離子色譜技術在食品有害物質檢測中的應用研究

摘 要：離子色譜技術具有靈敏度高、分析速度快、選擇性好、重現性強等優點，可準確檢測食品中的重金屬離子、農藥殘留、非法添加劑、防腐劑等多種有害物質，能夠為食品安全檢測提供可靠的技術手段。基于此，本文簡要介紹離子色譜技術的原理及特點，重點闡述其在乳制品、水產品、果蔬制品和肉制品等不同類型食品有害物質檢測中的應用情況，為食品安全檢測工作的開展提供借鑒。

關鍵詞：離子色譜技術；食品安全；有害物質檢測

Study on the Application of Ion Chromatography in the Detection of Harmful Substances in Food

CHEN Jiexin

（Pingdu Center for Disease Control and Prevention， Qingdao 266700， China）

Abstract： Ion chromatography has the advantages of high sensitivity， fast analysis speed， good selectivity and strong reproducibility. It can accurately detect heavy metal ions， pesticide residues， illegal additives， preservatives and other harmful substances in food， and can provide reliable technical means for food safety detection. Based on this， this paper briefly introduces the principle and characteristics of ion chromatography， and focuses on its application in the detection of harmful substances in different types of food such as dairy products， aquatic products， fruit and vegetable products and meat products， so as to provide reference for the development of food safety detection.

Keywords： ion chromatography; food safety; hazardous substance detection

食品安全一直是關系到民生福祉和經濟發展的重大問題。隨著生活水平的提高，人們對食品安全的要求越來越高。然而，在食品生產、加工、包裝、運輸和貯存的各個環節，都有可能引入有害物質，對人體健康造成危害。為了保障食品安全，必須對食品中的有害物質進行嚴格檢測和控制。傳統的檢測方法如滴定法、比色法等，操作煩瑣、靈敏度低、易受干擾，已不能滿足現代食品安全檢測的要求。離子色譜技術具有快速、靈敏、準確、重現性好等優點，在食品有害物質檢測中的應用越來越廣泛。本文簡要介紹離子色譜技術的原理及特點，綜述其在乳制品、水產品、果蔬制品和肉制品等不同食品有害物質檢測中的應用情況，以期為食品安全檢測工作的開展提供參考。

1 離子色譜技術的原理及特點

1.1 原理

離子色譜技術的原理是基于離子交換樹脂上可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子之間進行的可逆交換以及分析物溶質對交換劑親和力的差別而被分離[1]。具體而言，待測樣品溶液在高壓泵的驅動下，隨流動相（淋洗液）進入色譜柱。色譜柱內填充著帶電荷的固定相基質，如陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂。樣品離子與固定相上的異性電荷相互吸引，而同性電荷則相互排斥。這種相互作用導致不同離子在色譜柱中的滯留時間也不同，從而實現離子的分離。隨著流動相的不斷淋洗，離子逐步從固定相上被洗脫下來。流出色譜柱的離子進入電導檢測器，根據離子的電導率差異轉換為相應的電信號，再經放大、記錄和處理，即可得到離子的定性定量分析結果。離子色譜技術通過利用離子與固定相之間的相互作用以及電導檢測器的靈敏檢測能力，實現了對復雜樣品中微量離子組分的高效分離和定量分析。

1.2 特點

離子色譜技術具有一系列突出的特點，使其在食品檢測領域得到了廣泛應用。①靈敏度高。采用高靈敏度的檢測器，如電導檢測器或熒光檢測器等，能夠在極低濃度下檢測到離子。直接進樣的靈敏度可達微克級別，如果采用濃縮柱進行富集，靈敏度可以進一步提高到納克級別[2]。②分析速度快。通過優化色譜柱和淋洗條件，采用離子色譜技術能夠快速地分離和洗脫樣品組分，單次進樣分析時間一般在10～30 min，大幅縮短檢測周期。③選擇性好。離子交換色譜柱對目標離子具有專一的選擇性截留能力，能有效地排除其他干擾離子的影響，準確測定出樣品中目標離子的含量[3]。④多組分同時測定。離子色譜儀具有多組分同時測定的能力，一次進樣可以同時分析多種離子化合物。需要注意的是，對于樣品成分之間濃度差太大的樣品，多組分同時測定可能會受到一定的限制。

2 離子色譜技術在不同食品有害物質檢測中的應用

2.1 乳制品

乳制品是人們日常飲食的重要組成部分，其安全性和品質備受關注。在生產加工過程中，乳制品可能引入多種有害物質，如山梨酸、苯甲酸等防腐劑，次氯酸鈉、過氧乙酸等殺菌消毒劑，鉛、汞、砷等重金屬污染物，磺胺類、喹諾酮類等獸藥，以及三聚氰胺等非法添加物，這些物質都會對消費者健康造成威脅。利用離子色譜技術可以有效檢測乳制品中的這些陰陽離子型有害物質。例如，印杰等[4]建立一種使用離子色譜技術測定乳制品中的亞硝酸鹽和硝酸鹽的方法，即乳制品試樣經水溶解后使用亞鐵氰化鉀和硫酸鋅溶液沉淀其中的蛋白質，上清液經過C18柱、銀柱、鈉柱凈化后，采用離子色譜-電導檢測器進行測定，使用外標法定量。結果表明，亞硝酸鹽和硝酸鹽含量分別在0.01～0.20 μg·mL-1和0.1～

2.0 μg·mL-1與峰面積線性關系良好，定量限分別為0.2、0.4 mg·kg-1，加標回收率為92.5%～102.0%，相對標準偏差為1.5%～6.6%。該方法操作簡單、結果準確、重復性好，適用于乳制品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測定。王云霞等[5]采用乙腈沉淀乳粉和牛乳中的蛋白質后，移取上清液經過微孔濾膜過濾、LC-C18 SPE柱提純去除干擾的有機物質后，濾液經離子色譜檢測儀檢測分析，從而得到樣品中硫氰酸根離子含量。淋洗液經過優化后選用1.7 mmol·L-1碳酸氫鈉+1.8 mmol·L-1碳酸鈉+10%丙酮水溶液進行洗脫，抑制劑使用0.2%硫酸進行抑制器活化再生。該方法的硫氰酸根離子定量檢出限為2.0 mg·kg-1，標準曲線的線性相關系數在0.99以上，檢測范圍為0.1～

20.0 mg·kg-1（mg·L-1），回收率在93%～97%，相對標準偏差在0.8%～1.34%。該方法操作簡便、結果準確、重復性良好、檢測限低，適用于乳制品中硫氰酸根離子的檢測。帕提曼·卡吾力等[6]建立了離子色譜法測定牛奶中硫氰酸根離子的方法，結果表明該方法結果準確、重復性良好，適用于牛奶中硫氰酸根的快速測定。

2.2 水產品

水產品是人們飲食中重要的組成部分，其富含優質蛋白、多不飽和脂肪酸、礦物質和維生素等營養物質。但由于環境污染和養殖管理不當，水產品中可能殘留多種有害物質，如汞、砷、鎘、鉛等重金屬污染物，有機氯、有機磷等農藥，河豚毒素、貝類毒素等微生物代謝毒素，硼砂、過氧化氫等食品添加劑，以及孔雀石綠、硝基呋喃類等獸藥。利用離子色譜技術可以快速、準確地檢測這些有害物質。例如，陳帥等[7]建立了一種同時測定水產品中二甲胺、三甲胺以及氧化三甲胺的非抑制性離子色譜方法。該方法具有快速、準確、靈敏度高、精密度好等優點，適用于海產品及其制品中3種物質的測定。孫永等[8]建立抑制性電導檢測-離子色譜法快速測定水產品中常見的幾種生物胺，該方法測定的生物胺的線性范圍為0.02～10.0 mg，檢出限在0.5 mg·kg-1以下，加標回收率在85.2%～106.9%。該方法前處理簡單快捷，結果靈敏、準確，適用于水產品中常見生物胺的快速檢測。

2.3 果蔬制品

果蔬制品富含維生素、膳食纖維、礦物質等，具有營養價值高、易消化吸收等特點。但在種植和加工過程中，可能引入多種有害物質，如有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯等殺蟲劑，三唑類、甲霜腈、多菌靈等殺菌劑，鉛、汞、砷、鎘等重金屬污染物，硝酸鹽、亞硝酸鹽等氮肥，二氧化硫等漂白劑和防腐劑，以及罐頭類果蔬制品中的錫、鉛等重金屬溶出物。離子色譜技術憑借高效分離和靈敏檢測的特點，被廣泛應用于果蔬制品有害物質分析。例如，陳先森等[9]建立同時測定蔬菜罐頭中NO2-、NO3-、SO32-及SO42-4種陰離子的離子色譜法，結果表明4種陰離子線性關系良好，相關系數均在0.999 2～

0.999 7，檢出限為0.05～0.10 mg·kg-1（S/N=3），加標回收率為91.3%～105.0%。結果表明該方法適用于蔬菜罐頭樣品定量分析。呂偉超等[10]采用離子色譜法對腌制酸菜、酸乳瓜及榨菜中的NO2-及其他5種陰離子進行測定，結果顯示，樣品中NO2-的最高檢出量為5.65 mg·kg-1，未超過《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）規定的限值，測定結果的相對標準偏差為4.65%，加標回收率為92.3%～96.4%。宋衛得等[11]建立了梯度淋洗-電導抑制-離子色譜法測定果汁中20種有機胺、生物胺和陽離子的方法，通過對流速、色譜柱溫度、pH值等因素的考察，探索出了適合20種組分測定的多級梯度淋洗條件。結果表明，當流速為0.25 mL·min-1、pH值為3.5～4.5、柱溫為40 ℃時，20種組分在0.05～2.00 mg·L-1濃度范圍內具有良好的線性關系，檢出限為0.000 6～0.050 3 mg·L-1，回收率為78.4%～108.9%，相對標準偏差為2.1%～7.3%。該方法適用于果汁中20種有機胺、生物胺和陽離子的分析測定。

2.4 肉制品

肉制品是人們日常飲食的主要動物性食品來源。肉制品中常見的有害物質有硝酸鹽/亞硝酸鹽等添加劑，β-內酰胺類、四環素類等抗生素，瘦肉精等β-受體激動劑，鉛、汞等重金屬。利用離子色譜技術可靈敏、快速、準確地檢測肉制品中這些離子型物質。例如，李營等[12]建立了離子色譜法和分光光度法測定鹵肉制品中亞硝酸鹽的分析方法，結果表明，離子色譜法與分光光度法對亞硝酸鹽含量的測定結果無明顯差異，兩種方法均可用于鹵肉制品中亞硝酸鹽的測定。顏琪[13]建立了離子色譜法快速定量肉制品中亞硝酸鹽含量的分析方法。該方法以1.2 mmol·L-1 Na2CO3-1.8 mmol·L-1 NaHCO3為淋洗液，分析柱為Dionex AS14，檢測器為化學抑制型電導檢測器，檢出限為0.04 mg·L-1，加標回收率為96.8%～99.4%。該方法操作簡便、快速，可用于肉制品中亞硝酸鹽含量的測定。

3 結語

離子色譜技術憑借靈敏度高、分析速度快、選擇性好和多組分同時測定等優點，在食品安全檢測領域發揮著重要作用，尤其是在乳制品、水產品、果蔬制品和肉制品等多種食品的有害物質檢測方面。未來，隨著檢測技術的不斷進步和食品安全標準的日益嚴格，離子色譜技術將向著靈敏度更高、檢測速度更快、抗干擾能力更強的方向發展，并有望與其他先進分析技術實現聯用，為保障食品安全提供更可靠的技術支撐。

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