色谱技术在食品中分析检测及工业化生产中的应用

2021-03-11王宗汉

现代食品 2021年1期

◎ 王宗汉

（河南宜测科技有限公司，河南郑州 450000）

在现代社会体系当中，色谱技术逐渐进入到人们的视野中，其在食品分析检测与工业生产中的运用能够进一步保障食品行业的健康安全，使食品品质得到全面提升，为体系的有效健全奠基。基于此，本文对色谱技术在食品分析检测过程中的运用及其促进工业化生产的意义进行了分析与介绍。

1 概述

食品是人类生命活动非常关键的能量源泉，也是人们生活中的必需品。食品安全问题逐渐发展为全球性话题，受到社会各界的关注，这也使得食品分析与检测的地位逐渐上升到全新的高度。为了进一步提升食品的安全性，最为关键的是做好食品分析与检测工作，其具备鉴别与预防等不同功能，不仅能够避免安全性比较低食品流出，也能够为食品安全提供必要的保障。对于食品企业以及卫生监督部门而言，食品检测工作的重要性逐渐彰显。在新的时代背景下，准确且快速地对食品成分展开分析与研究具备实践与研究意义。唯有对食品成分展开合理有效的检测与判定，才能从根本上提升食品的安全性，进一步提升工业生产体系的有效性。随着技术的发展，色谱技术的运用领域不断增多，色谱检测技术能够对成分进行分离，对结构进行鉴定，使工作人员快速完成检测的愿望得以实现，缩短了检测时间，提升了检测工作效率[1]。

2 色谱技术在食品关键物质中的应用

2.1 糖类物质

食品中的糖类物质种类繁多，主要可分为单糖、二糖、寡糖和多糖。常用的化学试剂法通常只能测定总还原糖，很难分析每一种特定糖的含量。近些年来，研究人员通过将各种糖降解、衍生等得到能够对其进行色谱测定的方法，从而精确定量各种糖类的数量。比如可以通过糖分子中游离羟基的甲基化反应得到甲基化多糖，再进一步水解得到甲基单糖，然后通过气相色谱对甲基化产物进行分离和鉴定，从而确定初始多糖的含量。

2.2 食品添加剂

食品添加剂指的是能够从根本上提升食物的色香味以及品质的物质，能够同时实现防腐、颜色控制等效果，这种物质通常不具备营养，也并不将食用作为目的。食品添加剂主要分为化学合成以及天然食品添加剂，通过化学合成方式得到的添加剂大部分有一定毒性，需要对其添加量进行严格控制[2]。食品中的甜味剂如果冻中的糖精钠、阿斯巴甜、安赛蜜等目前广泛采用液相色谱-气相色谱联用技术来测定；食品中的防腐剂如山梨酸钾、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯等可以通过高效液相色谱技术来测定；食品中的人工合成色素同样可以通过分离提纯联用色谱技术来完成定量分析。

2.3 风味物质

食品中的风味物质通常具备以下特征：物质种类相对较多，不同物质之间相互作用，其化学稳定性较差，含量低，对食品能够产生较大的影响作用等。食品风味物质研究相对于宏量物质来说更加困难。通过色谱技术，可以分离微量甚至痕量的风味物质，然后依靠高效液相-质谱联用技术分别对风味物质进行定量分析。比如，猪骨汤清淡、香醇的香气，是多种化合物共同作用的结果，通过HPLC-MS 分析可以得出猪骨汤中的具体香气物质及其含量，并得出每种物质对香气的贡献。

3 色谱技术在食品分析检测中的应用及研究

3.1 固相微萃取与气质联用技术的研究

在现代化仪器与技术发展过程中，固相微萃取是逐渐形成的先进检测技术与方法，集采样、提取与浓缩等技术于一体。这一技术能够与其他类型的测试方法例如气相色谱与液相色谱等技术联合运用，同时可分为手动与自动两种不同类型的操作模式，通常用来对挥发性与半挥发性物质进行检测。固相微萃取技术促使人们逐渐从重复以及烦琐的操作当中得到了解放。

固相微萃取与气质联用技术比较适合对杀虫剂与除草剂中的挥发性与半挥发性物质进行分析，所分析的物质涵盖了有机磷或者有机氮等物质。田建坤等人对自动化程度比较高的联合检测技术进行了研究[3]，其能够在浓度比较低的状况下实现更加优良的检测效果，能够对有机氯农药进行检测与分析。饶桂维等人利用这一技术对桃子与柑橘等物质当中的农药进行了检测[4]，检测出了50 多种农药，且相较其他方法回收率水平得以明显提升，检出限也有所降低。除此之外，这一处理技术操作的难度也比较低。

3.2 超高效液相色谱技术

3.2.1 简介

超高效液相色谱属于创新性技术，如今，相关的仪器设备已经开始运用在具体实验中。超高效液相色谱技术使用的填料滤径更小，同时对存在特殊的要求，是效率更高的创新性色谱技术。相比于常规的液相色谱技术，超高效液相色谱技术检测速度更快、灵敏度更高。如今，超高效液相色谱技术已经在食品安全、药物开发等不同领域内得到了推广，使得实验室工作效率得到了明显提高，同时在重大的科研体系当中占据着重要地位。

马强等人借助同样的方法分离并分析了黄酒中的有机酸成分[5]，实验结果显示，对于黄油中不同类型的有机酸的检测中，超高效液相色谱呈现出的检测速度更快、测定结果也更加有效。由此可见，超高效液相色谱技术在食品检测与分析过程中发挥出了重要作用与价值，能够为食品安全水平的提高奠定基础。

3.2.2 在食品分析与检测中的运用

超高效液相色谱技术检测速度快、简单有效同时灵敏度比较高，在平时的研究当中得到了广泛的运用，能够对食品添加剂进行检测和分析，对农药残留量与有毒有害物质进行检测等。当操作与检测相关条件一致时，超高效液相色谱技术比高效液相色谱技术的效率高出一倍以上；同时，超高效液相色谱的分辨率更高，对应更多色谱峰。

戴桂梅等人借助高效液相色谱技术分离并检测了多种饮料中的食品添加剂[6]，实验结果显示，分析效果比较优良，能够对不同的因素进行有效测定，对饮料中不同类型的食品添加剂含量进行快速测定。这一技术对传统色谱检测技术进行了优化，实验条件更加优良，采用梯度洗脱程序，实验结果能够满足预期，实现优质的分离效果，检测限比较低。超高效液相色谱技术具有更高的回收率和精密度、分析的周期比较短。利用超高效液相色谱技术对食品中的水溶性维生素进行了测定，实验结果达到了预期，检测效率相较其他技术也得到了明显提升。借助超高效液相色谱技术，对玉米当中所存在的不同类型的霉菌进行了测定，能够在比较短的时间内对菌种进行分离。借助快速检测体系，超高效液相色谱技术能够对牛奶、鸡蛋与猪肉等食物中的三聚氰胺的量进行检测。这一技术方法的操作难度比较低，检测结果呈现出更高的准确性与稳定性。

4 色谱技术在食品工业生产中的运用

4.1 模拟移动床色谱分离技术（SMB）介绍

该技术技术是一种连续性比较强的色谱分离技术与系统，其发展的理论基础为液相色谱技术，相比于传统意义上的间歇色谱技术，模拟移动床色谱分离技术提升了操作的连续性，借助连续进料与出料，提升了生产过程的自动化程度。除此之外，这一技术的生产效率更高，能够进行模拟生产，整个过程中所需要的流动相通常是水，不存在污染性，优势比较明显。如今，SMB 技术一般被运用在液相组分的分离与提纯中，特别是在对果糖与葡萄糖进行工业分离时，运用最为广泛。

4.2 糖类产品脱水应用

在制糖工业体系中，脱色最为关键，脱色效果会对产品的品质与生产成本产生一定影响。借助SMB技术能够对蔗糖、甜菜等进行脱色处理。在对蔗糖进行脱色的过程中，借助强碱性的阴离子树脂即能满足技术要求。在对甜菜与及淀粉糖浆进行脱色处理的过程中，通常需要使用表面积比较大的吸附性树脂进行处理，从而实现对糖浆进行抛光处理的效果。如今，SMB 技术经常运用在液相组分的分离与提纯的过程中。

4.3 化工产品的分离

化工产品分离技术出现在20 世纪70 年代，最早运用在石油类相关产品的分离过程中。结合石油体系中有机物质的物理与化学性质特征，对石油进行分离与提纯。在对化工类产品进行分离时，其原理与石油产品分离原理类似，能够分离同形异构体，之后对其进行提纯处理，进一步使其领域扩大，使整个体系的经济效益水平得以提升。