淺析離子色譜技術在食品檢測領域的應用

摘 要：隨著生活水平的提高，人們對食品安全問題的關注也在不斷增加。離子色譜技術作為檢測食品質量的關鍵技術手段，在食品安全領域發揮著至關重要的作用。本文綜述了離子色譜技術的分離原理及技術優勢，并探討了其在食品檢測領域的應用，旨在提升食品檢測水平，為保障食品安全提供理論參考。

關鍵詞：食品檢測；離子檢測技術；離子色譜儀

Application of Ion Chromatography in the Field of Food

ZUO Meng

（Lijin County Inspection and Testing Center， Dongying 257400， China）

Abstract： With the improvement of living standards， people’s attention to food safety issues is also constantly increasing. Ion chromatography technology， as a key technical means for detecting food quality， plays a crucial role in the field of food safety. This article summarizes the separation principle and technical advantages of ion chromatography technology， and explores its application in the field of food detection. Aim to improve the level of food testing and provide theoretical reference for ensuring food safety.

Keywords： food detection; ion detection technology; ion chromatograph

隨著科學技術的持續進步，分析領域的需求也在不斷上升。離子色譜儀作為一種高效、準確的分析工具，在分析領域得到了廣泛的關注和應用，尤其是在食品安全檢測方面。離子色譜技術能夠迅速且準確地檢測出食品中的農藥殘留、重金屬、添加劑等有害物質，同時精確測定食品中的營養成分，如維生素、礦物質等。這些檢測結果不僅為食品生產和質量控制提供了科學依據，還保障了消費者的健康和權益，為食品行業的可持續發展提供了堅實的技術支撐。

1 離子色譜技術的原理及優勢

1.1 離子色譜技術的分離原理

離子色譜儀是一種高效液相色譜儀器，專門用于分離離子。它主要由輸液系統、進樣系統、分離系統、檢測系統和數據處理系統組成。離子色譜的分離機理主要基于離子交換原理，其主要有3種分離方式[1]。①高效離子交換色譜。樣品中的離子與樹脂功能基上的平衡離子爭奪樹脂的離子交換位置。由于不同離子對固定相的親和力不同，它們在色譜柱中通過多次交換和平衡過程實現分離。這種技術使用的是低容量的離子交換樹脂填充的柱子，主要用于分離親水性的陰離子和陽離子。②離子排斥色譜。它的分離過程主要基于Donnan排斥、空間排阻和吸附3種機理。在這種技術中，樣品中的離子由于Donnan排斥效應不能進入樹脂微孔，而非離子型的組分則可以進入。這些組分因受到不同的作用力而被有效分離。這種技術使用的是高容量的離子交換樹脂填充的柱子，主要用于有機酸、無機弱酸和醇類的分離。③離子對色譜。離子對色譜分離過程先向流動相中加入表面活性離子，使其直接吸附在流動相界面。被測離子則通過與這層吸附的表面活性層的相互作用力的差異而實現分離。這種技術通常使用不含離子交換基團的多孔樹脂填充的柱子，主要用于疏水性離子的分離。

1.2 離子色譜技術的優勢

目前，我國對離子的檢測方法多種多樣，包括分光光度法、電化學法、容量法、比色法和離子交換色譜法等。其中，分光光度法、電化學法、容量法和比色法等技術已經相當成熟，但仍存在一定局限性，如檢測精度低、工作效率低，通常一次只能檢測一種離子。近年來，離子色譜技術得到了快速發展，成為一種不可或缺的分析技術。主要原因在于離子色譜法具有優異的分離性能，是一種用于分離和測定常見陰離子和陽離子的高效技術。通過選擇合適的分離柱和淋洗液，該技術可同時測定多種組分，大幅提高了分析效率。例如，利用電導檢測器和陰離子分離柱可以測定F-、Cl-、SO32-、SO42-和NO3-等陰離子；而陽離子分離柱則適用于測定K+、Na+、Ca2+和Mg2+等陽離子。此外，利用電化學檢測器也可用于測定I-、S2-、CN-及某些有機化合物。

離子色譜法操作簡便，無須復雜的前處理步驟。一旦設置好分離條件，即可開始分析，非常適合實驗室中的常規分析工作。它具有高靈敏度和高精度，能夠檢測出極低濃度的離子化合物，通?？蛇_微克甚至納克級別。此外，離子色譜法還具有較好的重現性和準確性，在多個領域得到了廣泛應用。

2 離子色譜技術在食品檢測領域的應用

2.1 離子色譜儀在食品添加劑檢測中的應用

食品添加劑是指為改善食品的品質、色澤、香氣、味道，以及出于防腐和加工工藝的需要而添加到食品中的化學合成或天然物質。食品添加劑種類繁多，包括防腐劑、甜味劑、增白劑等。

實驗室常用的防腐劑和護色劑有亞硝酸鈉和硝酸鈉。在細菌作用下，硝酸鹽可以被還原成亞硝酸鹽。然而，亞硝酸鹽過量容易與人體攝入的其他食品中的次級胺反應，生成致癌的亞硝胺，這對人體健康是不利的。因此，必須嚴格控制這些添加劑的含量。在檢測鹵肉制品時，使用離子色譜儀是一種有效的方法。SIU等[2]使用加熱的去離子水提取經過勻漿的樣品，再經過離心和過濾，就可以直接進樣。采用AS11的分析柱和氫氧化鈉作為淋洗液，配合紫外檢測器，即可實現良好的分離效果。這種方法操作簡單，能夠滿足實驗要求。常用的阿斯巴甜、甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉等甜味劑，適當使用可以增強食欲和改善食品口感，過量使用容易損傷神經系統和肝腎功能，導致肝腎功能減退，甚至可能引起大腦病變，從而危害人體健康。目前，針對不同的甜味劑的檢測，有不同的國家標準方法，包括液相色譜技術和氣相色譜技術等，但通常一個標準方法只能檢測一種甜味劑。相比之下，離子色譜法可以實現對阿斯巴甜、甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉的同時分離[3]。通過使用氫氧化鉀作為淋洗液，并采用梯度淋洗技術，該方法展現出較高的電導響應。此外，它在準確度、精密度方面都可以達到要求，并具有較好的重現性。增白劑主要包括溴酸鹽和亞硫酸鹽。其中，溴酸鉀是一種已知的致癌物質，過量攝入可能會損害人的神經系統和腎臟，因此已被禁止使用。目前，國家現行標準方法采用離子色譜法來檢測小麥粉中的溴酸鹽，該方法可以實現溴酸鹽的有效分離和檢測。亞硫酸鹽作為增白劑也在食品領域得到廣泛應用，但由于它對人體健康的潛在風險，對其殘留量有嚴格的限制。在檢測亞硫酸鹽時，通常需要先將樣品進行酸處理，然后通過水蒸氣蒸餾，將亞硫酸鹽氧化成硫酸根離子。再利用離子色譜儀檢測出硫酸根離子的含量，并乘以適當的系數來計算亞硫酸鹽的含量。

2.2 離子色譜儀在食品包裝飲用水檢測中的應用

包裝飲用水是指密封在符合食品安全標準和相關規定的包裝容器中，可供人們直接飲用的水。臭氧作為一種低毒性消毒劑，在水處理中被廣泛使用。然而，溴酸鹽是臭氧消毒時可能產生的一種副產物，對人體有潛在的致癌作用。因此，為了保障人們的身體健康，對水質進行有效的檢測是必要的。離子色譜法是檢測溴酸鹽的首選方法，其主要優勢有以下幾個方面。①通過使用AS19陰離子分析柱

（4 mm×250 mm）、ADRS600抑制器和氫氧化鉀淋洗液，可以實現溴酸鹽的高效分離。②在包裝飲用水中，氯離子可以與溴酸鹽在同一次進樣中實現分離，這意味著一次進樣就可以實現同時分離多種離子。③采用離子色譜儀通?？梢栽?0 min左右完成氟化物、氯化物、硝酸鹽氮和硫酸鹽等常規項目的分析。④通過配制標準溶液并選擇合適的濃度，可以制備出用于多個參數的混合使用液。利用這些標準溶液繪制標準曲線，進而對水質樣品進行定量分析。由此可見，采用離子色譜法進行水質檢測不僅方法簡便，而且效率高，其在水質檢測領域起到非常重要的作用[4]。此外，離子色譜儀也適用于陽離子的檢測，如鈉離子、鉀離子、鈣離子等，通過檢測水中不同離子的含量，可以對特殊人群的身體狀況進行有效調節[5]。例如，對鈉含量的檢測對于高血壓患者膳食管理至關重要。

2.3 離子色譜儀在食品營養成分檢測中的應用

離子色譜儀可以用于分析食品中的營養成分，包括維生素、氨基酸、有機酸等。這對于評估食品的營養價值和確保成分標簽的準確性至關重要。

維生素是人體必需的營養素，由于人體不能自行合成或合成量不足，盡管需要量小，但必須通過食物定期攝取。維生素對機體的新陳代謝、生長、發育和健康起著至關重要的作用。對于水溶性維生素B族而言，常用的檢測方法是高效液相色譜法，但傳統的國標方法通常只能檢測一種維生素。相比之下，離子對色譜法可以快速分離水溶性維生素，使得食品工業中的維生素分離和檢測過程變得更加簡便。氨基酸是維持機體運轉的一種非常重要的營養成分。因此，對食品原料和成品中的氨基酸含量進行檢測是非常必要的，這有助于滿足食品工業和消費者的需求。目前常用的檢測方法是高效液相色譜法，但這種方法通常需要進行柱前或柱后的衍生處理，流動相的配制過程復雜，且樣品前處理步驟煩瑣。相比之下，離子色譜儀結合脈沖安培檢測器可以直接測定氨基酸含量，無須進行衍生處理，淋洗液的配制也相對簡單，且這種方法還可以對食品中氨基酸的質量進行準確的

評估[6-7]。有機酸是健康生活中不可或缺的一種營養成分，果實中的有機酸具有增加食欲，促進消化，抑制細菌和促進新陳代謝的作用。有機酸的檢測可以通過離子交換原理或離子排斥原理來實現分離。例如，以氫氧化鉀為淋洗液，在梯度淋洗條件下，配合抑制型電導檢測器，可以同時檢測水果汁中的多種有機酸，如乳酸蘋果酸、檸檬酸等，通常都能得到較好的分離效果[8]。而采用離子排斥原理進行分離，可以有效避免無機陰離子的干擾，對于含有高濃度無機陰離子的樣品，這種方法簡化了前處理步驟。

2.4 離子色譜儀在食品農藥和獸藥殘留檢測中的應用

為了提高農作物的產量，人們會在作物生長期間使用各種有機化學物質和農藥。雖然這些化學物質和農藥在很大程度上能促進農作物的生長，并提高產量，但它們也可能在農作物上留下殘留物，對人體健康構成潛在威脅。離子色譜儀在農藥殘留分析中扮演著重要角色，它主要用于檢測水果、蔬菜、谷物等農產品中的農藥殘留，包括有機磷、有機氯、有機氮等類型的農藥，且適用于大批量樣品的分析[9]。離子色譜儀所需的樣品前處理步驟較少，這有助于簡化操作流程和縮短分析時間，從而在一定程度上提高了實驗室的工作效率。

對食品中的獸藥殘留進行檢測主要針對動物源食品。其身體的可食用部位可能會殘留藥物或藥物的代謝物。人們食用含有獸藥殘留的動物源食品可能會影響身體健康并導致疾病。離子色譜-質譜聯用技術是檢測氨基糖苷類獸藥殘留的有效方法之一。且離子色譜儀在分離極性強、易電離的動物獸殘方面具有明顯優勢，特別是當配備抑制器時，其脫鹽能力可以更好地與質譜兼容。而離子色譜儀在獸藥殘留檢測中廣泛應用，也可為保障食品安全提供更可靠的數據支持。

3 結語

食品安全問題直接關系到人們的身體健康，因此必須對食品安全檢測給予足夠的重視。離子色譜儀作為一種高效、靈敏的分離和分析技術，在食品檢測領域以及化學、生物和環境等領域都有著廣泛的應用前景。未來，隨著儀器性能的不斷提升、聯用技術的發展以及智能化和自動化的實現，離子色譜檢測技術也會變得更加先進，從而提高食品檢測的質量，并為保障人們的食品安全提供堅實的保障。

參考文獻

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作者簡介：佐蒙（1987—），女，黑龍江伊春人，碩士，工程師。研究方向：食品檢驗檢測。