煮沸法予以處理，并注意溶劑揮發(fā)導(dǎo)致的組成變化。通過超聲處理試樣防止對(duì)溶劑組成產(chǎn)生不良作用，處理時(shí)間約為0.5 h，

過程中應(yīng)避免溶劑瓶與超聲槽接觸，防止發(fā)生破裂情況。除此之外，還需加強(qiáng)檢查微柱高效液相色譜法檢測(cè)器柱壓與排氣泡，保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。

3 微柱高效液相色譜法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 微柱高效液相色譜法在食品營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1.1 氨基酸檢測(cè)

氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本組成單位，通過測(cè)定食物中的氨基酸就能夠掌握其蛋白質(zhì)類營(yíng)養(yǎng)素的具體數(shù)量，從而確定該食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。氨基酸能夠在酶的影響下進(jìn)行降解，構(gòu)成全新的生物分子。例如，采用微柱高效液相色譜法可有效降低酶的催化作用，精準(zhǔn)地檢測(cè)出豬肉松中富含的氨基酸，應(yīng)用效果較好。

3.1.2 糖分檢測(cè)

人體可以通過攝入糖類物質(zhì)獲得能量，多數(shù)食物中都有糖分存在，且占比較大。糖類物質(zhì)的類型主要包括單糖、多糖，其中較為常見的糖類物質(zhì)為果糖、葡萄糖、淀粉等。但在常規(guī)的檢測(cè)條件下，該類物質(zhì)極易發(fā)生分解。以馬鈴薯為例，通過應(yīng)用微柱高效液相色譜法，可有效抑制淀粉的分解，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯糖分的準(zhǔn)確檢測(cè)。

3.1.3 維生素檢測(cè)

人們一旦缺少某一類維生素，會(huì)導(dǎo)致身體發(fā)生不良狀況。例如，缺少維生素A會(huì)導(dǎo)致夜盲癥；缺少維生素B會(huì)引發(fā)口腔潰瘍；缺少維生素C會(huì)引發(fā)慢性貧血；缺少維生素D會(huì)導(dǎo)致佝僂癥等。由此可見，維生素在某種程度上直接決定著人們身體的機(jī)能維持情況。傳統(tǒng)的維生素測(cè)定是先萃取出食物中含有的維生素，再進(jìn)行測(cè)定，此類方式無法完全萃取出食物中含有的維生素，而且極易在萃取過程中喪失部分維生素，測(cè)定結(jié)果精確程度較低。利用微柱高效液相色譜法，可準(zhǔn)確檢測(cè)出胡蘿卜中的維生素B，且檢查誤差較小，檢測(cè)效果較好。

3.2 微柱高效液相色譜法在食品添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用

食品添加劑可延長(zhǎng)食品保質(zhì)期、提升食品質(zhì)量，一般指的是為實(shí)現(xiàn)保鮮、防腐等目的在食品生產(chǎn)加工過程中加入的天然、合成物質(zhì)，如防腐劑、甜味劑等。一般而言，天然的添加劑對(duì)人體是無害的，而人工合成添加劑中通常需要應(yīng)用一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)可能存在一定的毒性，若不限制其在食品中的用量會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體健康。由此可見，食品添加劑的檢測(cè)意義重大。

3.2.1 防腐劑檢測(cè)

常用的防腐劑包括生物、酸性以及酯型3個(gè)類型，主要成分一般為山梨酸和苯甲酸，通過添加防腐劑可以有效延長(zhǎng)食品的儲(chǔ)存時(shí)間，使其不易腐爛，但是大量防腐劑的加入會(huì)嚴(yán)重傷害人體健康。通過微柱高效液相色譜法可以同時(shí)檢測(cè)出食品防腐劑中的山梨酸與苯甲酸，檢測(cè)過程較為簡(jiǎn)單且結(jié)果準(zhǔn)確性高。

3.2.2 甜味素檢測(cè)

無論是天然的甜味素還是人工合成的甜味素，都能實(shí)現(xiàn)增加食品甜度的作用。常用的食品添加甜味素包括甜蜜素、安賽蜜、糖精鈉等人工合成的甜味素，具有生產(chǎn)簡(jiǎn)便、生產(chǎn)時(shí)間短、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，但安全性較差，如果添加量超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致人體機(jī)能受損。通過充分利用微柱高效液相色譜法可較好實(shí)現(xiàn)食品中多種甜味素成分的定性、定量檢測(cè)。例如，微柱高效液相色譜法可檢測(cè)出甜味素中芳香烴以及多環(huán)芳烴的含量，且檢測(cè)效率高、準(zhǔn)確性好，有利于保障食品安全。

3.2.3 抗氧化劑檢測(cè)

抗氧化劑可以有效改善食品的變質(zhì)情況，是食品產(chǎn)品加工過程中的關(guān)鍵組成部分。在當(dāng)前對(duì)食品產(chǎn)業(yè)需求量持續(xù)增加的大背景下，自然產(chǎn)生的抗氧化劑根本無法滿足產(chǎn)品需求，所以大部分食物中使用的都是人工合成的抗氧化劑。常見的人工合成抗氧化劑有鈉鹽、丁基羥基茴醚等。如果加入的抗氧化劑劑量超標(biāo)則會(huì)對(duì)人體器官功能產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。通過應(yīng)用微柱高效液相色譜法，可以精確測(cè)定出食物中加入的各種抗氧化劑，如食用油中的抗氧化劑，且測(cè)量誤差較小。

3.2.4 色素檢測(cè)

食品中添加色素能夠有效優(yōu)化食品顏色。因?yàn)樘烊簧氐某杀咎咔曳€(wěn)定性較差，食品生產(chǎn)加工過程中通常加入人工合成色素，該色素具有簡(jiǎn)單易得、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在食品加工過程中，但添加量超標(biāo)會(huì)對(duì)人體造成不良影響。微柱高效液相色譜法可有效測(cè)定出果蔬汁飲料中的番茄紅素，且回收率較高，檢測(cè)效果較好。

3.3 微柱高效液相色譜法在微生物及其代謝檢測(cè)中的應(yīng)用

當(dāng)食品中的微生物及其代謝物含量超標(biāo)時(shí)，人體健康會(huì)受到威脅。通過微柱高效液相色譜法展開微生物及其代謝產(chǎn)物的檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中的微生物及其代謝物含量的嚴(yán)格控制。例如，利用微柱高效液相色譜法可檢測(cè)出黃曲霉素含量，保障食品安全。

3.4 微柱高效液相色譜法在食品有害物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

食品有害物質(zhì)檢驗(yàn)主要分為農(nóng)藥殘留和獸藥殘留檢驗(yàn)。新鮮水果、蔬菜等栽培過程中常會(huì)為其施放殺蟲劑，以實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲害的有效預(yù)防。盡管在食用前通常會(huì)對(duì)水果蔬菜等食物進(jìn)行清洗，但仍無法確定是否還有殘留，而微柱高效液相色譜法能夠確定有機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類農(nóng)藥和煙堿類農(nóng)藥濃度，為食物安全提供了保證。此外，畜牧業(yè)行業(yè)常會(huì)使用獸藥提高牲畜的體重，以達(dá)到增肥目的，導(dǎo)致牲畜體內(nèi)獸藥殘留，人們食用后會(huì)危害人體健康。通過微柱高效液相色譜法，可有效檢測(cè)出肉制品中氯霉素、四環(huán)素類、磺胺類和喹諾酮類獸藥的含量，防止獸藥殘留較多的肉制品流入市場(chǎng)，提升食品安全性。

4 結(jié)語

在食品工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，利用微柱高效液相色譜法進(jìn)行食品安全測(cè)定成為一種主流的食品檢測(cè)方法。所以需要了解微柱高效液相色譜法的特性，從而完善它在產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分、添加劑以及有害物質(zhì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，提升檢驗(yàn)精度和能力，為食品安全提供有力保證。

參考文獻(xiàn)

[1]俞凱龍.高效液相色譜法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)食品，2022（14）：112-114.

[2]周月喬，邾枝花，王雅潔.超高效液相色譜法在藥品食品檢測(cè)中的應(yīng)用[J].宜春學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，44（9）：16-20.

[3]石芳，壽旦，金米聰，等.分散固相萃取-高效液相色譜法測(cè)定水產(chǎn)品中7種麻醉劑[J].色譜，2022，40（2）：139-147.

[4]張超.高效液相色譜法在食品檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J].檢驗(yàn)檢疫學(xué)刊，2019，29（1）：97-98.

[5]張學(xué)嘉，趙娟，李勇，等.高效液相色譜法在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2022，42（23）：95-96.