高效液相色譜法在食品檢驗中的應用

◎ 路書彥，王 璐，仝瑩瑩，李栓栓，程海芳

（河南省產品質量監督檢驗院，河南 鄭州 450047）

食品分析涉及多種物質的檢測，其中包括農藥殘留、污染物、食品添加劑、營養成分等。在生產食品過程中，為了保障食品的口感和保質期，要添加一定劑量的化學物質，如抗氧化劑、甜味劑、防腐劑、色素等，但這些物質不能超過一定的添加量，否則會對人體的健康產生危害。同時，在食品生產、打包以及運輸，部分塑化劑、獸藥以及農藥會對食品產生污染，導致人體有害物質含量增加，而有害物質的性質和結構復雜性較高，對人體傷害較大，因此要高度重視食品分析的重要性和意義[1]。

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）又被稱為高速液相色譜、高分子液相色譜和高壓液相色譜，在色譜分析法中應用比較廣泛。高效液相色譜法主要產生于20世紀60年代，是由靜電液相色譜和氣相色譜法結合而來，屬于新型色譜技術之一，其中包括薄層色譜、紙色譜以及柱色譜，早期的氣相色譜發展較快，經典的液相色譜由于操作時間比較長，操作流程比較復雜，因此整體發展比較緩慢。

伴隨著氣相色譜劣勢的日益突顯，如對高沸點有機物難以進行有效分析，人們對液相色譜法的重視度越來越高，隨著高靈敏檢測器和高壓輸液泵的出現，進一步加快液相色譜的創新，高效液相色譜法優勢比較明顯，其中包括靈敏度高、分離效能高、分析效率高，對于部分熱不穩定以及高沸點不氣化的物質能夠進行有效檢測，因此在臨床分析、藥物分析、生物化學分析以及食品分析中得到廣泛應用。本文主要介紹HPLC的工作原理、特點及HPLC在食品分析領域的應用。

1 高效色譜法（HPLC）的工作原理

在高壓環境中，高效液相色譜法應用可以讓溶質在流動相和固定相之間進行多次交換，但因為溶質在流動相和固定相之間，存在吸附力、親和力以及分配系數的差異化，因此可以達到分離溶質的目的。

在填充色譜柱時，相應的顆粒直徑較小，為了確保色譜柱中能夠勻速流過淋洗液，對此要在高效液相色譜中應用高壓泵。在實際分析過程中，以梯度淋洗為主，將極性不同的溶劑進行一定比例混合，從而利用極性變化對目標物質的組分實施分離，有效保障最終的分離效果和質量。高效色譜儀在實際應用時，其內部主要為不銹鋼管，如果處在壓力較低的環境中，可以利用石英、玻璃等材料，并直圓形狀實現液體填充的效果。

2 在食品微生物及代謝物檢測中的應用

人們日常食用的食品中含有大量的微生物，這些微生物中，一部分對人體不對產生危害，反而有益于人體的健康，而一部分微生物具有一定的毒性，因此會對人體的健康產生危害，對此要利用有效的分析技術來檢測食品微生物含量[2]。高效液相色譜法由于其自身具有的優勢，能夠有效檢測食品中微生物代謝物和微生物的含量，同時可以對不同微生物的代謝物和組成進行分析，進而獲取食品中有關微生物的比例和類型，并對病原微生物的內部成分和組成進行分析，并通過實際的檢測結果來判定食品中的微生物含量，確定其是否超過國家規定的安全標準，并對相關微生物是否有毒性進行分析。

3 在食品添加劑檢測中的應用

為了滿足人們對食品味道和外觀的需求，食品生產生往往會將大量的添加劑添加到食品中，同時部分添加劑能夠充分發揮干燥和防腐的效果[3]。在實際應用時，如果添加劑是天然的食品添加劑，則不會對人健康產生危害，但目前很多添加劑屬于是由人工合成而來，因此會影響食品的安全性，部分違法分子為了提升生產利潤，將大量添加劑添加到食品生產中，導致人們的健康受到損害，嚴重的甚至會引發疾病和中毒情況，比如將三聚氰胺添加到奶粉中，導致嬰幼兒的健康受到威脅，這種傷害是一種不可逆的[4]。對此，可以利用高效液相色譜法來有效檢測食品中添加劑的成分和含量，常見添加劑的檢測過程如下。

3.1 甜味添加劑的檢測

在食品生產中添加的添加劑以甜味添加劑為主，如果將少量甜味添加劑添加到食品中，會大大提升食品的甜味度，而甜味劑中比較常見的是糖精，因此在實際生產過程中，很多生產商會將糖精投放到食品生產中，但是如果使用糖精過量會導致人體發生血小板降低的情況，嚴重時甚至會損害人體的肝臟器官。因此要有效檢測食品中糖精的含量，對此可以通過紫外線檢測法、熒光檢測法以及高效液相色譜法實施檢測，該方法與傳統方法相比，具有準確率高、靈敏度高、效率高等優勢，能夠防止出現樣品分離效果差的情況發生[5]。

3.2 色素添加劑的檢測

色素添加劑也分為天然和人工合成兩大類，添加色素添加劑能夠有效提升食物的美觀性，其中可以從動植物體內獲取天然色素添加劑，這類添加劑不會對人體的健康產生危害，但一些色素添加劑是由人工合成，因此會對人體的健康產生危害，如果添加的合成色素添加劑含量超標，會導致人體出現中毒情況，因此，在利用高效液相色譜法時，首先要前處理樣品，并將氨水和乙醇進行比例混合，通過超聲波技術來提取和處理樣品，待完成過濾環節后利用安捷倫1100系統按照20mmol/L乙酸銨與甲醇梯度進行洗脫，最后檢測利用二極管陣列來實施，從而獲取檢測結果。

3.3 防腐劑的檢測

在食品生產過程中，防腐劑比較常見，其中主要包括苯甲酸、山梨酸等，這些防腐劑整體毒性較高，但能夠有效起到防腐的效果，因此，為了確保人體健康不會受到傷害，要嚴格控制防腐劑的劑量，從而為人體的健康提供有效的保障。

新近研究發現，采用高效液相色譜法同時測定食品中多種防腐劑和甜味劑，通過利用二級管陣列檢測器以及對色譜條件的優化，使得幾種甚至十幾種添加劑分離效果好，精密度高，回收率也比較理想。

4 在食品非法添加物檢測中的應用

近幾年來，頻繁發生的食品安全事件嚴重影響了食品工業的健康發展。這些食品安全事件大多是由于在食品中添加了非法添加物，嚴重威脅著居民的健康。高效液相色譜在食品非法添加劑的檢驗上具有不可小覷的貢獻，例如，趙超群研究建立的兩種超高效液相色譜-串聯質譜分析方法分別可用于測定改善胃腸功能類保健食品中10種非法添加化學藥物以及測定火鍋底料中6種非法添加的工業染料[6]。

5 在食品營養成分分析中的應用

5.1 在食品維生素分析中的應用

在維生素分析中應用高效液相色譜法，主要是4種水溶性維生素，并在檢測過程中可同時進行。全思思開發研究的超高效液相色譜/超臨界流體色譜-串聯質譜聯用技術可以同時測定嬰幼兒配方乳粉中多種維生素，為提高色譜-質譜聯用維生素測定方法的準確性和靈敏度提供了理論基礎。

5.2 在碳水化合物分析中的應用

食物中的碳水化合物主要包括可吸收物與不可吸收物兩種，其中可吸收的主要是糖類。在這類物質檢測過程中，利用化學方法只能測定總糖，卻很難區分不同糖分，普通氣相色譜法雖然能彌補化學法中的不足之處，但因樣品需衍生化，故降低了可行性。而高效液相色譜法不但具有較強可操作性，并具有較高靈敏度，因而可對多糖成分進行準確檢測和分析。

6 農藥與獸藥殘留檢測中的應用

在農作物耕種和牲畜飼養過程中，往往會或多或少地使用農藥和獸藥。如果農藥的殘留量過多，則會對消費者的健康構成損害。該現象已引起國內外學者的廣泛關注，藥物殘留的檢測已成為食品安全的極為重要的課題。隨著HPLC方法的發展，結合液質聯用的技術在農藥以及獸藥成分檢測的過程中廣泛應用。

早在20世紀90年代初，楊蓉等就闡述了利用高效液相色譜方法對食物及生物樣品中呋喃丹、氯菊酯、溴氰菊酯、抗蚜威及雙甲脒5種農藥殘留進行分離測定的研究[7]。吳平谷等建立了雞肉中10種磺胺類藥物殘留的高效液相色譜紫外檢測（HPLC-UV）分析方法。10種磺胺類藥物最低檢出濃度為0.01 mg/g[8]。柳菡等建立了以反相高效液相色譜-電噴霧串聯質譜（LC-ESIMS/MS）同時測定蔬菜中26種農藥殘留量的檢測方法，26種農藥的回收率為70%～110%，精密度（RSD）小于15%[9]。

7 結語

HPLC作為一種靈敏有效的分析分離手段，已經越來越廣泛地應用到食品檢測與安全性分析中，近年又與其他的色譜、質譜、光譜、核磁等相互結合，擴大檢測范圍的同時提高了分析水平，更是對食品中殘留的微量、痕量有毒有害物質能進行快速準確地分析，進一步提高了食品衛生質量，保障了食品安全和人民身體健康。隨著高效液相色譜技術的不斷完善，HPLC必將在食品檢測與分析領域有更廣闊的發展。