氣相色譜技術在基層食品安全檢測中的應用

張志敏

摘要：食品安全是關系國計民生的重點，加強基層食品安全檢測已成為一種趨勢，氣相色譜技術以其分析快速高效、成本低易操作等優點，在基層食品檢測實驗室中得到了極大的推廣。本文在對氣相色譜技術概念與原理、氣相色譜系統組成及優點等概述的基礎上，對該技術在食品安全檢測中的具體應用作了分析。

關鍵詞：氣相色譜技術;食品安全檢測;基層實驗室

引言

隨著新世紀我國國民經濟持續增長，大眾生活水平顯著提升，民眾對食用食品也逐漸由解決“溫飽”轉變為對味感的追求，進而推動了國內食品市場的空前繁榮，各種果、蔬、魚、肉、蛋、奶、茶應有盡有，預包裝食品種類不斷增加，極大地滿足了民眾的飲食需求。然而，與此同時由于部分果農菜農為提高果蔬產量而過量使用農藥，部分不法商販為謀求經濟利益而濫用食品添加劑，對國民大眾的身體健康和生命安全極為不利，尤其在經歷“蘇丹紅鴨蛋”、“三聚氰胺奶粉”以及“雙匯瘦肉精”等事件后，各級政府部門和國民大眾對食品安全的關注度與日俱增，而通過相關部門加強食品安全抽檢來堵防國內食品安全管理漏洞尤為重要。氣相色譜技術是當前食品檢測方法中一種操作簡便、成本較低、靈敏度高、檢測周期短的重要技術，較易在基層食品檢測實驗室推廣普及，基于此，本文對氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用作了分析討論。

一、氣相色譜技術概述

（一）氣相色譜技術概念及原理

氣相色譜法（GC）興起于20世紀50年代，經過數十年發展，已成為當前應用最為廣泛的一種分離、分析方法。該方法通過以惰性氣體（氮氣、氦氣或氫氣）為載體，將試樣帶入氣相色譜系統中進行分離與分析，而利用氣相色譜系統對氣體或液體試樣進行分離、分析的技術即稱為氣相色譜技術，該技術主要適用于氣體混合物或易揮發性液體及固體的檢測。其原理是試樣混合物中的各種組分在流動相（載氣）的帶動下流向固體或液體固定相時，由于固定相對不同組分的溶解、吸附、解吸等能力存在差異，導致各組分在固定相上停留時間不同而分離，再在流動相帶動下以一定順序依次進入檢測系統，由相應檢測器獲得特定信號并在系統中轉化為電信號記錄下來，從而實現對各組分的定性及定量分析。

（二）氣相色譜系統組成及優點

氣相色譜系統通常由分離系統和檢測系統兩部分組成。（1）分離系統主要由氣路系統、進樣系統與色譜柱組成，其中色譜柱是分離組分的核心部件，目前最為常見的氣相色譜柱有填充柱和毛細管色譜柱兩種，前者是將固定相以顆粒填料形式填滿金屬管柱，后者是把固定相涂敷在毛細管的內壁，前者較后者在固定相選擇上更為靈活，樣品負荷量更大;后者較前者柱效更高，熱穩定性更好，也能更好地與質譜兼容，是氣相色譜柱的發展趨勢，在食品檢測中應用也較多。（2）檢測系統主要為各種不同類型的檢測器，其中基層實驗室常用的包括TCD檢測器和FID檢測器兩種通用型檢測器，及對具有電負性的物質（如含鹵素、氮、氧、硫等雜原子化合物）具有特征響應的ECD檢測器、對含硫和磷的揮發性有機物具有特征響應的FPD檢測器與對含氮和磷的揮發性有機物具有特征響應的NPD檢測器，各種類型檢測器將色譜柱流出物獲得的特定信號轉換為電信號，再由數據記錄系統形成譜圖以供分析處理。氣相色譜技術具有靈敏度高、分離效果好、選擇性高、定量精確度高、樣品用量少、分析快速等優勢，在石化、環保、醫藥、食品等行業領域廣泛應用。

二、氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用

（一）食品添加劑及污染物檢測

現代食品工業在食品生產中為改善食品的色香味、延長食品保質期等往往會使用食品添加劑。根據食品添加劑所發揮的作用，常用的食品添加劑分為營養強化劑（如維生素和氨基酸）、食品品質改善劑（如甜味劑）、食品加工添加劑（如促凝劑）及食品防腐劑等。雖然各種類型的食品添加劑在提升食品營養質量、改善口感味道、延長保存時間等方面發揮了重要作用，但目前廣泛使用的眾多添加劑多為人工合成的化學物質，長期過量食用對人體危害較大，因此，食品添加劑檢測是食品安全檢測的重點之一。氣相色譜技術在食品添加劑檢測中主要用于酸型或酯型添加劑，其方法通常為通過將試樣酸化，將其中添加劑的離子形式轉化為有機分子形式，再使用低極性溶劑萃取，利用GC/FID氣相色譜可以檢測食品中環己基氨基磺酸鈉等甜味劑，山梨酸、苯甲酸等防腐劑，BHA、 BHT、TBHQ等抗氧化劑，1，2-丙二醇等保濕劑以及面粉中的增白劑過氧化苯甲酰。此外，利用GC/MS可以檢測煙熏食品中的多環芳烴 （PAHs），利用GC/ECD可以檢測油炸食品中丙烯酰胺的含量。

（二）農作物農藥殘留量的檢測

當前農業生產中農戶為使水果、蔬菜、糧食作物等免受蟲害，提升果蔬及糧食的產量和質量往往會使用農藥，再加上土壤環境中殘留的高毒性難分解的農藥影響，使得部分蔬菜、水果及糧食作物中會存在農藥殘留，而食用農藥殘留量超標的果蔬、糧食制品對人體健康危害極為嚴重，因此，農藥殘留檢測是國家食品安全抽檢的重要方面。氣相色譜技術在食品農殘檢測中主要用于有機氯、有機磷、擬除蟲菊酯類及氨基甲酸酯類等農藥組分，其方法通常為通過超聲、振蕩等提取，過濾或固相萃取凈化，氮吹或旋轉蒸發濃縮，使得其中農藥組分達到適合色譜檢測的范圍從而進行準確定量，利用GC/ECD可以檢測有機氯及擬除蟲菊酯類農藥殘留，利用GC/FPD可以檢測有機磷及氨基甲酸酯類農藥殘留，利用GC/NPD可以檢測含氮或磷的農藥組分殘留。此外，利用GC/MS可以同時定性和定量分析食品中的多組分農藥殘留，如GB 23200.113-2018規定了氣相色譜串聯三重四極桿質譜檢測208種農藥及其代謝物殘留的方法，只是在基層實驗室還難以普及。

（三）發酵飲料產品中組分檢測

白酒、啤酒、葡萄酒等發酵飲料是國民大眾舉辦慶典、參加宴飲的必需品，檢測其中有害物質是否超標，風味物質是否達標是把控白酒等發酵飲料質量、保障國民身體健康的關鍵所在。甲醇和乙酸乙酯、己酸乙酯作為白酒衛生監控指標中重要組成部分，GB 2757、GB 5009.266與GB10345對甲醇、乙酸乙酯、己酸乙酯的含量與檢驗方法作了明確規定，甲醇以叔戊醇為內標，乙酸乙酯和己酸乙酯以乙酸正戊酯為內標，經白酒專用毛細管色譜柱分離，FID定量分析。啤酒、葡萄酒及其它發酵飲料中含有揮發性化合物和風味物質，可以利用頂空進樣氣相色譜技術來檢測啤酒中硫化物、有害色素、揮發氣體等，以便監控啤酒、葡萄酒、發酵飲料等產品的質量。

（四）食用油溶殘及脂肪酸檢測

目前國內食用油生產方式多用溶劑浸出法，雖然在生產過程中進行脫溶處理，但是食用油中少量溶劑殘留仍然存在，國家相關標準明確規定浸出植物油中溶劑殘留量≤20mg/kg。六號溶劑（鎦程為62℃～85℃的六碳烷烴類溶劑）是當前我國浸出型食用油加工中普遍使用的浸出溶劑，其對人體呼吸中樞具有麻醉作用，對皮膚周圍神經和造血功能也有損害，因此，準確檢測食用油中的溶劑殘留量，促進提升食用油加工的工藝，保障食用油的安全和衛生至關重要。利用頂空進樣氣相色譜技術可以快速準確地定量檢測食用油中的溶劑殘留量。此外，食用油脂肪酸組分的檢測是降低芥酸對人體營養狀況造成影響的一種有效手段，利用GC/FID可以實現將30多種脂肪酸進行較好的分離分析。

三、結束語

食品安全問題是關系國家穩定與經濟發展、國民身體及生命健康的重大民生問題，強化食品安全檢測是國家食品安全抽檢的重點，也是國民大眾關注的焦點，加強基層食品安全檢測已成為一種趨勢。本文通過探討論述氣相色譜技術在食品添加劑及污染物、農作物農藥殘留量、發酵飲料產品中組分以及食用油溶殘與脂肪酸檢測中的應用，希望能為基層食品實驗室開展檢測提供參考。

參考文獻：

[1] 李瀅倩， 任常菲， 王瀟. 氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用[J]. 食品安全導刊， 2019（3）：126.

[2] 姚小強. 氣相色譜在食品檢測中的應用探究[J]. 現代食品， 2020（3）：163-164.