氣相色譜法在農產品檢測中的應用

摘 要：本文綜述了氣相色譜法在農產品檢測中的應用。通過詳細介紹氣相色譜法的原理和特點，重點闡述該方法在農藥殘留、獸藥殘留、營養成分分析等方面的應用，分析氣相色譜法在農產品檢測中存在的問題，并對其未來發展趨勢進行展望。

關鍵詞：氣相色譜法；農產品檢測；應用；發展趨勢

Application of Gas Chromatography in Agricultural Products Testing

XIE Wanru， YUAN Dian， ZUO Yu

（Mianxian Agricultural Products Quality Safety Monitoring and Inspection Center， Mianxian 724200， China）

Abstract： This paper reviews the application of gas chromatography in the detection of agricultural products. This paper introduces the principle and characteristics of gas chromatography in detail， focuses on the application of this method in pesticide residues， veterinary drug residues， nutrition analysis and other aspects， analyzes the problems existing in the detection of agricultural products by gas chromatography， and looks forward to its future development trend.

Keywords： gas chromatography; agricultural product detection; application; development trend

農產品是人類生活的重要物質基礎，其質量安全直接關系到人們的身體健康和生命安全。隨著人們生活水平的提升，消費者對農產品質量的要求也越來越高。為了確保農產品的質量安全，需要采用先進的檢測技術對農產品中的各種有毒有害物質和營養成分進行準確檢測。氣相色譜法作為一種重要的分析檢測技術，在農產品檢測中得到了廣泛應用。本文將對氣相色譜法在農產品檢測中的應用進行綜述，以期為農產品質量安全檢測提供參考。

1 氣相色譜法概述

1.1 原理

氣相色譜法是一種以氣體為流動相的色譜分析方法。樣品在氣化室中被氣化后，由載氣帶入色譜柱中進行分離。不同的組分在色譜柱中的保留時間不同，從而實現分離。分離后的組分依次進入檢測器，檢測器將組分的濃度或質量信號轉換為電信號，經放大器放大后，由記錄儀記錄下來，得到色譜圖。根據色譜圖中各組分的保留時間和峰面積，可以對樣品中的各組分進行定性和定量分析[1]。

1.2 特點

①分離效率高。氣相色譜法能夠有效分離復雜混合物中的各種組分，分離效率高。②分析速度快。一般情況下，一次分析可在幾分鐘至幾十分鐘內完成。③靈敏度高。可檢測出微量組分，檢測限低。④選擇性好。可通過選擇不同的色譜柱和檢測器，實現對特定組分的選擇性檢測。⑤應用范圍廣。可分析氣體、液體和固體樣品中的各種組分[2]。

2 氣相色譜法在農產品檢測中的應用

2.1 農藥殘留檢測

2.1.1 有機氯農藥殘留檢測

有機氯農藥是一類具有高毒性、高殘留性的農藥，曾經在農業生產中被廣泛使用。由于其降解半衰期較長，降解速度慢，在人體內難分解，對環境和人體健康的危害較大，目前部分有機氯類農藥已被列入國家禁限用農藥名錄。氣相色譜法可以檢測出農產品中的有機氯農藥殘留，如六六六、滴滴涕、三氯殺螨醇等。常用的檢測器有電子捕獲檢測器（Electron Capture Detector，ECD），其對有機氯農藥具有很高的靈敏度和選擇性[3]。

2.1.2 有機磷農藥殘留檢測

有機磷農藥也是目前農業生產中使用最廣泛的農藥之一，其毒性較大，但降解速度相較有機氯類農藥快，殘留時間相對較短。氣相色譜法可以檢測出農產品中的有機磷農藥殘留，如敵敵畏、樂果、甲胺磷等。常用的檢測器有火焰光度檢測器，其對含磷化合物具有較高的靈敏度和選擇性[4]。

2.1.3 擬除蟲菊酯農藥殘留檢測

擬除蟲菊酯農藥是一類新型農藥，具有高效、低毒、低殘留等特點。氣相色譜法可以檢測出農產品中的擬除蟲菊酯農藥殘留，如氯氰菊酯、溴氰菊酯、氰戊菊酯等。常用的檢測器有電子捕獲檢測器和火焰光度檢測器[5]。

2.2 獸藥殘留檢測

2.2.1 抗生素殘留檢測

抗生素在畜牧業生產中用于預防和治療動物疾病，但過量使用會導致抗生素殘留。氣相色譜法可以檢測出農產品中的抗生素殘留，如青霉素、四環素、氯霉素等。常用的檢測器有電子捕獲檢測器和火焰離子化檢測器。

2.2.2 激素殘留檢測

激素在畜牧業生產中用于促進動物生長，但過量使用會對人體健康造成危害。氣相色譜法可以檢測出農產品中的激素殘留，如雌激素、孕激素、睪酮等。常用的檢測器有電子捕獲檢測器和質譜檢測器。

2.2.3 磺胺類藥物殘留檢測

磺胺類藥物在畜牧業生產中用于預防和治療動物疾病，但過量使用會導致磺胺類藥物殘留。氣相色譜法可以檢測出農產品中的磺胺類藥物殘留，如磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑等。常用的檢測器有電子捕獲檢測器和火焰離子化檢測器[6]。

2.3 營養成分分析

2.3.1 脂肪酸分析

氣相色譜法可用于分析不同生長階段農產品的脂肪酸組成，如飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸等，有助于確定最佳的收獲時間，以保證農產品的品質和產量。研究發現，在花生生長后期，其脂肪酸含量會逐漸穩定，此時收獲可獲得較高品質的花生和花生油。常用的檢測器有火焰離子化檢測器[7]。

2.3.2 糖類分析

氣相色譜法可用于分析農產品中的糖類含量，如谷物中的淀粉、水果中的糖分等，從而評估農產品的品質和營養價值，為農業生產和農產品加工提供指導。氫火焰離子化檢測器對大多數糖類衍生物具有良好的響應值，是糖類分析中常用的檢測器。

2.3.3 氨基酸分析

氣相色譜法可用于檢測農產品中的游離氨基酸含量，評估其營養價值和品質，如肉類、乳品及谷物等。對于農產品的加工、儲存和質量控制具有重要意義。氫火焰離子化檢測器是氨基酸分析中最常用的檢測器，具有靈敏度高、線性范圍寬等優點。

3 氣相色譜法在農產品檢測中存在的問題

3.1 樣品前處理復雜且易引入誤差

農產品基質復雜，包含蛋白質、脂肪、糖類及維生素等多種成分，在進行氣相色譜檢測前，需要對樣品進行粉碎勻漿、提取、凈化等前處理步驟，使待測成分析出，從而去除復雜基質的干擾，提高檢測結果的準確性[8]。此外，不同的農產品基質可能需要采用不同的前處理方法，缺乏通用性的前處理技術增加了檢測的復雜性和難度。

3.2 色譜柱及儀器設備限制

3.2.1 色譜柱方面

氣相色譜柱的性能對分離效果起著關鍵作用。一些特殊的農產品分析物可能需要特定類型的色譜柱才能實現良好的分離，但專用色譜柱價格昂貴，且使用壽命有限。同時，色譜柱在使用過程中容易受到污染，如樣品中的雜質殘留、高沸點化合物的吸附等，導致柱效下降，分離效果變差，需頻繁更換色譜柱，增加了檢測成本[9]。

3.2.2 儀器設備方面

氣相色譜儀的檢測器種類繁多，如火焰光度檢測器等，每種檢測器都有其特定的檢測對象和局限性。對于復雜的農產品檢測，可能需要多種檢測器聯合使用才能滿足檢測需求，這不僅增加了儀器購置成本，還要求操作人員具備更高的儀器操作技能。

3.3 樣品分析過程存在一定局限性

3.3.1 定性分析

氣相色譜法主要依據保留時間的差異對化合物進行定性。但在農產品檢測中，可能存在多種化合物具有相似的保留時間，尤其是同分異構體等情況，如δ-666、五氯硝基苯在100%聚二甲基硅氧烷色譜柱中保留時間十分接近，容易造成誤判，僅依靠保留時間定性存在誤判風險。

3.3.2 定量分析

在定量分析方面，氣相色譜法常用的外標法和內標法都存在一定局限性。外標法對操作條件要求較為嚴格，進樣量的準確性對定量結果影響較大，而在實際檢測中，難以保證每次進樣量完全一致。內標法雖然可以在一定程度上克服進樣量的影響，但內標物的選擇較為困難，需要與目標分析物性質相似且在樣品中不存在，否則會影響定量的準確性。此外，農產品中目標分析物的含量通常較低，在低濃度下儀器的響應可能會出現非線性，也會給定量分析帶來誤差[10]。

4 氣相色譜法在農產品檢測中的發展趨勢

4.1 儀器設備的微型化與便攜化

傳統的氣相色譜儀體積較大、重量較重，且需要較為穩定的實驗環境，限制了其在現場檢測和快速篩查方面的應用。未來，氣相色譜儀將朝著微型化、便攜化方向發展。例如，研發微型氣相色譜芯片，其體積小、功耗低，可以集成到便攜式檢測設備中。這使得檢測人員能夠在農產品生產基地、農貿市場等現場快速采集樣品并進行檢測，及時發現問題，大大縮短了檢測周期，提高了監管效率。

4.2 高效快速的樣品前處理技術

農產品成分復雜，樣品前處理一直是氣相色譜檢測中的關鍵環節。新型的樣品前處理技術不斷涌現并將得到廣泛應用。例如，QuEChERS技術將進一步優化和完善，其操作簡便、快速、溶劑用量少，能有效去除農產品中的雜質干擾，提高目標物的提取效率。此外，固相微萃取（Solid-Phase Microextraction，SPME）技術也會持續發展，開發出更多具有高選擇性和高靈敏度的萃取涂層，能夠更精準地富集目標分析物，減少前處理時間和成本，并提高檢測的準確性和重現性。

4.3 聯用技術的深入拓展

氣相色譜與其他分析技術的聯用是提高檢測能力的重要途徑。氣相色譜-質譜聯用技術在農產品檢測中發揮了重要作用，但未來其聯用技術將更加深入和多樣化。①高分辨質譜如氣相色譜-飛行時間質譜和氣相色譜-傅里葉變換離子回旋共振質譜的應用逐漸增多，能夠提供更精確的化合物結構信息，對于復雜農產品樣品中未知污染物的篩查和鑒定具有極大優勢。②氣相色譜與其他光譜技術的聯用，如氣相色譜-紅外光譜聯用可以從不同角度對分析物進行表征，進一步提高定性定量分析的可靠性[11]。

4.4 智能化與自動化

隨著人工智能和自動化技術的飛速發展，氣相色譜法在農產品檢測中的智能化和自動化程度將不斷提高。儀器設備將具備自我診斷、自動優化檢測條件、智能數據處理等功能。例如，通過機器學習算法，儀器能夠根據樣品的性質自動選擇合適的色譜柱、檢測器以及分析方法，并對檢測數據進行實時分析和判斷，減少人為誤差，提高檢測效率和準確性。

5 結語

氣相色譜法作為保障農產品質量安全的分析檢測技術，具有較為廣泛的應用前景。未來，氣相色譜法會在檢測的準確性、靈敏度和效率等方面不斷提升，充分發揮其在農產品檢測中的作用，保障消費者的健康和農業產業的可持續發展，推動農產品檢測技術邁向新的階段。

參考文獻

[1]王曉磊，王樂樂.氣相色譜法在農產品農藥殘留檢驗檢測中的應用分析[J].中國食品工業，2024（2）：62-64.

[2]王琳.氣相色譜法在農產品檢驗檢測中的應用[J].農技服務，2017，34（21）：167.

[3]王裔耿，普秋榕，陳宏仙，等.氣相色譜法測定農產品中8種有機氯農藥的殘留[J].云南大學學報（自然科學版），2015，37（5）：750-757.

[4]李峰，隋香菊.氣相色譜法測定農產品中有機磷類農藥殘留實驗中出現問題的分析與研究[J].農藥科學與管理，2024，45（2）：29-34.

[5]李翔，黃陽成，翁春英，等.氣相色譜法單塔雙柱雙檢測器測定農產品中有機氯與擬除蟲菊酯類農藥殘留應用探索[J].農業資源與環境學報，2013，30（6）：109-112.

[6]王玉芹，黃桂原，李晴，等.磺胺嘧啶中殘留溶劑甲醇、乙醇、DMF氣相色譜檢測方法的建立和驗證[J].廣東化工，2018，45（23）：85-86.

[7]趙磊，丁雪，孫艷杰，等.柱前衍生-氣相色譜法測定沙棘中脂肪酸的含量[J].特產研究，2024，46（4）：116-127.

[8]薛莉，李霖，吳杰.氣相色譜法測定不同產地艾葉揮發油成分含量[J].農產品加工，2024（12）：67-69.

[9]高翠平.氣相色譜法在農殘檢測中的應用[J].農業技術與裝備，2023（3）：93-94.

[10]張煒.氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用[J].食品界，2024（9）：129-131.

[11]楊恒一，高璇.氣相色譜法在農產品檢測中的應用現狀與發展對策[J].農業工程技術，2024，44（12）：32-33.