气相色谱法在药食同源食品安全检测中的应用

张美峰

（西安思源学院，陕西西安 710038）

随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平日益提高，人们在食品方面也有了较高的安全标准。食品安全检测关系到人们的身体健康，所以应该充分保证食品中有害成分检测的准确性，尤其是药食同源食品的监测，从而确保人们的饮食安全和用药安全。20世纪50年代初，气相色谱技术第一次被创建使用，经过几十年的发展，气相色谱技术已经被广泛应用于多个领域，在食品、药品、有机合成、石油化工等行业发挥着巨大作用。气相色谱法是分析现代食品中有害成分的重要方式之一，主要是依靠氮气、氢气、氦气等气体作为流动相，将待分析样品带入装有填充材料的色谱柱中，根据样品各组分在色谱柱中的停留时间不同，使各组分达到分离的目的。

1 气相色谱法在药食同源食品安全检测中应用的概述

1.1 气相色谱法的原理

气相色谱法（Gas Chromatography，GC）需要依靠气相色谱仪来对样品进行分析检测，气相色谱仪可以对含多种复杂组分的物质进行定性或定量分析，尤其对有挥发性物质的检测过程中很有优势，所以在药食同源食品的检测方面应用较为广泛。气相色谱仪由气路系统、进样系统、色谱柱分离系统、检测系统和数据输出系统构成。气路系统主要由载气、气体净化装置、气体流量计组成，在使用过程中要保证载气具有稳定的流速和纯度，这是影响检测准确性的因素之一，气相色谱的载气一般选择惰性气体或氢气，纯度要达到99%，确保在检测中不与样品发生反应。进样系统主要由进样口、加热室、气化室组成，固体或液体样品通过进样口进入仪器内，经过加热系统和气化室使其在进入色谱柱之前变为气体，然后再由流动相传输到色谱柱中。分离系统的主要部分是色谱柱，这也是气相色谱工作的关键部分，气相色谱柱可分为填充柱和毛细管柱，在流动相的作用下，样品在色谱柱中因其分配或吸附系数的不同，各组分发生分离。检测器与色谱柱相连，根据分离组分的不同性质将各组分按顺序进行检测，气相色谱仪常用的检测器有氢火焰离子检测器（Flame Ionization Detector，FID）、电子捕获检测器（Electron Capture Detector，ECD）、火焰光度检测器（Flame Photometric Detector，FPD）、热导检测器（Thermal Conductivity Detector，TCD）等，工作人员可以根据实际工作情况以及样品的理化特性选择合适的检测器[1]。

气相色谱法具有灵敏度高、操作简单、检测效率高等优势，因为样品在气路系统中运行速度很快，所以样品各组分可以在固定相和流动相之间快速达到平衡。目前气相色谱被广泛应用于各个领域，如环境分析、食品安全分析、医药分析、石油化工分析和聚合物分析等。

1.2 药食同源食品安全检测的概述

当前社会下，食品行业发展迅速并且种类繁多，尤其是药食同源食品市场中可能存在一些质量不合格的产品，这些产品扰乱了市场风气，同时也给人们的身体健康带来了较大的风险，药食同源食品安全问题逐渐成为社会所关注的热点问题之一。药食同源食品安全检测是工作人员按照国家标准来检测食品中的有害物质及超标物质，主要针对食品中一些有毒物质的分析，如重金属、食品添加剂、黄曲霉毒素、农药残留等物质。安全检测包括药品的不良反应检测、细菌内毒素检测、重金属检测、异常毒性检测、热原检测及溶血与凝聚检测等，工作人员通过安全检测来控制有害物质含量，以免对人或其他生命体产生副作用。气相色谱法可以精确、灵敏地对药食同源食品进行定量分析，气相色谱法经过多年发展已经变得较为成熟，目前被广泛应用于药食同源食品检测工作中。

2 药食同源食品在安全检测中存在的问题

当前社会，人们的生活压力普遍呈现上升趋势，物质生活水平的提高导致人们的亚健康问题逐渐凸显，食品的安全检测问题也逐渐受到社会大众的关注，在我国当前市场发展下，保证食品的安全、维护药食同源食品市场安全已经刻不容缓。虽然我国在食品检测方面有了较大的进步，但目前我国食品安全检测中还存在一些问题，包括人为原因、自然原因和技术原因等多方面因素，为了解决这些问题，需要对这些问题进行分析。

2.1 部分药食同源食品安全检测技术不完善

虽然检测技术和方法在不断发展，但我国在一些食品安全检测技术方面还存在不足。例如，鱼类、蛋制品及其深加工产品的相关检测技术相对缺乏。除此之外，牛奶及其致敏蛋白也存在检测方法缺乏的情况，这些都是人们日常生活中必不可少的食品，而检测方法和技术的不完善导致食品在流入市场后造成安全隐患。还有一些不法企业在食品再加工过程中使用甲醛、过氧化氢等物质来增加食品的保质期，这些化学物质过量添加会对人们的健康产生不良影响。目前我国食品检测技术缺乏统一的标准，许多食品添加剂只是定性分析而非定量分析，导致检测数据的准确性受到影响，市场监管部门在调查过程中也会因检测技术而难以开展工作[2]。

药食同源食品组分较多而且相对复杂，其生产工艺及制剂配方也增加了质量的多变性，当利用气相色谱检测一些药物时，由于检测技术的原因导致进样量和检测条件不清晰，影响了检测数据的准确性。在农兽药方面，一些发达国家具备较先进的检测技术。例如，在农药领域发达国家具备检测二噁英的技术手段，在食品方面具有检测疯牛病蛋白质的先进手段，我国目前在部分检测技术方面还与发达国家存在一定的差距。

2.2 检测人员专业水平不高

药食同源食品安全检测是一项严谨而烦琐的工作，对工作人员的专业水平有较高的要求。目前我国许多分析检测人员的专业水平不高，药食同源食品安全检测的专业性较强，因此一些在职工作人员与岗位要求还存在许多差距。相关单位应选择食品科学与工程以及药学专业的人员来担任检测工作，但实际上许多药食同源食品检测人员只是经过简单的培训后就上岗操作。由于缺乏专业的知识，这些检测人员在工作过程中容易出现操作失误的现象，无法保质保量地完成工作。药食同源食品检测日常工作量较大，工作人员很难利用上班时间去学习理论知识，只靠实践而缺乏理论知识就难以提升自身的检测水平，在接受新技术、新设备方面也会受到影响，从而降低工作效率。

2.3 药食同源食品安全检测缺乏先进的设备和仪器

除人员因素外，药食同源食品安全检测的数据的准确性还与分析室的设备和仪器有关，检测离不开先进的设备，但目前我国许多分析化验室的设备更新缓慢，甚至缺少相关的检测设备，工作人员只能依靠经验或者传统的检测方法进行检测。例如，滴定法在操作过程中数据结果易出现较大的偏差，降低了安全检测的工作效率，同时使药食同源食品的安全风险增大。有些样品的检测结果受环境因素影响较大。例如，当样品容易氧化时，应提供便于操作且真空或低氧的操作设备，避免样品被空气氧化从而影响检测结果。

3 气相色谱法在药食同源食品安全检测中的应用

3.1 气相色谱对非法添加化学成分的检测

药食同源食品添加剂或防腐剂是目前在药食同源食品中常见的成分，这些剂量都有严格的控制标准，添加过量将会严重影响人们的身体健康。食品添加剂是致癌性物质之一，而防腐剂虽然在一定程度上可以延长食品的保质期，但防腐剂本身具有一定的毒性。气相色谱法可以对食品添加剂或防腐剂进行检测。例如，工作人员检测添加剂前先将样品调至合适的pH值，接着使用乙醚作溶剂提取食品中的添加剂，选择气相色谱中的氢火焰离子检测器对样品进行分析，通常添加剂用量要保证小于1 μg/kg，工作人员还能够利用气相色谱法检测苯甲酸、对羟基苯甲酸乙酯、山梨酸等防腐剂的含量[3]。在药物检测方面有相关人员利用气相色谱法开发出了中成药添加剂巴比妥等物质的检测方法，建立方法选择氦气为流动相，流速设置为2.0 mL/min，温度230 ℃，进色谱柱分流比设置为5∶1，运行时间30 min，这种方法操作简单，同时具有较好的稳定性，能够满足对上述药品添加剂含量的检测，并且检测效率高。

3.2 气相色谱法对药食同源食品中手性物质纯度检测

手性物质具有手性对称的特征，类似于实物和镜像的一组对映异构体，手性分子不仅在旋光性上不同，在理化性质上也有一定的差异，手性物质在临床医学上具有重要的研究意义。在疾病治疗方面，手性分子虽然官能团一致，结构相似，但在进入人体内所表现的机能和作用相差很大，出现偏差会对人体健康造成严重影响，所以应该严格控制手性药物纯度检测，保证数据的精准性[4]。传统的检测方法在一些手性物质分离提纯检测方面存在较大阻碍，气相色谱法可以对其纯度进行有效检测，具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点。此外，质谱法（Mass Spectrometry，MS）具有较好的检测效果，可以定量地分析出样品组分的相对分子质量。气相色谱法与质谱法联用（简称气质联用，GC-MS）更有利于提高样品检测的准确性。

3.3 气相色谱法对药食同源食品的农药残留检测

农民在农作物生长过程中常常会用到农药，农药在农作物的疾病治疗以及机能调节方面具有重要作用，但许多农药具有不易挥发、难降解、蒸汽压低等特性，容易在农作物中产生残留，再经过食物链进入人体，对人们的身体健康产生危害。农药的组成成分较为复杂，并且监测误差要求小，因此对农药残留分析技术有更高的标准，气相色谱可以满足多种农药残留检测需求。例如，杀虫双是一种常用的农用杀虫剂，主要用于蔬菜、水果、小麦等作物，杀虫双能够被植物多个部位吸收并传导，如果过量使用或使用不当会产生较多的农药残留。王巍等[5-6]利用气相色谱法有效地对糙米等作物中杀虫双的含量进行了检测，在检测前先对样品进行处理，使用盐酸溶液浸泡，再经过小苏打溶液处理，最后使用气相色谱法检测，数据显示杀虫双添加剂量在0.2～2.0 mg/kg，平均回收率接近90%，并在其上下波动，RSD为1.7%～4.2%（样品数量为10）。通常而言，气相色谱法对于药食同源食品的农药残留检测具有较高的准确性。

3.4 气相色谱法对药食同源食品中药品原料残留分析

食品中的添加剂在生产过程中会用到许多化学有机试剂，尤其是在药食同源食品中更为显著，容易产生溶剂残留，工作人员利用气相色谱法对药品生产环节中的溶剂残留进行检测控制，可以对药品质量安全实施有效管控。例如，埃索美拉唑镁是临床医学上常用的一种治疗胃病的药物，这种药物会极少量的添加到食品中，但这种药物在生产过程中需要使用甲醇、甲苯、二氯乙烷、乙腈和乙酸乙酯等多种溶剂。王巍等[5-6]利用气相色谱法对其进行溶剂残留分析，条件设置如下。流动相选择氮气，流速3.5 mL/min，程序升温，设置温度为250 ℃，色谱柱选择二甲基聚硅氧烷柱，进色谱柱分流比设置为10∶1，进样量选择2 μL，这种方法可以对食品中的溶剂残留进行准确分析，并且操作简单，灵敏度强，充分提高了分析人员的工作效率。

4 结语

气相色谱法是化学分析中常用的一种检测技术，在药食同源食品安全检测中具有重要的作用，气相色谱技术能够对食品中非法添加的化学成分、农药或溶剂残留进行全面分析检测，并且气相色谱法具有灵敏度高、操作简单等特点。相关研究人员应加强对气相色谱方法的开发与研究，注重气相色谱法与质谱法等技术的联用，充分发挥气相色谱技术的优势，为我国药食同源食品的安全检测作出贡献。