微柱高效液相色譜法在食品檢測中的應用

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的食品安全工作監測技術，其低內徑柱能高效進行縱向彌散的監控、減少峰展寬效應，應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，減少了流動相損耗，具有良好的環保效果。微柱高效液相色譜法能夠測定食物中含有的營養素、添加劑等，涉及面相當廣泛。因此，本文簡單介紹了微柱高效液相色譜法的基本原理和構造，并概述了微柱高效液相色譜法在食品安全測定中的具體運用。

關鍵詞：微柱高效液相色譜法；食品安全；檢測

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

食品工業作為國民經濟的支柱，跟隨科技的進步與人們生活水平的提升迎來了全新的發展[1]。受人們日益提升的生活需求影響，食品的種類愈發豐富，與此同時食品質量安全事件發生的頻率也不斷提高[2]。以食品添加劑為例，該物質可以有效延長食品的保質期，并對其品質予以優化。大多食品配料表中都存在添加劑[3]。添加劑是現代食品產業中不可或缺的物質，在應用時需保障其安全性。如果違規使用食品添加劑，就會導致食品安全事件頻發[4]，如“三聚氰胺奶粉”“染色饅頭”等。所以，食品安全檢測的重要性越來越受到社會的關注[5]。

1 微柱高效液相色譜法

1.1 簡介

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

1.2 原理

微柱高效液相色譜法的機理是在高壓環境條件下，待檢食品的溶質迭代交換于固定相、流動相，交換過程中，溶質的分配系數、吸附能力等存在差異，受該差異影響，溶質進入檢測器的時間不同，即實現溶質分離。而根據固定相的不同，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構包括輸出泵、進樣裝置、色譜柱、梯度沖洗裝置、檢測器以及微機控制單元。輸出泵的主要功能是在高壓下連續不間斷地向色譜柱輸入溶劑，以進行試樣組分的分離。進樣裝置分為注射器阻隔層、閥、自動進樣裝置等3個模塊。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，主要是通過不斷調節或清洗溶劑結構，以優化較復雜待測試樣的分散率，縮短分析時限和調節峰形。檢測器分為紫外吸收檢測器、熒光檢測器、電導檢測器和拆光指數檢測器。其中應用性最廣的是紫外吸收檢測器。數據處理與微機控制單元應用的是現代化計算機設備。

1.4 優點

由于微柱高效液相色譜法的色譜柱從常規柱變為微柱，隨著柱內徑的縮小，微柱高效液相色譜法呈現出的優點包括：①可應用于量極少的試樣，特別適用于貴重樣品與具有生物活性的樣品分析；②色譜柱內填充固定相的用量大幅減小，為常規液相色譜儀的10%，簡化了填充過程并減少了分析成本，有利于選擇與調整固定相；③流動相用量大幅減少，為常規液相色譜儀的10%，環境污染較小，具有較好的環保作用；④微柱跟隨內徑縮小減少了固定相用量，降低了柱阻力以及流動相輸送壓力，減少了分析時間，增強了柱效；⑤微柱流動相僅應用極低流量，易與質譜或核磁共振波譜構成聯用系統，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體系。

1.5 要求

微柱高效液相色譜法的實際應用過程中，為實現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、柱效下降效果以及高柱效優勢，喪失了常規柱的“無限直徑”效應，需加以注意。②因為微柱樣品容量下降，導致常規液相色譜進樣技術的應用被影響，需采用對應措施加以應對。③因進樣量減小導致試樣從微柱洗脫出的濃度較低，需應用高靈敏度檢測器展開檢測。④通過較高的實驗技能制作高柱效與選擇性的微柱。⑤由于微柱流動相所應用流量較小，需采用高精度、穩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中的準備工作

由于微柱高效液相色譜法檢驗待測食品試樣時，樣品溶液與流動相內具有較小的顆粒物，且色譜柱內腔面積較小，填充物也較細，因此非常容易在檢驗過程中出現色譜柱內部被小粒子阻塞的情形，所以必須先對檢測試樣進行過濾處理，以除去其內存的雜物。然后對試樣流動相進行脫氣處理，以避免產生、泄漏泡沫，同時保證了輸出泵和探測器的正常、穩定工作，使后續測試工作能夠順利進行。而針對低沸點溶液，選擇抽氣法或煮沸法予以處理，并注意溶劑揮發導致的組成變化。通過超聲處理試樣防止對溶劑組成產生不良作用，處理時間約為0.5 h，

過程中應避免溶劑瓶與超聲槽接觸，防止發生破裂情況。除此之外，還需加強檢查微柱高效液相色譜法檢測器柱壓與排氣泡，保證檢測結果的精準度。

3 微柱高效液相色譜法在食品檢測中的應用

3.1 微柱高效液相色譜法在食品營養成分檢測中的應用

3.1.1 氨基酸檢測

氨基酸是構成蛋白質的基本組成單位，通過測定食物中的氨基酸就能夠掌握其蛋白質類營養素的具體數量，從而確定該食物的營養價值。氨基酸能夠在酶的影響下進行降解，構成全新的生物分子。例如，采用微柱高效液相色譜法可有效降低酶的催化作用，精準地檢測出豬肉松中富含的氨基酸，應用效果較好。

3.1.2 糖分檢測

人體可以通過攝入糖類物質獲得能量，多數食物中都有糖分存在，且占比較大。糖類物質的類型主要包括單糖、多糖，其中較為常見的糖類物質為果糖、葡萄糖、淀粉等。但在常規的檢測條件下，該類物質極易發生分解。以馬鈴薯為例，通過應用微柱高效液相色譜法，可有效抑制淀粉的分解，實現馬鈴薯糖分的準確檢測。

3.1.3 維生素檢測

人們一旦缺少某一類維生素，會導致身體發生不良狀況。例如，缺少維生素A會導致夜盲癥；缺少維生素B會引發口腔潰瘍；缺少維生素C會引發慢性貧血；缺少維生素D會導致佝僂癥等。由此可見，維生素在某種程度上直接決定著人們身體的機能維持情況。傳統的維生素測定是先萃取出食物中含有的維生素，再進行測定，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，測定結果精確程度較低。利用微柱高效液相色譜法，可準確檢測出胡蘿卜中的維生素B，且檢查誤差較小，檢測效果較好。

3.2 微柱高效液相色譜法在食品添加劑檢測中的應用

食品添加劑可延長食品保質期、提升食品質量，一般指的是為實現保鮮、防腐等目的在食品生產加工過程中加入的天然、合成物質，如防腐劑、甜味劑等。一般而言，天然的添加劑對人體是無害的，而人工合成添加劑中通常需要應用一些化學物質，這些化學物質可能存在一定的毒性，若不限制其在食品中的用量會嚴重損害人體健康。由此可見，食品添加劑的檢測意義重大。

3.2.1 防腐劑檢測

常用的防腐劑包括生物、酸性以及酯型3個類型，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食品的儲存時間，使其不易腐爛，但是大量防腐劑的加入會嚴重傷害人體健康。通過微柱高效液相色譜法可以同時檢測出食品防腐劑中的山梨酸與苯甲酸，檢測過程較為簡單且結果準確性高。

3.2.2 甜味素檢測

無論是天然的甜味素還是人工合成的甜味素，都能實現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，具有生產簡便、生產時間短、生產成本低的特點，但安全性較差，如果添加量超標會導致人體機能受損。通過充分利用微柱高效液相色譜法可較好實現食品中多種甜味素成分的定性、定量檢測。例如，微柱高效液相色譜法可檢測出甜味素中芳香烴以及多環芳烴的含量，且檢測效率高、準確性好，有利于保障食品安全。

3.2.3 抗氧化劑檢測

抗氧化劑可以有效改善食品的變質情況，是食品產品加工過程中的關鍵組成部分。在當前對食品產業需求量持續增加的大背景下，自然產生的抗氧化劑根本無法滿足產品需求，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則會對人體器官功能產生不可逆轉的影響。通過應用微柱高效液相色譜法，可以精確測定出食物中加入的各種抗氧化劑，如食用油中的抗氧化劑，且測量誤差較小。

3.2.4 色素檢測

食品中添加色素能夠有效優化食品顏色。因為天然色素的成本太高且穩定性較差，食品生產加工過程中通常加入人工合成色素，該色素具有簡單易得、成本低廉的優點，被廣泛應用在食品加工過程中，但添加量超標會對人體造成不良影響。微柱高效液相色譜法可有效測定出果蔬汁飲料中的番茄紅素，且回收率較高，檢測效果較好。

3.3 微柱高效液相色譜法在微生物及其代謝檢測中的應用

當食品中的微生物及其代謝物含量超標時，人體健康會受到威脅。通過微柱高效液相色譜法展開微生物及其代謝產物的檢測，可實現對食品中的微生物及其代謝物含量的嚴格控制。例如，利用微柱高效液相色譜法可檢測出黃曲霉素含量，保障食品安全。

3.4 微柱高效液相色譜法在食品有害物質檢測中的應用

食品有害物質檢驗主要分為農藥殘留和獸藥殘留檢驗。新鮮水果、蔬菜等栽培過程中常會為其施放殺蟲劑，以實現對病蟲害的有效預防。盡管在食用前通常會對水果蔬菜等食物進行清洗，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磷農藥、氨基甲酸酯類農藥和煙堿類農藥濃度，為食物安全提供了保證。此外，畜牧業行業常會使用獸藥提高牲畜的體重，以達到增肥目的，導致牲畜體內獸藥殘留，人們食用后會危害人體健康。通過微柱高效液相色譜法，可有效檢測出肉制品中氯霉素、四環素類、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，提升食品安全性。

4 結語

在食品工業不斷發展的背景下，利用微柱高效液相色譜法進行食品安全測定成為一種主流的食品檢測方法。所以需要了解微柱高效液相色譜法的特性，從而完善它在產品營養成分、添加劑以及有害物質等領域中的應用，提升檢驗精度和能力，為食品安全提供有力保證。

參考文獻

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