气相色谱技术在食品安全检测中的应用

2018-02-08马家丰

中国药物经济学 2018年2期

马家丰侯鹏

伴随农药残留超标、瘦肉精等问题的出现，人们越来越重视食品安全问题，这一问题关乎每一个人的身体健康。当前，国家针对食品安全问题已经出台了食品检测标准，强化食品安全检测工作力度，同时还将饮用水中有机物含量纳入检测范畴[1-2]，以确保食品安全。本研究针对气相色谱技术在食品安全检测中的应用做如下综述。

1 气相色谱技术概述

在色谱检测中，气相色谱技术是一种常用的检测方法。色谱检测包括两个相，即固定相以及流动相。由于在气相色谱检测中涉及到不同的固定相，因此又将其分成两类，一类固定相为固定吸附剂，称为气固色谱；另一类固定相涂有固定液，称为气液色谱[3]。若按照色谱分离原理对气相色谱检测进行分类，可以分为吸附色谱检验法和分配色谱检验法两类。对于气固色谱检验来说，吸附剂属于固定相，吸附色谱则为气固色谱，分配色谱则为气液色谱。如果按照色谱检验操作形式进行分类，柱色谱则为气相色谱；如果按照所用色谱柱粗细程度进行分类，可分为毛细管柱和一般填充柱两类[4-5]。其中，一般填充柱指的是在金属管或玻璃管中装入固定相，管内径达到2～6 mm；而毛细管柱还可以分为两种，一种为填充毛细管柱，另一种为空心毛细管柱，其指的是在金属毛细管内壁或玻璃壁上直接涂抹固定液，内径介于0.10～0.15 mm。填充毛细管柱的发展时间比较短，其是在厚壁玻管中装入多孔性固体颗粒，然后加热形成毛细管，通常情况下其内径介于0.25～0.50 mm。在气相色谱技术检测中主要使用气液色谱[6]。

2 气相色谱技术在食品安全检测中的应用

2.1 农作物农药残留成分检测在当前食品行业中，蔬菜和水果属于基础食品种类，同时也是人们主要营养物质的重要来源。但在蔬菜以及水果种植期间，种植商可能会出现过量喷洒阿巴虫净、米满、菜喜、锐劲特以及阿维菌素等农药以保证蔬果产量，这些农药均会在蔬菜和水果表面具有残留[7]，通常会对人体造成一定的损伤。蔬菜和水果中残留的农药一般会含有内吸磷、硫磷、乐果、马拉硫磷等成分，给予气相色谱技术即可以检测出来。尽管多数农药成分并无严重毒性，但如果摄入量比较大，则可能会导致食用者出现严重的呕吐和眩晕等症状，使人体新陈代谢功能受到影响[8]。气相色谱技术包括很多种类，各种类技术可以对不同种类的农作物进行检测。在有机氯农药残留检测中，可以通过气相色谱-电子捕获检测器法（GC/ECD）进行[9]；在检测有机氮和有机磷时，可以使用毛细管气相色谱法氮磷检测器（GC/NPD）。总之，针对农作物检测农药残留时，需要以农药残留成分类别为依据进行检测[10-11]。

2.2 食品添加剂成分检测在食品生产加工过程中，为使其色香味俱全，多数生产企业和（或）商家均会添加食品添加剂。尽管，大部分食品添加剂不会对人体产生严重毒性，且无不良影响，但部分非法添加有较大危害性，如塑化剂本身具有较高的危害，可以使人体基因出现毒性，严重损伤人类基因。如果长时间食用含有塑化剂的食物，则可能会导致疾病发生，如心血管病等；同时还会严重阻碍人体新陈代谢功能的正常运行。例如，2011年台湾某白酒塑化剂超标事件成为重大的食品安全事件之一[12]。近年来，食品安全监管单位已经强化针对食品安全问题的监督和管理，严格规定食品添加剂的可用种类以及添加量。按照用途将食品添加剂的种类分为四类，即营养强化剂、食品品质改善剂、食品防腐剂、食品加工添加剂[13]。对于此，气相色谱技术主要检测丙酸、山梨酸等酸性以及酯型防腐剂，其可以对食品添加剂的成分进行离析和分类，并将具体成分和添加量检测出来。

2.3 食品营养成分及新鲜度检测肉与肉制品是人体所需营养成分的一个重要来源，包括氨基酸、蛋白质以及脂肪酸等。其中，氨基酸属于营养来源之一，在口味上起到重要作用，如甘氨酸、谷氨酸以及丝氨酸等都是畜禽肉香味形成的基础物质[14]。而肌内脂肪组成及含量影响肉的风味、新鲜度，同时也会影响适口性以及多汁性，如磷脂可以利用化学反应改变挥发性产物，进而使肉制品风味发生改变，提高适口性。气相色谱法属于脂肪酸分析的常用技术，相比于液相色谱法，其样品前处理时间短且操作简单。在酶及微生物作用下，肉制品的组分分解，使蛋白质和脂肪发生改变，导致其腐败变质。传统肉制品新鲜度评价的主观性比较强，而气相色谱法的应用可以肉制品存放期间降解产物、挥发性成分等为依据进行定量检测，量化判断肉及相关制品的新鲜度。水产品以及猪肉如果受到酶与微生物作用，所含有的氧化三甲胺将会向二甲胺、三甲胺进行分解，降低食品的新鲜度，增加三甲胺的生成量[15]。而对于三甲胺含量的传统检测方式不仅对样品处理比较复杂，而且缺乏灵敏度和精密度，有研究在考察样品处理前提下，通过气相色谱技术检测猪肉、沼虾以及带鱼中所含有的三甲胺[16]，得出此种检测方式不仅操作简单，且具有良好的样品重现性。

2.4 酒类添加成分检测伴随时代的进步和发展，除食品种类不断增加之外，饮品数量和种类也在增长，不管是饮料还是酒水，均得到全面提升。白酒中可能含有果胶内甲基酯分解物质甲醇，会严重损伤人体，若饮酒过量则可能使人体神经系统发生充血现象，甚至造成头晕等症状。饮料和啤酒中含有化合物质，因此利用气相色谱技术进行检测，可以将其质量状况完全显现出来。例如，检测白酒质量及其含醇物质和甲醇等有害物质时，通过气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）进行检测[17]。检测饮料中化合物合理性时，需要严格控制产品质量，针对各类化合物采取与之对应的气相色谱检测技术进行检测。如针对葡萄酒和啤酒等发酵饮料检测时，可通过静态顶空-气相色谱（HS-GC）技术主要针对二氧化碳、蔗糖以及脂肪等有机物质进行质量检测；如果涉及到啤酒中的有害物质，也可以通过 HS-GC技术进行，以区分挥发性气体和有害气体。

2.5 食品塑料袋有害物质检测在生产加工食品塑料袋时，为使其更加可塑和透明，增加其韧性，通常会加入增塑剂。钛酸酯（邻苯二甲酸酯，PAEs）是使用量最大且最普遍的增塑剂，其在终产品中含量可达 50%，但因塑料基质和钛酸酯类增塑剂之间并未形成化学共价键，所以在接触包装食品中的油脂、水分等，特别是加热的情况下会发生溶出，且塑料中钛酸酯类增塑剂含量越高，被溶出的数量就越多[18]。据相关研究指出[19]，钛酸酯对人体发育和生殖有慢性毒性作用，且可以致癌、致突变。因此，通过GC-FID技术对食品塑料袋中的钛酸酯进行检测，主要涉及邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）这五种成分的检测。