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色谱技术在食品安全检测中的应用
摘 要：食品安全问题已经成为社会关注的热点,因此,食品安全检测越来越得到重视.本文介绍了色谱技术的原理以及分类,重点从营养成分的检测、天然成分的检测、食品添加荆的检测和食品污染物的检测这四方面,对色谱及联机技术在食品安全检测中的应用进行分析,并对其发展趋势进行探讨.
关键词：色谱技术：食品安全：碳水化合物
1前言
随着我国经济持续高速发展,人们的生活质量越来越高,在基本解决食物供应问题的同时,食品安全问题也越来越引起社会的关注.而近几年却频频出现如粉事件、事件、苏丹红、吊白块等严重影响人民身体健康的食品安全问题.色谱技术迅速发展,使得各种色谱技术作用在这样的形势下得到充分的发挥.
2色谱技术的原理
色谱技术就是利用混合物各组分物质在流动相和固定相中溶解度和吸附能力的差异性,当物质在两相之间反复多次进行分配,使得原本微小的差异放大,最终导致其迁移速度产生较大差异,从而达到分离效果的一种技术.色谱技术的种类很多,分类依据也有很多种.按照流动相的状态,色谱可以分为液相色谱、气相色谱和超临界液体色谱.由于色谱技术具有检测灵敏度高、分离效能高、选择性高、方便快捷、应用范围广等特点和优势,而且随着色谱技术发展和完善,色谱技术在食品安全检测中得到了广泛的应用.
3色谱技术在食品安全检测中的应用
3.1 在食品营养成分检测中的应用
3 .1.1食品中碳水化合物的检测
食品中碳水化合物的测定,主要是检测其糖分含量,传统的化学法只能测定食品中的总合糖量,不能检测其组分和各组分的含量,而色谱技术具有很高的灵敏度,还能同时检测出各种糖类.国际上已经将HPLC作为酒精糖分含量测定的仲裁法.林婧烨等人采用高效液相色谱一蒸发光散射分别分离测定新鲜龙眼果和龙眼干中水溶性单糖和寡糖组分的种类和含量.白娣斯等人利用气相色谱法比较了糖腈衍生化和糖醇衍生化两种分析多糖组分的方法,结果表明糖腈衍生化法测定的每一种单糖都能得到单一的色谱峰,而且其衍生物制备简便,试剂易得.高新蕾‘剐利用HPLC检测奶粉中的乳糖、葡萄糖、蔗糖,其相关系数达0.999 9以上,回收率为100.2%～101.4%,相对标准偏差小于0.6%.
3.1.2食品中蛋白质或氨基酸的检测
柱前衍生化高效液相色谱技术由于其高灵活,而且易于推广,已经逐渐取代传统的茚三酮氨基酸检测法,该技术不仅能检测出游离氨基酸,并能将其分离.魏聪等采用柱前衍生超高效液相色谱法进行黄秋葵种子及种皮中游离氨基酸含量的检测,得知其氨基酸主要以亮氨酸、缬氨酸、谷氨酸和天冬氨酸为主.高向阳等通过柱前衍生一反相高效液相色谱法测定贼小豆中氨基酸种类和含量,得到其氨基酸含量顺序表,该方法简便快捷、准确高效.
3.1.3食品中脂肪酸的检测
利用色谱技术对脂肪酸进行检测,主要是测定其含量.李国琛等将从蛋黄中提取的多种磷脂通过HPLC预先分离,收集各组分后分别进行基质辅助激光解析串联飞行时间质谱分析得到比较清晰的质谱图.盛灵慧等建立了气相色谱与质谱联用的方法对食用植物油中的硬脂酸、油酸、亚油酸等10种目标脂肪酸进行了检测,结果显示该方法可用于油品的质量检测和日常分析.
3.1.4食品中维生素的检测
高效液相色谱法与先提取后检测的传统技术比较,不仅简化检测过程,提高检测的效率和准确性,还具有抗干扰的优势,省时又省力.因此,目前主要使用高效液相色谱技术对食品中的维生素进行检验.谢云峰等采用固相萃取与双梯度高效液相色谱联用技术同时对猪肝、鸡蛋和配方奶粉进行维生素A、E的测定,并建立了动物源食品中维生素A、E的高效液相色谱检测法.缪璐等建立高效液相色谱一串联质谱测定婴幼儿配方食品中儿种水溶性维生素的同步测定方法,可对较宽浓度范围内的多种维生素进行同步分析,有助于提高分析效率、降低成本.
3.2在食品天然成分检测中的应用
在天然成分检测中的应用主要分为两个方面,一个是食物中本身含有的天然功效成分,如多糖类、苷类、黄酮类、植物甾醇类、特异性成分,另一个就是食物本身具有的天然毒素如河豚毒素、细胞凝集素、生物碱、氰苷／皂苷、毒蛋白.目前,其检测方法以高效液相色谱法为主导,徐皓建立了同时测定元胡药材中5种生物碱含量的HPLC法,并对不同产地的元胡药材进行测定,其结果可建立元胡药材的产地溯源系统.严忠雍等建立了海洋生物中河豚毒素的免疫亲和柱净化．液相色谱．串联质谱分析方法,该方法的相关系数大于0.997,定量限为0.3μg/kg,回收率为88.7% -102.3%,相对标准偏差为2.0%～6.4%.
3.3在食品添加剂检测中的应用
3.3.1食品中甜味剂的检测
甜味剂根据营养价值可以分为营养型甜味剂和非营养型甜味剂.糖精钠、甜蜜素等都属于人工合成的非营养型甜味剂.人工合成甜味剂由于低廉,因此,应用非常广泛,但是过量使用则会对人体的健康造成危害.利用色谱技术,能够实现对果冻、果脯等食品中甜味剂的测定.检测方法以反相高效液相色谱-UVD法为主.张晖等采用高效液相色谱一紫外可见检测法同时测定食品中3种人工合成甜味剂阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜的含量,3种甜味剂的相关系数在0.9991 -0.9996,检出限在10-5～l0_4g/L,加标回收率为95.3%～104.6%,相对标准偏差为1.3%～3.8%.
3.3.2食品中防腐剂的检测
利用高效液相色谱技术对食品中的防腐剂进行检测不仅操作方便简单,反应灵敏快捷,而且检测的准确性非常高.其中的反相高效液相色谱技术能对食品中的苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸等进行检测.赵贞等建立了乳制品中的2种甜味剂和3种防腐剂的高效液相色谱分析方法,利用C18反相色谱柱使其在30 min内完全分离.相关系数均大于0.9980,线形范围为1～100 mg/kg,回收率为80.0% -107.7%.
3.3.3食品中色素的检测
食品中添加的色素主要分为天然色素和人工合成色素,人工合成色素由于具有慢性毒性或致癌性,对人体存在非常大的危害,各国已经逐渐限制人工色素的使用.通过高效液相色谱分析技术能够对各种食品中人工合成色素进行检测.刘丽等建立了一种同时测定豆制品和肉制品中7种合成色素的QuEChERS-HPLC法,相关系数在0.997 l～0.999 9,样品加标回收率为83.01% -108.84%,相对标准偏差为4.53%～15.23%,方法的检出限在0.1～0.3 mg/L,定量限在0.3～0.4 mg/kg.
3.4在食品污染物中检测中的应用
3.4.1食品中农药残留的检测
农药在保证农业生产和粮食安全方面有很重要的作用,但是其残留在食物中对人体健康造成很大的危害,即便含量极低.因此,农药残留的检测方法要求其灵敏度高、检出限低.其检测过程一般是先萃取、后净化,最后就可以选择合适的检测方法进行检测.最常用的色谱检测技术是气相色谱,目前80%的农药残留检测采用GC,多种农药可以一次进样、完全分离、定性和定量测定,而沸点太高不易气化或热稳定性差的农药残留不能采用气相色谱法就采用液相色谱法进行检测.卢亚玲等采用固相萃取·毛细管气质联用法,可同时检测果蔬中36种农药残留,检出限(3S/N)均不高于15 μg/kg.徐娟等采用超高效液相色谱一电喷雾电离串联质谱在15 min内同时定性定量检测了果蔬中有机磷、氨基甲酸酯及其代谢物、磺酰脲类、酰胺类、吡啶类、苯氧羧酸类等230种农药残留,该方法引入了新的MRM监测模式,定量下限可达到1.0μg/kg.
3.4.2食品中兽药残留的检测
兽药残留分析与农药残留一样属于痕量分析范畴,具有如下特点：①残留物质的含量低,且其含量波动范围大(μg/kg～mg/kg)；②样品基质复杂,干扰物质多；③不仅要求检测出原型化合物,还要检测代谢物,因此,其检测方法要求具有分离能力高、线性范围宽、灵敏度高、特异性强、准确度高等特点.
兽药残留的检测其实与农药残留相差不大,主要差别是有些药物及其代谢产物需要经过衍生化才能满足测定要求,所以在净化后、检测前需要进行衍生化.而目前最常用、应用最广泛的检测方法是色谱一质谱联用技术,如HPLC-MS和GC-MS.封家旺等成功建立饲料中6种氟喹诺酮类(QNs)兽药残留量的超高效液相色谱．串联质谱(UPLC-MSIMS)检测方法.该法在前处理过程中未使用固相萃取小柱,在快速检测的同时降低成本.程慧则针对食品中的氯霉素类、4种硝基呋喃类和四环素类抗生素建立了LC-MS-MS分析方法,其定量限均在μg级.Sajid等采用Zorbax-C18固相萃取柱对蜂蜜中的15种磺胺类药物残留进行了富集提取,并结合高效液相荧光进行分析检测.
3.4.3食品中环境污染物的检测
食品中的环境污染物主要分为无机污染物如重金属和有机污染物,如二嗯英、多氯联苯.目前,重金属主要采用光谱法进行检测.而像二嗯英、多氯联苯等有机污染物的检测,由于其含量本身就很少,而且在样品中还存在多种高浓度的干扰物,因此,进行分析需要达到高灵敏度和低检测限、高选择性、高特异性、高准确性和高精密度等要求.而高分辨气相色谱与高分辨质谱连用技术就能全部满足这些要求.目前,国际上二嗯英的分析方法就是采用这种方法.丁罡斗等利用气相色谱．离子阱二级质谱对照高分辨质谱对食品中二嗯英类多氯联苯进行测定,确定了气相色谱．离子阱二级质谱在分析食品中12种二嘿英类多氯联苯残留的定性参数,优化了质谱条件,并研究了两者之间的准确度差异.丁罡斗等‘231还建立了气相色谱一离子阱二级质谱(GC-MSIMS)测定牛奶中12种二恶英类多氯联苯残留的分析方法.相关系数高达0.999 9以上,检出限为3～11 pg/g.张建清等利用HRGC／HRMS和同位素稀释定量技术对食品中17种二嗯英和共平面多氯联苯进行定量检测,检出限达pg级.
3.4.4食品加工和储藏过程中产生的毒素的检测
在加工过程中一些食品中的某些成分会发生化学变化,产生对人体有害的物质.如肉制品经高温加工会产生多环芳烃、杂环胺等,淀粉制品在油炸时会产生丙烯酰胺.食品储存不当,会引起真菌生长,造成食品的腐败变质,同时,有些霉菌产生毒素,有较强的毒性和耐热性,对食品的安全性构成极大的威胁.采用色谱和色谱一质谱联用的方法是目前分析这类物质最有效的方法.像多环芳烃以GC-MS为主要检测手段,杂环胺主要就是采用HPLC和LC-MS等方法进行检测.而国标规定了以气相色谱．质谱法作为丙烯酰胺的检测标准,但是因为气相色谱需要进行衍生化,所以现在很多都采用LC-MS/MS并有逐步取代GC-MS的趋势.许婷等利用同位素稀释气相色谱．三重四极杆串联质谱可测定食用油中18种多环芳烃,检出限为0.03～0.27μg/kg,定量限为0.10～0.89μg/kgo Martin_Calero采用HPLC-FLD可分析肉制品中6种HAs,检出限低至0.3～75 ng/L,回收率为68.5% -118%.徐艳群等利用免疫亲和柱净化．大体积流通池,无须衍生也可利用HPLC法对食品中6种黄曲霉毒素进行检测.
3.4.5食品掺伪和违禁添加剂的检测
食品掺伪和违禁添加物的检测是由于近几年出现的严重食品安全问题都是关于掺假或者添加违禁添加物.如关于三聚氰胺和苏丹红等现在都已经出台了国家标准,检测手段都是以色谱法为主.国家标准规定了原料乳、乳制品以及含乳制品中三聚氰胺的三种测定方法,即高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱一质谱／质谱法(LC-MS]MS)和气相色谱一质谱联用法.标准中高效液相色谱法的定量限为2 mg/kg,液相色谱-质谱／质谱法的定量限为0.01 mg/kg,气相色谱一质谱法的定量限为0.05 mg/kg.苏丹红的检测也是使用色谱法,采用高效液相色谱法可以对食品中如辣椒制品、豆制品等中的苏丹红进行检测.刘虹等利用HPLC对咸蛋、皮蛋中的苏丹红进行分析,其最小检出限均为10μg/kg,相关系数为0.999 5～0.999 9,回收率均为90% -105%.其他的违禁品检测,刘劭钢等利用液相色谱检测了豆制品中“金黄粉”,谭慧采用气质联用技术测定食品中添加的矿物油.
4总结
色谱技术在食品检测中的应用十分广泛,不仅能检测普通的营养物质、天然成分,也能检测添加剂和含量极低的污染物.而且不难发现,色谱技术的应用,从一开始的以单独的液相色谱或气相色谱检测,到了后面的检测含量很低的农兽药残留和一些毒素的时候就应用到了色谱与质谱联用的技术.从中发现了色谱技术的发展趋势,在技术层面,由于目标物含量极低,同时,又有毒性或致突变、致癌性差异极大的同系物、异构体的存在,以一种分析仪器进行复杂对象的分析已经不可能了,因此,色谱技术与其他仪器联用技术已成为现代食品化学分析的主要方法,同时,其测定方向也从一开始的单个化合物的检测向多种类、多组分分析方法发展.分离分析技术始终向着高精度、高灵敏度、准确、快捷、简便、微型化的方向发展.随着色谱技术进一步的发展,色谱技术在食品检测中将得到更广泛的应用.
安全检测论文范文结:
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