液相色谱在食品检测中的应用

2017-11-01白李昊武汉轻工大学食品科学与工程学院

食品安全导刊 2017年27期

□ 白李昊武汉轻工大学食品科学与工程学院

液相色谱在食品检测中的应用

□ 白李昊武汉轻工大学食品科学与工程学院

民以食为天，随着人们生活水平的提高，人们对食品安全的要求也不断提高，但在食品安全方面的事故却层出不穷，严重威胁人们的身体健康和生命安全。因此，严格、科学合理地检测食品就显得尤为必要。高效液相色谱、气相色谱等技术，可以为食品安全监测提供巨大的帮助。

气相色谱；液相色谱；食品检测

1 液相色谱技术概述

1.1 液相色谱起源

液相色谱起源于西方，在各项物理及化学分析中起到了关键作用，在20世纪70年代开始，逐渐应用于食品安全监测方面，并在20世纪90年代开始被列入国家标准检测方法中，由此广泛传播运用。色谱技术是利用物理性质来使物质分离成固定相以及流动相，从而达到分离的目的[1-3]。色谱法主要包括凝胶色谱、气象色谱、液相色谱等，其中液相色谱技术的应用范围最广、技术最为成熟。

1.2 液相色谱原理

高效液相色谱法，也就是高压液相色谱法，又称为高速液相色谱法，是液相色谱法的一种。是在经典液相色谱的基础上引入了气相色谱理论，经过一系列改进创新，快速发展起来[4]。以液体作为流动相，利用高压输液系统，将不同极性的溶剂以及混合溶剂、缓冲液等液体以特定流速通过进样器，将样品溶液输送到装有固定相的色谱柱，并在柱内将各组分分离，进入检测器并记录色谱图，进而对样品进行定性及定量分析。

高效液相色谱技术的特点，主要有以下几个方面：高压、高效、高敏、范围广和速度快[5]。其中，高压指的是载液的高压，因为流动相经过色谱柱时，所受到阻力很大，为使液体快速通过色谱柱，需要对载液施加高压。高效指的是分离效果，人为选择固定相及流动性，可使分离效能最大化，这是工业精馏塔或气相色谱所无法企及的[6-8]。高敏是指灵敏度极高，其灵敏度可达到0.01 ng，上样量在μL的级别。同时，具有较广的应用范围，近3/4的有机物可通过此技术进行分离分析，尤其是对沸点高、极性强、热稳定性差的大分子化合物，优势更为明显。而高效液相色谱的分析速度，载液流速比液相色谱法要快许多，一般样品分析速度在10～30 min左右，最快可达5 min，最多不会超过1 h。由于高效液相色谱技术具有诸多优点，使其在食品安全监测方面得到了极其广泛的应用，但也有局限性，如无法检测生物活性不稳定的物质。

2 液相色谱技术在食品检测领域的应用

2.1 液相色谱对食品添加剂的检测

食品添加剂按照《中华人民共和国食品卫生法》第五十四条和《食品添加剂卫生管理办法》第二十八条，以及《食品营养强化剂卫生管理办法》第二条和《中华人民共和国食品安全法》第九十九条，对食品添加剂定义为：食品添加剂，指为改善食品品质与色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。适量的食品添加剂，对改善食品的味道、色泽、外观、保质期等具有一定的效果，但应保证在一定的安全范围内，否则会危害人体健康，并引发不良的社会舆论甚至社会恐慌[9]。因此，检测食品添加剂是非常必要的，也应作为食品安全标准之一。

食品添加剂种类众多，我国有二十多个类别、两千余个种类，包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂和香料等。目前，利用高效液相色谱法可对多类食品添加剂进行检测分析。

2.1.1 对甜味剂的检测

高效液相色谱技术能够较为精准得检测食品中的添加剂，如甜蜜素、安赛蜜等人工合成甜味剂，以及甜菊糖苷、甘草酸等天然甜味剂。目前，应用较广泛的方法有离子对色谱法、阴离子交换色谱法、R高效液相色谱-UVD法等。色谱柱包括-NH，柱、阴离子交换柱以及C18柱等，检测器则有UVD、CD等[10]。陈健等对糕点中几种天然甜味剂甜菊糖苷、甜菊双糖苷、甘草酸、甘草次酸同时进行了检测，回收率为80%～105%，RSD均小于7.5%。吴丽蓉通过UPLC法检测分析了多种食品添加剂，其中对两种甜味剂的分析结果显示，添加100、200、300 mg/kg浓度水平的添加剂，平均回收率为83.10%～105.21%，RSD为1.98%～6.08%，较为准确可靠[11]。稽超等对饮料中的4种甜味剂进行检测，结果表明：回收率范围为80.5%～95.2%，RSD为0.5%～8.7%，且在6 min内完成样品检测，效率较高，方法较可靠。

2.1.2 对色素的检测

色素能够改善食品的外观颜色，有天然色素和人工合成色素两类。天然色素安全性较高，但价格不菲，加工不易，容易受一定的限制。人工合成色素则化学稳定性较强，更易着色，价格相对也低很多，使用较为方便，广泛应用于食品加工生产，但有些人工合成色素会有慢毒作用，威胁人们的身体健康[12]。因此，世界各国对人工色素的使用有着严格的限制，目前使用较为广泛的色素有赤鲜红、苋菜红、亮蓝、柠檬黄、日落黄、诱惑红、胭脂红和靛蓝等[13]。

林芳等用乙醇氨提取，通过阴离子固相萃取小柱净化，经ZORBAX SB-C18色谱柱分离，最终结果表明，9种人工合成色素可在18 min内分离，平均回收率为80.1%～98.6%，RSD为1.8%～5.2%。杨熙等通过高效液相色谱-串联质谱检测方法对红薯粉条中6种人工合成色素进行检测，该法检出限为0.001 mg/kg，回收率达到79.9%～98.4%，RSD范围为0.79%～5.9%。王志园对肉制品中的9种合成色素进行检测，检出限为0.1 mg/kg，回收率为86%～98.3%，RSD范围为1.03%～3.9%。

2.1.3 对防腐剂、抗氧化剂的检测

抗氧化剂能够抑制食品氧化变质，延长保质期，分为天然、人工合成抗氧化两类。天然抗氧化剂有茶多酚、花青素等，稳定性较差，而人工抗氧化剂较为稳定，使用范围也较广，如BHA、TBHQ、PG等，过量使用不利于人体健康，并在动物实验中得到进一步验证。有报道显示，高浓度PG会导致接触性皮炎，将不同抗氧化剂合用可起到更好的抗氧化活性。因此，很多生产商会采用多种抗氧化剂联用的方法达到更好的抗氧化效果。

宗珊盈建立了超高效液相色谱-串联质谱法，对食品中7种防腐剂及4种甜味剂进行检测。经提取液后，用等量乙酸锌和亚铁氰化钾沉淀蛋白，加提取液震荡，然后离心取上清，对上清进行测定。结果显示，检出限为0.5～10 μg/kg，回收率在79.5%～107.1%，RSD为0.7%～6.5%。陈立伟等将超声萃取与超高效液相色谱相结合，对14种紫外吸收剂、抗氧化剂进行检测。笔者用三氯甲烷、甲醇对样品进行提纯，过柱分离后，用乙腈和0.1%甲酸水洗脱，最后用二极管阵列检测器进行检测分析。结果表明，这14种物质相关系数高于0.999 2，检出限为8.0～33.0 mg/kg，回收率为83.6%～116.2%，RSD为1.3%～9.5%，该方法简单有效，净化效果明显。

2.2 对农药的检测

随着人口迅速发展，人们对蔬菜的需求也日益增多，为了保证一定的收成，防治病虫害，农药的使用非常广泛，常用的农药主要有杀虫剂（如氯虫苯甲酰胺、氟虫双酰胺、吡虫啉、啶虫脒）、植物生长调节剂（如多菌灵、嘧菌酯、腈菌唑）、杀菌剂（如吡虫啉、啶虫脒和噻虫嗪）等。但过量的农药不仅会使害虫产生抗药性，同时也会威胁人体健康。因此，有必要对农药进行检测。

林涛等对QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱技术进行优化，建立了快速简便、高灵敏度、净化效果较好的方法，对检出率较高的41种农药残留进行检测。结果表明，平均回收率为74.1%～120.4%，RSD为2.8%～11.9%，为蔬菜质量安全风险评估工作提供了有力保障。王洁莲等建立了对韭菜、大葱中7种农药的检测分析方法，用乙腈提取，通过氨基固相萃取小柱进行净化，最终测定结果表明，回收率在79%～103%，RSD为0.70%～6.12%。

2.3 对食品营养成分的检测

食品中的营养成分复杂多样，但主要包括糖类、氨基酸、蛋白质、脂肪等。分析鉴定食品中的营养成分并标注于外包装，有助于人们对食品有更清晰的认识。

潘仲乐对大豆中的蛋白质进行了检测。陈琦等使用高效液相色谱-蒸发光检测器（ELSD）法对茶叶中的蔗糖、葡萄糖、果糖和半乳糖进行提取和净化，并进行测定。刘利娟对鲜牛乳中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、乳铁蛋白等进行检测，结果表明，三种蛋白的线性相关较好，相关系数在0.999～0.999 9，检出限为0.001～0.012 mg/mL，回收率在86.5%～109.08%，RSD均小于5%。该方法可以实现对三种蛋白的同时检测，且速度快、分离效能高，较为简便。赵岩等在研究白屈菜种子中的挥发油成分时，使用反相高效液相色谱法进行鉴定分析，共发现不同化合物27种。其中，氨基酸的检测浓度线性范围是0.002 0～0.270 0 mmol/L，游离氨基酸共有21种，其回收率为87.88%～100.10%，RSD范围为0.62%～2.58%。易雪静等对东洞庭湖区野生水芹中的氨基酸进行分析，结果表明，水芹中15种氨基酸总量为1.882 g/100 g。

2.4 对微生物及微生物代谢物的检测

食品中经常会含有大量微生物及其代谢产物，包括各种病原菌、细菌、霉菌等，这些微生物的代谢产物中很多会对人体产生较大的危害，甚至造成生命危险。利用高效液相色谱技术可以分析食品中的微生物代谢物，从而确定微生物或其代谢产物含量是否超标。Maria曾利用高效液相色谱技术检测酸奶中的黄曲霉的含量测定，结果显示，有近20种送检样品中有黄曲霉素，该方法检出限为1×10-9g/kg，而黄曲霉素的致癌性极高。在检测黄曲霉素时，首先需要用三氯甲烷等进行处理，提取黄曲霉素，再过滤除掉杂质后，过柱检测。如果与免疫亲和层析相结合，有助于提高特异性及灵敏度。杨大伟等将PCR于变性高效液相色谱技术相结合，建立了食品中产黄曲霉毒素菌、白色念珠菌、A型肉毒梭菌的快速检测方法，最低检测限分别为 100、1.0×103、110 CFU/mL。

3 结语

食品安全是一个长久的话题，如何保证人们的饮食安全至关重要，除了控制源头污染外，还应加强对食品的安全监测。检测技术日渐趋于多样化、精细化、多层次、快速简便化，通过高效液相色谱法对食品中含有的添加剂、农药残留、营养成分等检测已经越来越普遍和高效。检测方法也不再单一，多种仪器方法联用会更快速，如固相微萃取-液相色谱联用、气相色谱-液相色谱联用等，不仅为人们的饮食安全提供了一定的参考和保障，同时也对食品生产提出了更为严格的要求。

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