色譜技術在食品安全及黃河濕地污染檢測中的應用

張鳳鳳 邱小香

摘要：文章介紹了色譜技術的概念、原理及特點，重點論述了液相色譜法及其與其他質譜聯用技術在食品中農藥殘留、添加劑及黃河濕地污染等檢測中的應用。最后對色譜技術的發展前景進行了展望。

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.

關鍵詞：色譜技術;食品安全;黃河濕地;檢測;應用

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

中圖分類號：TS207? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）21-0245-03

0? 引言

色譜技術在現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，已經成為物理、化學、生物分析不可缺少的重要工具。從色譜學的發展上看，自1903年以來，俄羅斯的植物學家茨維特成功分離葉綠素以來，經典的色譜方法由于分離緩慢，分離效率低、長時間沒有引起廣泛關注;直到20世紀50-60年代，由于以氣相色譜（GC）為突破口，出現了氣相色譜和質譜聯用的儀器，使色譜進入了大發展時期;70年代進入高效液相色譜法（HPLC）為代表的現代色譜時期;80年代以HPLC的文獻數量、應用范圍已超過GC。近年來，由于高壓輸出泵的應用和分析檢測技術的改進，使得高效液相色譜技術得到了迅猛的發展。如今，因為高靈敏度的檢測器、高效率的色譜柱以及微型處理機的使用，使得該法成為了一種靈敏度高、分析速度快、應用范圍廣泛的分析方法。社會上出現有毒大米、加有添加劑的奶粉、地溝油、注水肉等損害人們身體的物質出現，如何讓消費者買得放心、吃得安心成為人們關注的焦點。另外，濕地環境作為水生及陸生生態系統的過渡，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系統。近年來，濕地被各種物質所污染，尤其有機污染物危害更大，所以，文章著重綜述了色譜技術在食品進行安全檢測中的應用，簡要介紹了在黃河濕地污染物檢測中的應用情況，以便更好的指導對各種環境污染物的防治，保證人們健康的生活。

1? 色譜技術的基本原理及特點

1.1 色譜技術的原理

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

1.2 色譜技術的特征

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

2? 色譜技術在食品安全檢測中的應用

2.1 食品中各種農藥殘留物的檢測

果類、蔬菜中的有機氯、有機磷農藥殘留對人體帶來的傷害、副作用及慢性中毒，使消費者對食品安全問題更為重視。所以，食物中含有的農藥殘留是否符合國家標準，就需各級檢查部門進行及時、準確地檢測。

可以說世界上最為先進的測試公司-安捷倫科技有限公司對水果、蔬菜等農產品中的189種農藥殘留進行了檢測[1] 。許泓[2]等采用氣質聯用可以同時檢測出107種農藥殘留。在所采用的色譜檢測方法中，具有高靈敏度的液相色譜-串聯質譜檢測法是當前采用最廣泛的方法之一。利用該法能對瓜果、蔬菜中殘留的各類農藥進行準確的鑒定與檢測，是非常適用于痕量檢測的。徐遠金等[3]采用固相萃取-高效液相色譜-電噴霧串聯質譜法對疏菜中痕量的有機磷類農藥，如甲胺磷、敵百蟲、馬拉硫磷、對硫磷等7種污染物質的殘留量同時進行了測定。結果顯示：7種農藥的含量與其色譜峰的峰面積在一定范圍內線性相關。檢出限為0.002～0.090μg/kg，相對標準偏差（RSD）為3.1%～5.2%。從研究結果可以看出，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，而且重現性好、靈敏性高，適于對蔬菜中7種有機磷農藥殘留量進行既準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-串聯質譜法（SPE-LC-MS/MS）同時對蔬菜、水果中21種農藥殘留量進行了痕量測定。結果表明，樣品中最低檢出限為0.005μg/kg～0.030μg/kg，樣品的平均加標回收率為76.34%-119.33%。研究結果表明，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、準確性高等優點。結果完全符合歐盟標準的要求，為茶葉出口提供了質量保證。SHEN Jin-can等[5]利用液相色譜-串聯質譜法同時對小米和大米中的6種環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行了測定。這些物質屬于脂肪類除草劑，是細胞有絲分裂抑制劑。該方法作為一種新型的現代儀器分析手段，由于其具有分析檢測范圍寬、時間短等優點，因此在食品分析檢測領域得到了廣泛的應用。它能分析檢測環己烯酮類的痕量殘留物，對控制進出口產品質量提供有力的保障。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行了測定。結果顯示：7種農藥的3種不同濃度平均加標回收率為72.5%～116.2%，檢出限為0.0037～0.0074μg/kg。該方法不僅快速、方便，而且定量結果準確。

2.2 食品中添加劑的檢測

在食品中適當的加入一些添加劑是可以的，但若用量超過一定限度將會危害人類的健康。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己基氨基磺酸鈉等。經過處理后，利用色譜技術進行有效、迅速、準確地檢測。食品添加劑帶來了食物的多樣性，但過度的使用會危害人體的健康。因此，食品企業應該合理、恰當的使用食品添加劑，避免加入對人體有害的添加劑，保證人們吃的安心。

ZHANG Jian-li等[7]采用高效液相色譜-質譜法（LC/MS）定性檢測了保健品中的伐地那非。實驗中用LC/MS法同時測定了13份樣品。結果與伐地那非在同樣條件下的標準色譜完全一致。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、準確性及可靠性高，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。結果表明：10種添加劑的檢出限為0.004～0.010μg/kg。回收率為90.0%～105%，相對標準偏差小于5.0%，適用于對這10種添加劑的含量進行檢測。從研究結果可以看出，與GC法相比，該方法不僅靈敏、準確，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長期富集，到一定程度后會對人體各個器官產生嚴重的損害，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食品中苯甲酸、山梨酸、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸異丙酯和對羥基苯甲酸丁酯進行了同時測定。7種防腐劑可以進行分離，加標回收率為93. 3%～100.5%，檢出限為0.025～0.500μg/kg。研究結果表明：與GC、薄層色譜（TLC）法相比較，此法準確度高、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，具有廣泛的應用前景。蘇愛梅等[11]對火腿腸樣品用沉淀法進行預處理，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點，而且測定結果準確可靠，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。結果顯示：加標回收率為93.19%～100.90%，相對標準偏差為1.05%～2.04%。此方法有很高的選擇性，且能準確定性及定量，分析速度很快，同時也適合于飲料等其它食品中的各種物質的定性、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化為氯基環己烷，再利用高效液相色譜法進行了分析。測定樣品的最低檢出限可達0.020μg/kg，對于干擾較少的液體樣品，最低檢出限為0.5 mg /L，加標回收率為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雜基質對測定過程的干擾。 費賢明[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性，更高的準確度，因為熒光法的選擇性響應，對色譜柱的性能要求較低，所以可快速分析復雜樣品，是檢測糖精鈉最好的方法之一。

3? 黃河濕地檢測中的應用

黃河水質污染主要為耗氧有機物。主要污染指標為氨氮、酚類物質、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數和石油類。徐媛原[15]等通過直接向樣品溶液噴入鈦酸四丁酯，將其水解后產生含水二氧化鈦（TiO2·nH2O）的物質，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，并聯用高效液相色譜法測定了環境水樣中的雙酚A、三氯生、辛基酚和壬基酚等4種酚類內分泌污染物。實驗優化了TBOT用量，萃取時間，離子強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，富集倍數為14.7～169.4。方法具有良好的線性和精密度，已應用于實際湖水試樣中4種目標物的檢測，加標回收率在95.0%～112.5%之間，RSD在0.4%～7.1%之間。

4? 色譜技術的發展前景與展望

隨著科學技術的發展，為了使食品衛生的各個領域可以健康發展。越來越多的色譜檢測技術將被開發應用于食品衛生安全的控制和監督之中。色譜技術已經成為食品安全檢測中不可或缺的關鍵方法。與質譜法、各類光譜法等分析方法相比，色譜法的突出優點是分析能力強、實現多組分混合物高效分離，其分析靈敏度與質譜法接近，比光譜法更高，而且運用方便，造價相對低廉。

為了檢測到樣品中各成分更多、更準確的定性、定量信息，除了對現有的檢測儀器進行改良以提高性能外，將色譜儀與質譜儀、光譜儀聯合使用將是一個更加行之有效的方法，這樣可以發揮各類檢測器的優點，除了實現在一次色譜進樣中得到更多、更準確的信息，且多種方法聯用技術使分析速度更快、靈敏度更高和鑒別能力更強的特點，而且可同時完成待測組分多種成分的分離和檢測分析，尤其適合于對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構，對化合物的分子量進行準確地測定。因此，開發通用、專一、靈敏的色譜聯用檢測技術將是今后研究探索的重要方向。