液相色譜技術在預包裝食品安全檢測分析中的應用

摘 要：本文闡述預包裝食品的分類與特點，以及液相色譜技術的基本原理與優勢，探討液相色譜技術在預包裝食品安全檢測分析中應用的主要制約因素，如流動相兼容性不足、色譜峰分辨率不足、分析速度慢等，并從優化流動相配方與條件、改進色譜柱材料與性能、開發高效快速分析方法等方面提出了解決對策，為提高預包裝食品液相色譜檢測效能提供參考。

關鍵詞：液相色譜；預包裝食品；安全檢測；高效分離

Application of Liquid Chromatography in Safety Detection and Analysis of Pre-Packaged Food

ZHANG Jie

（Jinan Food and Drug Inspection and Testing Center， Jinan 250100， China）

Abstract： This paper describes the classification and characteristics of prepackaged food， as well as the basic principles and advantages of liquid chromatography technology， and discusses the main constraints of the application of liquid chromatography technology in the safety detection and analysis of prepackaged food， such as insufficient mobile phase compatibility， insufficient chromatographic peak resolution， slow analysis speed， etc. Some solutions were put forward from the aspects of optimizing mobile phase formulation and conditions， improving column materials and properties， and developing efficient and rapid analytical methods， which provided reference for improving the detection efficiency of pre-packaged food.

Keywords： liquid chromatography; pre packaged food; security testing; efficient separation

近年來頻發的預包裝食品安全事件，引發了社會各界對預包裝食品安全問題的廣泛關注[1]。液相色譜技術作為一種高效、靈敏的分析檢測手段，在預包裝食品安全檢測中發揮著日益重要的作用。本文闡述預包裝食品的分類與特點，以及液相色譜技術的基本原理與優勢，探討液相色譜技術在預包裝食品安全檢測分析中應用的主要制約因素，并提出相應的對策建議，為預包裝食品安全檢測工作提供參考。

1 預包裝食品的分類與特點

預包裝食品是指預先定量包裝或者制作在包裝材料、容器中的食品，包括預先定量包裝以及預先定量制作在包裝材料和容器中并且在一定量限范圍內具有統一的質量或體積標識的食品。根據《預包裝食品標簽通則》（GB 7718—2011）的規定，預包裝食品可以分為定型包裝食品、非定型包裝食品、散裝食品和裹包食品等[2]。其中，定型包裝食品是指按照一定規格要求制作，具有固定形狀和特定包裝的食品，如罐頭、飲料等；非定型包裝食品是指采用非固定形狀包裝，其凈含量以質量或體積表示的食品，如肉制品、熟食等；散裝食品則是指計量銷售的散裝狀態的食品。不同類型的預包裝食品在生產工藝、包裝材料、保質期限等方面都有其特點。以薯片為例，其屬于定型包裝食品，采用擠壓成型、油炸等工藝制作而成，包裝材料多為鋁箔復合膜，具有阻隔性好、保香性強等特點，但保質期相對較短。而真空包裝的臘腸等肉制品則屬于非定型包裝食品，其生產工藝涉及發酵、烘烤、煙熏等多個步驟，包裝材料需要具備良好的阻隔性和抗穿刺性，且真空包裝能夠有效延長產品保質期。預包裝食品的這些特點對于其安全檢測技術的選擇和應用提出了更高的要求。

2 液相色譜技術的基本原理與優勢

液相色譜技術的基本原理是利用待測物質在流動相和固定相之間分配系數的差異，通過多次分配達到分離的目的。在液相色譜分析過程中，進樣器將樣品注入色譜系統，高壓泵將流動相泵入色譜柱，在柱內填料表面與流動相之間，待測組分不斷重復著吸附解吸、分配富集的過程，由于各組分在兩相中的分配系數不同，導致其在色譜柱中的滯留時間不同，從而被分離開來，再由檢測器檢測，定性定量分析。以反相高效液相色譜為例，其固定相通常采用鍵合烷基如C18的硅膠填料，利用疏水作用力實現待測物的分離。流動相則根據待測物的性質選擇甲醇、乙腈等有機溶劑與水的混合物，通過優化體系的極性梯度，改善色譜行為。液相色譜技術相較于其他分析技術，具有適用范圍廣、分離效率高和靈敏度好等優勢[3]。

3 液相色譜技術在預包裝食品安全檢測分析中應用的主要制約因素

3.1 流動相兼容性不足

盡管液相色譜技術在預包裝食品安全檢測分析中表現出良好的應用前景，但其分析效能的發揮仍面臨諸多挑戰。其中，流動相兼容性不足是一個關鍵制約因素。流動相作為液相色譜分離過程的重要組成部分，其選擇與優化對分離效果至關重要。然而，由于不同檢測對象的理化性質差異顯著，對流動相的類型、pH值、離子強度等參數要求不盡相同，導致建立一個通用的流動相體系難度很大[4]。以植物源性食品中農藥殘留檢測為例，由于不同極性農藥殘留分子在固定相上的保留機制不同，為實現分離往往需選擇甲醇-水、乙腈-水等不同體系。但基質中共萃取物質與流動相不兼容時，易產生沉淀，堵塞色譜柱，影響分離效果。類似地，畜禽產品中獸藥殘留檢測也面臨流動相兼容性不足的問題。樣品經提取、凈化等前處理后，仍含有脂肪、蛋白質等基質干擾，選擇合適的流動相組成與洗脫條件以去除這些干擾是一大難題。

3.2 色譜峰分辨率不足

液相色譜分析過程中，色譜峰分辨率不足會直接影響定性定量的準確性，是限制其在預包裝食品檢測領域應用的技術瓶頸之一。尤其是對于結構相似的同系物，如果不能獲得理想的色譜分離度，就難以實現可靠的檢測。以糖精鈉中三氯蔗糖的測定為例，由于其與糖精鈉的化學結構高度相似，在常規C18色譜柱上二者的保留時間非常接近，出峰重疊嚴重，無法實現有效分離。即便采用質譜聯用技術，三氯蔗糖與糖精鈉的分子量相差僅一個氯原子，質譜圖上的離子峰也難以區分。類似地，在豆制品中α-亞麻酸與亞油酸的檢測中也面臨出峰重疊的問題，二者的分子結構僅雙鍵位置不同，導致色譜行為極為相似。針對這些結構相似物質的分離檢測的關鍵在于優選具有高柱效、強分離能力的填料，改善色譜系統的選擇性[5]。例如，采用五氯苯基硅膠鍵合固定相，利用大π電子體系增強與待測物的相互作用力，提高分離度[3]。但受限于填料表面化學鍵合技術，高選擇性固定相的制備成本較高。

3.3 分析速度慢

在當前食品安全形勢日益嚴峻的背景下，液相色譜技術雖然憑借高效分離、靈敏檢測等優勢在預包裝食品檢測領域得到廣泛應用，但其分析速度的限制卻日益凸顯。以植物源性食品中農藥多殘留檢測為例，由于待測農藥種類達數百種，采用常規液相色譜方法進行逐一分析，耗時往往高達數小時甚至數天，難以滿足食品安全應急檢測的時效性要求。類似地，畜禽水產品中獸藥殘留檢測也面臨檢測效率低下的問題，尤其是四環素類、喹諾酮類等禁用藥物。為實現對多組分的同時檢測，液相梯度洗脫時間需數十分鐘，嚴重制約了檢測通量[2]。造成分析速度慢的主要原因在于，為獲得理想的分離度，液相系統往往采用較小的粒徑填料和較長的色譜柱，導致進樣量受限，柱壓較高，洗脫時間延長。此外，為抑制峰展寬，流速通?？刂圃诤辽糠昼娂墑e，進一步限制了分析速度。

4 提高液相色譜技術在預包裝食品安全檢測分析中應用的對策

4.1 優化流動相配方與條件

針對流動相兼容性不足的問題，可從優化流動相配方與選擇條件入手。①在選擇流動相組成時，應綜合考慮待測物的理化性質，如極性、酸堿性、溶解度等，盡可能選用與目標分析物兼容性好的有機溶劑。例如，在茶多酚檢測中，可選用乙腈-水體系構建梯度洗脫，利用乙腈與茶多酚分子的芳香環結構產生的π-π相互作用，減少峰拖尾，改善分離效果。②流動相的pH值與離子強度對柱效也有重要影響。在食品添加劑如苯甲酸、山梨酸等的分析中，可通過向流動相中加入醋酸銨緩沖鹽，并調節pH值至目標物的等電點附近，抑制硅羥基的解離，減少分子間的靜電排斥作用，提高柱效。需要注意的是，過高的緩沖鹽濃度易產生沉淀，應將其濃度控制在20 mmol·L-1以下[2]。此外，在復雜基質樣品的分析中，除優化流動相體系外，樣品前處理提取凈化技術的改進也不可忽視。例如，畜禽肉制品中β-受體激動劑殘留檢測中，采用分子印跡固相萃取柱凈化，利用高度互補的空間結構與官能團，選擇性結合目標物，去除脂肪、蛋白質等干擾基質，進而減輕進樣基質效應，提高目標物與流動相的兼容性。

4.2 改進色譜柱材料與性能

為突破液相色譜檢測中色譜峰分辨率不足的局限，色譜柱材料與性能的改進優化是關鍵所在。近年來，以表面多孔型硅膠為代表的新型填料的開發備受關注。相較于傳統全多孔硅膠，這類填料粒徑分布更窄，比表面積更大，孔徑更均一，有利于提高柱效，改善峰形。例如，在黃酮類化合物的分析中，采用1.8 μm表面多孔硅膠填料，配合酰胺鍵合固定相，利用材料的高比表面積與親水性作用，實現了芹菜素、槲皮素等結構相似異構體的基線分離[3]。粒徑減小雖然有助于提升柱效，但也帶來了柱壓升高的問題。為此，填料表面可進一步鍵合功能基團如季銨鹽，形成雙電荷表面，增加分子間的靜電斥力，改善分離度的同時降低柱壓。在油脂氧化產物如反式脂肪酸、極性醛等結構相近物質的分離中，就采用了這種帶電表面填料，并取得了良好的效果。此外，對于結構特殊的檢測對象，開發專用鍵合相色譜柱是提高選擇性的有效途徑。以茶葉中兒茶素、表沒食子兒茶素等結構相似的兒茶素類化合物為例，常規C18柱很難實現理想的分離效果。通過在硅膠表面鍵合手性環糊精，利用其空腔內疏水性與親水性的協同作用，對兒茶素類異構體實現了高效拆分[1]。

4.3 開發高效快速的分析方法

針對當前液相色譜法在預包裝食品檢測中分析速度慢的問題，開發高效快速的新分析方法成為亟待突破的關鍵。近年來，以超高效液相色譜為代表的快速分離技術的興起，為加快多組分樣品的分離檢測提供了新思路。超高效液相色譜采用粒徑更小的填料，配合耐高壓的色譜系統，在保證分離度的同時大幅縮短了分析時間[1]。例如，在果蔬農藥殘留檢測中，采用UPLC-MS/MS聯用技術，利用小粒徑填料的高柱效，實現了150余種農藥的快速梯度分離，將總分析時間縮短至10 min，顯著提升了分析通量[1]。

為充分發揮超高效液相色譜的高速分離優勢，配套使用高效率的樣品前處理技術也十分必要。以豆制品中黃曲霉毒素檢測為例，采用分散固相萃取凈化，通過將樣品分散于除雜劑中，利用毒素分子與吸附劑表面作用力的差異，實現了快速提取凈化，整個前處理過程僅需10 min[3]。近年來，基于整體柱理論的液相色譜芯片技術也成為快檢領域的研究熱點。色譜芯片采用光刻、蝕刻等微加工技術，在硅、玻璃等基底上構建微米級流路，將進樣、分離、檢測等功能單元高度集成，具有分析速度快、試劑用量少、便攜性強等特點，目前已成功應用于食品添加劑如檸檬黃、日落黃等的快速篩查，且樣品從進樣到檢測僅需1 min，為實現現場快檢提供了新方案。此外，超臨界流體色譜技術憑借其獨特的分離機制，在食品脂溶性營養成分檢測領域也顯示出應用潛力。超臨界流體色譜以超臨界CO2為流動相，無須使用大量有機溶劑，綠色環保，黏度低，傳質阻力小，可實現高流速快速分離[2]。

5 結語

液相色譜技術以其高效分離、靈敏檢測等優勢在預包裝食品安全檢測分析領域發揮著重要作用。但受限于流動相兼容性、色譜分辨率、分析速度等因素，其檢測效能的進一步提升仍面臨諸多挑戰。未來應著力于新型色譜填料、快速分離機制、聯用檢測技術等方面的研究，針對性地開發與不同檢測對象相匹配的分析新方法，全面提升液相色譜在預包裝食品安全檢測中的應用水平，為保障食品安全提供更加有力的技術支撐。

參考文獻

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[3]鄭璇，凌莉，潘素華，等.進口預包裝食品標簽檢驗要點淺析[J].中國食品衛生雜志，2024，36（2）：186-189.

[4]蔣思平，黃彩云，廖愛霞.對預包裝食品標簽應符合的法律法規和相應食品安全標準的探討[J].食品界，2023（12）：128-130.

[5]李湖中，張曉滿，王起赫，等.中國乳及乳制品類預包裝食品營養強化現狀研究[J].中國食品添加劑，2023，34（9）：146-152.

作者簡介：張潔（1989—），女，山東濟寧人，本科，工程師。研究方向：食品檢測。