色谱技术在食品安全中的应用

王梅

（山东师范大学历山学院，山东青州262500）

色谱技术在食品安全中的应用

王梅

（山东师范大学历山学院，山东青州262500）

食品安全是人们生活的基础与保障，食品中既要包含丰富的营养，又不能含有对人体健康不利的物质。食品安全质量检测技术的发展关系到民生问题，某种程度上已成为国家发达程度的标志之一。色谱法在各种干扰物质中对分析物具有极强的分离能力，分析精确度高，灵敏度和重复性好，已成为食品分析中最有效的分离分析方法。本文综述了色谱技术的优点、分类及在食品安全检测方面的应用。

色谱；食品安全；分类；应用

食品安全是人们生活的基础与保障，食品中既要包含丰富的营养，又不能含有对人体健康不利的物质[1]。但经济快速发展的同时带来了食品安全问题，越来越多的有毒有害物质进入到食物中，食品安全问题日趋严重。目前，食品安全问题已成为影响国家经济发展、国际贸易以及国家声誉的重要因素。影响食品安全的因素很多，例如微生物污染、农药残留、工业三废污染、非法食品添加剂等。食品的化学成分很复杂，有常量的碳水化合物、脂肪和蛋白质等，还有很多微量或痕量物质，因此，食品的分离分析非常困难。

色谱法在各种干扰物质中对分析物具有极强的分离能力，分析精确度高，灵敏度和重复性好，已成为食品分析中最有效的分离分析方法。食品安全质量检测技术的发展关系到民生问题，某种程度上已成为国家发达程度的标志之一。随着世界经济全球一体化进程的加快，食品安全问题已成为全世界瞩目的热点。为适应新的形势，用现代化的仪器设备建立快速准确、世界先进水平的食品分析方法势在必行。本文主要介绍了色谱技术的优点、分类及应用。

1 色谱技术优点

色谱技术是近年来食品安全检测中应用最广的技术，是一种物理化学分离分析方法。原理主要是利用待测物质组分在固定流动相中分配系数不同（吸附、溶解、亲和等作用），在两相中相互运动，不断进行吸附或分配等作用，达到最终将各组分分开的目的。

色谱法的优点主要有以下几点：一是，分离效率高，可以分离成分非常复杂的混合物，对结构相似的物质分离分析效果好；二是，分离速度快，不同的色谱分离时间从几分钟到几十分钟，相比其他分离方法，时间较短；三是，灵敏度高，能分离分析微量、痕量物质；四是，应用范围广，可以分离无机物、有机物、大分子物质等几乎所有的化合物；五是，样品用量少，一般用量为g、mg、μg等，极少量样品就能得到理想的数据。

近年来，色谱技术发展速度惊人，迅速扩展到食品安全分析的各个领域，提高了检测的灵敏度和分析效率，简化了分析步骤，提高了分析结果的可靠性。

2 色谱技术分类及在食品安全方面的应用

色谱法在食品工业中应用广泛，具有分离效率高、分析速度快、样品用量少、分离和测定可以一次完成等优点，已经被广泛应用到食品工业和食品安全检测上。目前食品安全检测分析领域常用的色谱法有气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法等。

2.1 气相色谱

气相色谱是将样品在载气的带动下经过色谱柱,利用不同物质在两相中相互作用的差异，导致流出时间的不同，达到分离的目的。气相色谱系统主要由进样系统、色谱柱、检测器等组成。检测器主要有电子捕获检测器（ECD）、火焰光度检测器（FPD）、化学发光检测器（CLD）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）等。

气相色谱技术成熟，设备完善，具有灵敏度高、分析速度快、自动化程度高、分离效率高、选择性好、成本低等优点，是目前应用非常广泛的色谱分离分析方法。气相色谱灵敏度高，能检测出低于1μg/g的物质；特别适合于易挥发的物质、各类气体和液体样品、高沸点物质等的分析，是食品安全分析检测领域适用范围广、强有力的检测手段。目前气相色谱技术对农残的检验非常有效，GC配合FPD或ECD检测器来进检测蔬菜、水果表面的有机磷、有机氯等农药残留；使用GC/NPD检测有机氮农药残留物；采用GC/FID检测一些肉、鱼等产品中的有害物质，或食品添加剂的检测，如山梨酸、苯甲酸等。

2.2 高效液相色谱

高效液相色谱是在经典液相色谱（如柱层析、薄层层析、纸层析等）的基础上发展而来的，以高压下的液体为流动相，使样品在两相之间相互作用而分开。高效液相色谱分析速度快、分离效率高、灵敏度高、应用范围广。按照不同的原理，分为吸附色谱、分配色谱、离子色谱、体积排阻色谱、亲和色谱。检测器种类更多，常用的有紫外、荧光、示差折光、二极管阵列、电导、蒸发光散射检测器等，大大拓宽了分析检测的范围。

气相色谱不能分离低沸点、不稳定的物质，但液相色谱能分离70%的已知化合物，因此被广泛应用于食品安全检测中，例如违禁添加物质、食品添加剂、毒素等的检测。王毅谦等[2]采用高效液相色谱法测定大米中的4种烟碱农药残留量。李永库等[3]采用高效液相色谱光电二极管阵列检测法测定葡萄酒中没食子酸等8种多酚类生物活性化合物。

2.3 质谱

质谱是一种测量离子荷质比的分析方法，基本原理是使样品中组分电离，生成不同荷质比的离子，然后经过质量分析器确定其质量。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，与核磁共振、红外、紫外被认为是有机结构分析的四大工具；特异性高、灵敏度高，被广泛应用于各个学科领域。质谱仪通常由进样器、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。食品安全分析中定量分析常用到三重四级杆串联质谱（QQQ-MS）；定性定量分析常用到四级杆时间飞行质谱（Q-TOF-MS）；高分辨质谱为飞行时间质谱（TOF-MS）。有研究人员利用MS对面包加工进行质控，或是对蔬菜及水果中的农残进行筛查[4,5]，均取得很好的结果。

2.4 气质联用

气相色谱与质谱仪联用技术（GC-MS），充分结合了气相色谱仪强大的分离能力和质谱仪准确的定性定量能力，具有灵敏度高、选择性高、高分离能力、检出限低、分析速度快、适用范围广、自动化程度高等优点，可以实现多种物质同时检测。GC是MS理想的进样器，试样经过GC分离后，对样品中的组分起到纯化的作用，然后再进入MS进行分析，结果更加准确，充分发挥质谱的优势。MS是GC理想的检测器，质谱仪灵敏度很高，定性、定量准确度高，能检测出来的化合物几乎覆盖所有种类，同时可以对样品中的物质进行全扫描，也可以针对某种或某类物质进行专门的选择检测，大大增加了GC的定性定量范围[1]。

GC-MS近年来在食品安全分析中得到了广泛的应用并发挥着非常重要的作用。在食品添加剂分析中的应用较多，陈琦等[6]利用GC-MS测定饮料和果酱中7种防腐剂，进行快速定性。GC-MS也是农药残留检测的重要手段，薛萍等[7]研究了GC-MS测定乳及乳制品中17种拟除虫菊酯类农残的方法，同时优化了样品的预处理方法，分析结果可靠。

2.5 液质联用

液相色谱-质谱联连用技术（LC-MS）利用LC进行分离，MS进行检测，将分离技术和检测技术相结合，LC、MS优势相结合，避免二者单独使用时的缺陷，可获得较为丰富的结构信息。在进行复杂混合物的质谱解析时MS却存在较大的难度，分离复杂的混合物则是LG的最大的优点，液相联用质谱的实现，可以得到相对准确的质谱信号。食品样品中所含物质非常复杂，干扰物质增加了分析难度，单独使用MS准确鉴定目标物质，LC可以排除样品中其他干扰、克服离子抑制等现象，提高灵敏度和分析速度，使结果更加准确，目前在食品安全领域占有十分重要的地位。过去对农药残留的检测一般采用GC-MS，适用范围窄，且前处理过程复杂，步骤繁琐，而LC-MS方法克服这一缺点，可以应用到更多的农残检测中，如氨基甲酸酯、有机磷和除草剂等。

[1]薄海波.色谱技术在食品安全质量分析中的应用研究[D].北京:中国科学院研究生院（兰州化学物理研究所）,2005.

[2]王毅谦,王玥,乙小娟,等.固相萃取-高效液相色谱法同时测定大米中的4种烟碱农药残留量[J].化学分析计量,2010,19(3):15-17．

[3]李永库,李晓静,欧小辉.固相萃取-高效液相色谱法同时测定葡萄酒中没食子酸等8种多酚类化合物[J].食品科学,2008,29(4):283-286.

[4]Senyuva H Z,G kmen V,Sarikaya E A.Future perspectives in Orbitrap-high-resolution mass spectrometry in food analysis:a review[J].Food Addit ContamA,2015,32(10):1568-1606.

[5]Yeboah S O,Mitei Y C,Ngila J C,et al.Compositional and structuralstudies of the major and minor components in three cameroonian seed oilsby GC-MS,ESI-FTICR-MS and HPLC[J].J AmOil ChemSoc,2011,88(10):1539-1549.

[6]陈琦,凌云,张峰,等.搅拌吸附萃取结合气相色谱/质谱/质谱法同时测定饮料和果酱中的7种防腐剂[J].分析化学,2010,38(8):1156-1160.

[7]薛平,杜利君,林勤保,等.气相色谱-质谱法测定乳制品中17种拟除虫菊酯农药残留方法的研究[J].分析测试学报,2010,29(9):948-952.

Application of Chromatography Technology in Food Safety

WANG Mei
(Shandong Normal University Lishan College,Qingzhou 262500,China)

Food safety is the basis and guarantee of people's lives.Food should contain rich nutrients,and it does not contain substances that are harmful to human health.The development of food safety and quality inspection technology is related to people's livelihood,and has become one of the signs of the country's development to some extent.Chromatography has strong separation ability,high analytical accuracy,sensitivity and repeatability in the analysis of various interfering substances.It has become the most effective separation and analysis method in food analysis.In this paper,the advantages,classification and application of chromatography technology in food safety inspection were reviewed.

Chromatography;food safety;classification;application

O657.7

A

1008-1038(2017)09-0024-03

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.09.007

2017-05-06

王梅（1987—），女，讲师，主要从事食品科学与工程的教学与研究工作