液相色譜在食品檢測方面的應用

◎ 趙 丹

（鄭州市食品藥品檢驗所，河南 鄭州 450000）

研究調查結果顯示，全球每年約有10億人次因食品安全問題出現健康問題，由此可見，食品安全問題已經嚴重危害到人類的正常生活與生命健康。為了提高食品安全性，需要對生產結束的食品進行安全檢測，而液相色譜法則是最為合適的食品安全檢測方法之一。與傳統的食品安全檢測方法相比，液相色譜法具有高效、應用更為廣泛的優點。

1 液相色譜的檢測原理

液相色譜是化學實驗中常用于分類與分析的實驗方法，經過不斷地實踐與遷移應用研究，該方法在食品安全檢測領域已經得到較為廣泛的應用。液相色譜的工作原理是利用液體作為流動相，其他物質作為固定相，根據待測組分在液體與固體之間流動速度的不同而產生不同的色譜，并對照標準相色譜進行數據分析。液相色譜按照分離方法的不同可以劃分為吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法以及凝膠色譜法。利用液相色譜法對食品組分進行檢測時，要求食品中的各組分對于流動相與固定相的親和性有所不同，否則，只會在流動相與固定相中得到相近的色譜，屬于無效檢測[1]。在實際檢測過程中，可以對流動相與固定相進行更換，以此來得到檢測某種食品最高效的物質類別與物質配比，這也是液相色譜法的應 用優勢之一。

使用液相色譜法進行食品安全檢測時，檢測時間與食品中組分對于流動相和固定相內部分子的親和力有關，一般情況下，檢測耗時在20 min以內。液相色譜法中以液體作為流動相，在實際的檢測過程中，可以選擇多種液體作為液相色譜法的流動相，流動相具有選擇多樣性的特點，這一特點對于檢測效率有很大的提升[2]。現階段在利用液相色譜法進行食品安全檢測過程中，主要對食品中的添加劑、毒素與農藥殘留量進行檢測，這3大類物質是導致食品安全問題的罪魁禍首。

2 液相色譜檢測技術的分類

按照分離方法可以將液相色譜法分為吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法與凝膠色譜法，下面對這4大類檢測技術進行簡要介紹。

2.1 吸附色譜法

利用吸附色譜法進行食品安全檢測時，一般采用吸附劑作為固定相，食品中組分的分離過程是在固定相表面進行的，不會對固定相造成污染。在這類檢測方法中，流動相的選擇對于檢測效率的影響較大，食品安全檢測試驗員需要通過多次實踐找出檢測效率較高的吸附劑與流動相。吸附色譜法主要用于食品添加劑的檢測。

2.2 分配色譜法

分配色譜法的流動相與固定相都是液體，檢測過程中，食品檢測樣品中的分子很快就能在兩相中達到平衡，然后再利用各分子組分分配系數之間的差異完成組分分離。與其他液相色譜法相比，這類方法檢測效率更高，但是操作過程也較為復雜，需要食品檢測工作員多加重視。

2.3 離子交換色譜法

離子交換色譜法的工作原理則是利用不同離子之間交換能力存在差異對食品組分進行分離。離子交換色譜法中固定相一般是離子交換樹脂，而離子交換的過程是可逆的，因此可以對一個檢測樣本進行多次實驗。離子交換色譜法在食品檢測過程中主要應用于食品中毒素與農藥殘留量的檢測，從而對食品中的毒素含量與農藥殘留量進行分析判定[3]。使用離子交換色譜法進行食品安全檢測時，一定要等離子交換達到平衡之后，再對色譜進行分析。

2.4 凝膠色譜法

與其他液相色譜法相比，凝膠色譜法適用范圍較廣，它不僅適用于液體體系的檢測與分離，還適用于有機溶劑體系。凝膠色譜法由于其流動相與固定相的特性，在食品安全檢測過程中的應用范圍并不廣泛，主要適用于食品中添加劑含量的檢測。在實際的食品安全檢測過程中，一定要根據食品樣本特性，選擇合適的液相色譜檢測方法，選擇較為合適的流動相與固定相，這樣才能夠有效提高檢測效率。

3 液相色譜在食品安全檢測的應用

3.1 液相色譜針對食品添加劑檢測的應用

為了延長加工食品的保質期，提高食品的口感，許多食品加工廠商會在加工食品中使用添加劑。據國家統計局數據顯示，2020年1—12月中國食品添加劑產量約為8 379 562 t，同比增長約為7.1%。由此可知，加工食品中所含的添加劑含量較大。食品添加劑是影響食品安全問題最為關鍵的因素之一，因此，在食品安全檢測過程中，一定要對食品中的添加劑種類與含量進行檢測。

食品安全檢測中心常采用吸附色譜法對食品中添加劑進行檢測，利用食品樣本中不同添加劑與吸附劑之間分子作用的不同，來實現添加劑種類多檢測與分離。檢測之前，需要取待檢測食品中的一小部分作為檢測樣本，為了提高檢測結果的可靠性，還需要設置多組實驗組與對照組，然后將檢測樣本放入檢測器的進樣器，根據機器運轉流程完成檢測操作即可[4]。

食品中常用的添加劑主要有防腐劑、甜味劑等可少量使用的人工添加劑，但是部分生產廠家為了追求高額利潤，常常違反食品生產規范，在其中添加亞硝酸鹽等足以致癌的有害添加劑。利用液相色譜法進行食品安全檢測，就是對食品樣本中的超標添加劑與違規添加劑進行檢測，并根據食品樣本檢測結果來計算整個食品中各類添加劑的含量。由于液相色譜檢測儀主要由高壓進液系統、進樣器、分離系統與檢測系統構成，這4大構件系統對于氣密性要求較高，因此，在實際檢測之前需要對檢測儀的密封性進行檢查。通過將實驗生成色譜與標準色譜圖進行對比，來判定檢測結果并出具檢測證書。除此之外，還可以采用分配色譜法對食品中的添加劑進行檢測與分離，與吸附色譜檢測法相比，這類方法的檢測效率更高，當流動相與固定相中分子分配比到達平衡，即可得到檢測結果，但是這類方法操作較為復雜，需要食品安全檢測員具有較高的技術水平。

3.2 液相色譜針對食品中毒素檢測的應用

食品中的毒素是造成食品安全問題的又一大因素，人類食用有毒食物后輕則上吐下瀉，重則威脅生命。據研究數據顯示，近10年來食物中毒的人數可達約30萬人次，因食物中毒而死亡的人數約為3 500人。由此可見，加工食品中的毒素也對人類生命健康造成了威脅，因此，對食品進行毒素檢測是十分有必要的。食品中常見的毒素為沙門氏菌類、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等，實際檢測過程中主要對這幾大類菌種進行檢測。由于引起食物中毒的原因主要是食物中大量滋生的菌種，而微生物的大小是液體分子和固體分子若干分之一，因此，需要將待檢測的食品樣本制 成溶液。

在實際的食品毒素檢測過程中，常采用凝膠色譜法對食品中的毒素種類與毒素含量進行檢測，主要操作流程如下。①取待檢測食品的一小部分作為檢測樣本，并將其進行粉碎。②將粉碎后的待檢測食品樣本溶于液體或者有機溶劑，靜置15～20 min左右。③將待檢測樣本溶液放入檢測儀的進樣器中，按照檢測設備運行程序完成檢測流程。有機溶劑對于菌種具有較好的吸附性，經過靜置，待檢測食品樣本的有毒菌種能夠充分溶于有機溶劑，使得檢測結果具有較好的穩定性[5]。由于部分菌種的生存能力較強，檢測人員在操作過程中，需要采取一定的防護措施。除此之外，為了防止在檢測過程中產生其他菌種或者已有菌種進一步生長，需要將檢測樣本置于無菌環境中，防止對檢測結果造成影響。凝膠色譜法除了可以對加工食品中的毒素進行檢測，還可以對食品樣本的毒素進行分離，但是由于毒素分離的經濟適用性較低，并沒有得到廣泛應用。

3.3 液相色譜針對食品中化學藥劑殘留檢測的應用

除了食品添加劑與有毒菌種之外，農藥與化學藥劑殘留問題也是影響食品安全的主要因素之一。市場上銷售的食品種類主要分為工廠加工食品與農業生產食品，其中工廠加工食品中會有化學藥劑殘留，而在農業生產中，農民為了提高農作物的產量與口感，會在農作物上噴灑一些農藥，因此農業生產食品中可能存在農藥殘留。在食品安全檢測過程中，常采用離子交換色譜檢測法對食品中的化學試劑含量與農藥含量進行檢測。主要原因在于化學試劑和農藥殘留物中會含有大量的金屬鹽離子，而這些金屬鹽離子在液體中具有較好溶解性與電解性，能夠通過測量樣本溶液中金屬鹽離子的含量來估計整個食品中的化學試劑殘留量與農藥殘留量。

檢測過程和與檢測食品中毒素菌種含量的操作流程相類似。①取待檢測食品中的一部分作為檢測樣本，并將其制成溶液，對于不同類別的離子需要采用不同類別的溶劑。②將待檢測樣本溶液靜置15～25 min，保證檢測樣本中的金屬鹽離子能夠充分溶于溶液。③將待檢測樣本溶液放入檢測儀的進樣器中，在此之前，需要對進樣器進行清洗，防止其他金屬鹽離子對檢測環節造成干擾。④最后按照檢測儀的檢測流程完成檢測，將分離系統得到的色譜樣本與標準色譜樣本進行對比，根據檢測系統反饋的數據來得出該食品樣本中化學試劑與農藥的殘留含量，并開具檢測證書。由于食品中含有的離子種類較多，而且部分類別離子的含量較少，可能存在無法檢測的問題，因此還需不斷地對離子交換色譜檢測法進行改進，通過更換流動相與固定相找出最為合適的檢測體系，進一步提高檢測結果的可靠性。

4 結語

現階段，食品安全問題已經成為威脅人類身體健康最嚴重的問題之一，因此，食品的安全檢測是食品出廠前的必要環節。液相色譜法通過利用不同食品樣本中待測組分對于流動相和固定相吸附能力的不同實現食品的安全檢測。與其他食品安全檢測方法相比，液相色譜法具有高效、應用范圍廣泛的特點。除此之外，經過多次實驗，找出最為合適的流動相與固定相能夠有效提高食品安全檢測的效率。