离子色谱法在食品分析中的应用研究

杨乐乐

摘要：随着人们健康意识和环保意识的增强，食品和环境监控研究发展尤为迅速。采用离子色谱可以对食品中各种防腐剂、添加剂等进行分析，应用简单及实用性强。为此，本文主要对食品分析中离子色谱应用相关内容进行了分析与探究。

关键词：离子色谱法；食品分析；概况

一、离子色谱法的概况

离子色谱法是指将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面，以连续检测色谱分离的离子的方法。1975年H.斯莫尔等人将经典的离子交换色谱与高效液相色谱技术相结合，创造了使用连续电导检测器的现代离子色谱法，它与经典的离子交换色谱的区别（见表）在于分离柱的高效能，即现代离子色谱使用小粒度和低交换容量的树脂及小柱径的分离柱，以及进样阀进样，泵输送洗脱液琏续检测测，故具有迅速、连续、高效、灵敏等优点。离子色谱作为高效液相色谱的一个新的发展，只有十几年的历史，今后在选择新的洗脱液，合成新的低交换容量离子交换树脂和高灵敏度的检测器方面有很广阔的发展前景，以便实现在尽可能短的分析时间内能分离含有多种阴离子（或阳离子）的混合物，并能高度灵敏地检测被分离的离子。

二、食品分析中离子色谱法的應用

1、食品添加剂分析

（1）防腐剂。防腐剂采用离子色谱抑制电导检测分离了苯甲酸和山梨酸，分离柱为两根Dionex HPLC-A G保护柱，1.5mmol/L Na2 CO3作为淋洗液，分离快速而准确。较常见的防腐剂苯甲酸以及尼泊金系列防腐剂，如对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯的测定，采用AG9HC分离柱，1mmol/L Na2 C03和5mmol/L NaOH淋洗液，抑制电导检测和紫外检测联用（紫外检测波长为254nm），分离效果和线性关系都比较好。

（2）酸味剂。食品中常见的酸味剂如柠檬酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸等，可以采用离子排斥（如Dionex IonPacICE2AS6）和离子交换（如Dionex Ion-Pac AS11等）两种离子色谱方法进行分析。近年来随着色谱柱效的提高，离子交换色谱可以直接用于有机酸和无机阴离子的同时分析邀些方法也可直接用于分析酒类和烟草中的各种有机酸和无机阴离子。

（3）甜味剂。甜味剂多为糖类或聚醇类物质，其测定方式与糖类相同，以食品中常用的甜味剂糖精的测定为例来说明，采用8.0mmol/LNa2CO3+5.0 mmol/LNaOH作为淋洗液，在阴离子交换分离柱AS-4上分离，抑制电导检测，常规阴离子不干扰测定对饮料样品可直接进样分析。新型免试剂离子色谱也可以用于包括甜蜜素、糖精在内多种甜味剂的同时分析。

2、糖类分析

由于糖在碱性条件下阴离子化对在恒电位下的金电极或铂电极安培检测会产生响应值，因此可采用高灵敏度和选择性的脉冲安培检测器一离子色谱对糖类进行分析。在分析葡萄糖，果糖，蔗糖等的过程中，采用NaOH作为淋洗液，在阴离子分离柱上分离糖类，金电极脉冲安培检测器检测，分析效果较好；采用NaOH作为淋洗液，在阴离子交换柱上分离各种聚合糖醇，以脉冲安培检测，该方法相对于分析聚醇常使用的GC衍生法来说，分析时间短，回收率高。与HPLC相比较，采用脉冲安培检测离子色谱法测定糖类有许多优越性。就检测器而言，通常HPLC采用光学检测器，而糖类的光学特征差，因此采用HPLC-示差折光检测分析糖类，其检测灵敏度和选择性比较低，无法完全满足痕量生化分析的要求。

而采用脉冲安培检测，提高了分析的灵敏度和选择性，对痕量生化样品及基体复杂的样品分析具有优势。如果采用梯度淋洗，以金电极为工作电极、Ag/AgCl电极为参比电极，脉冲安培检测分析不同类型糖等，不仅分析时间缩短，检测限可低至几十个ng/L，可以直接用于海水沉积物中痕量糖的测定。对于分析成分更复杂的糖类化合物如不同聚合度的麦芽糖、果糖等多糖时，常用NaOH与醋酸钠进行梯度淋洗，其中醋酸钠在淋洗过程中主要起推进作用对淋洗液的p H值不会产生影响。

3、氨基酸分析

目前氨基酸分析较常用的方法是高效液相色谱分离和柱前或柱后衍生紫外或荧光检测，这种方法已非常成熟。然而衍生反应总会影响测定的灵敏度和准确性。由于氨基酸是一种酸碱两性化合物，因此即可采用阳离子交换，又可采用阴离子交换进行分离。虽然采用离子交换色谱间接电导检测法可以测定氨基酸，但该法采用的是活性的流动相，实际测定过程有一定局限性。在强酸性或强碱性条件下，几乎所有氨基酸都能在铂电极或金电极上产生响应，而这种现象产生的原因是金属电极表面生成的氧化物对氨基酸氧化起催化作用。根据氨基酸的这种特性，采用离子交换色谱-安培检测可实现氨基酸的直接分离检测。

阳离子交换分离氨基酸，一般采用高氯酸作为淋洗液，梯度洗脱，铂电极为工作电极参比电极为氢离子选择电极。然而该方法存在一定的局限性，如对于强酸性氨基酸，其在阳离子交换柱上保留很弱，分辨率很差，并且有部分氨基酸如酪氨酸、苯丙氨酸等在酸性条件下不稳定，因此氨基酸多采用阴离子交换法分离，在此条件下几乎所有氨基酸都处于阴离子状态。由于不同氨基酸结构差异很大，同时分离20种常见氨基酸，一个固定浓度的淋洗液条件是不可能完成的，必须采用梯度淋洗。阴离子交换分离氨基酸，目前常采用较复杂的氢氧化钠/醋酸钠作梯度淋洗，金电极为工作电极，pH电极为参比电极，积分脉冲安培检测，能同时测定17种α-氨基酸及部分糖类和糖胺，大部分氨基酸的检测限可达到fmol范围。

4、农药测定

大多数农药结构复杂、品种繁多，虽然大多数可用HPLC或者GC分析。然而对部分不具光学吸收且能够离子化的化合物而言，离子色谱是较好的选择。草苷膦是一种除草剂，在农业生产中应用广泛。但它在环境中不易降解，并且易溶于水，可对环境造成污染。由于草苷瞵对光弱吸收，采用HPLC分离需要进行衍生或低波长紫外吸收，致使测定耗时且灵敏度不高。而草苷膦在水中有较大的电离，采用离子色谱抑制电导检测，分析柱为AS4SC，9mmol/LNa2CO3和4mmo/L NaOH为淋洗液，流速为1.5mL/min，在此条件下，常规阴离子对分离无干扰，该方法可直接用于环境水样中痕量草苷膦的测定。

三嗪类除草剂作为一种阳离子形态有机化合物可以用阳离子交换柱分离，在紫外波长为230nm处检测。采用CG-12阳离子交换分离柱一紫外检测，淋洗条件为0.2mol/LH2 SO4+25/100（v/v）CH3CN，能够得到较好的分离检测。

5、其它化合物分析

离子色谱对毒物的测定也有广泛的应用。Jaime等采用离子交换色谱柱一电化学氧化荧光检测一MS对海产品中常见的PSP毒素进行测定，分析结果准确可靠，该方法可用于测定浮游植物和监控海产品中PSP的含量。对于一些常见的毒物如苯酚等一些酚类物质的分离，采用离子色谱法也能获得良好的分离效果。

三、结束语

综上所述，伴随着市场经济日新月异的发展变化，人们的消费观念也逐渐地趋于健康化，绿色化和营养化，更加注重对生活品质质量的提高，食品安全也成为关注的焦点。在此趋势下，离子色谱鉴定法的问世，有效填补了仪器分析和传统化学在鉴定时的空白，不仅操作方便、反应灵敏，而且能对不同食品进行检验，适应能力较强。通过对离子色谱法在食品检测中的应用进行分析，可为食品检测提供一个全新的视角，为食品安全打开一个新的思路。