液相色谱法在乳制品检验中的应用

于冬燕 陈刚浩 苏权 李意婷 覃向生 陈洁 甘珍翠 陈志成

液相色谱法（Liquid Chromatography，简称LC）是一种基于物质在液相内分配和吸附的原理进行分离和分析的技术，具有操作简便、分离效果好、灵敏度高等优点，能够满足乳制品质量监控和安全性评估的需求。因此，液相色谱法在乳制品行业中的应用越来越广泛，对于提高产品质量和保障消费者健康都具有重要意义。

一、液相色谱法的原理

在液相色谱法中，样品首先通过进样器被引入高效液相色谱柱，柱内充满了固定相，可以是吸附剂、离子交换剂或者凝胶剂等。液相在固定相上流动时，不同成分会因为在移动相和固定相之间的相互作用力不同而发生分离，这些相互作用力包括吸附、分配、离子交换和凝胶层析等，流经柱的移动相可以是液体或气体。移动相中溶解有待分析的组分，在流动过程中，样品内的物质将被分离开来。分离完成后，分离出的化学物质将被传送至检测器进行检测和定量分析，检测器包括紫外可见光谱检测器、荧光检测器、电化学检测器等。根据检测信号的强度和峰面积，可以得到物质含量的定量结果。

二、乳制品中常见成分的液相色谱分析

1.蛋白质分析。蛋白质的含量和种类对于产品的品质和营养价值有着重要影响，液相色谱法在蛋白质分析中具有高分辨率、高灵敏度的优势，常见的蛋白质分析方法包括离子交换色谱、凝胶过滤色谱和亲和色谱等。其中，离子交换色谱是通过样品中蛋白质与带电的固定相之间的离子交换作用来实现分离，根据蛋白质的带电性质和溶液pH值的调节，可以实现不同蛋白质之间的分离；凝胶过滤色谱是利用不同大小的分子来分离蛋白质，大分子蛋白质无法通过色谱柱的孔隙而被保留，小分子溶质则可顺利通过；亲和色谱是利用蛋白质与特定亲和配体之间的特异性相互作用来进行分离，比如利用抗体与抗原的结合来实现分离。

2.糖类分析。糖类是乳制品中的主要营养成分之一，液相色谱法在糖类分析中具有高灵敏度和高选择性的优势，常用的糖类分析方法包括离子交换色谱、亲和色谱和毛细管电泳等。其中，离子交换色谱在糖类分析中得到广泛应用，通过调节溶液的pH和流动相中的离子浓度来控制糖类在固定相上的吸附和洗脱过程，实现糖类的分离和检测；亲和色谱是利用特定亲和配体与糖类之间的结合作用来进行分离，比如通过蛋白质固定相与半乳糖苷酶结合来实现半乳糖的分离；毛细管电泳则是利用糖类在电场中的迁移速度差异来实现分离，其分离效果优于传统的色谱方法。

3.脂类分析。脂类对乳制品的风味、质地和储存稳定性有着重要作用，液相色谱法在脂类分析中应用广泛，常见的方法包括正相液相色谱和反相液相色谱。其中，正相液相色谱主要用于分析非极性和中等极性脂类，常用的固定相是含有非极性取代基的硅胶或氧化铝；反相液相色谱则用于分析极性脂类，常用的固定相是碳链长度较长的疏水基团修饰的硅胶。通过调节流动相的极性和溶剂梯度，可以实现脂类的有效分离和定量。

4.维生素分析。维生素也是乳制品中的重要营养成分之一，液相色谱法在维生素分析中具有高灵敏度、高选择性和快速分离的优势，常见的方法包括高效液相色谱、光电二极管阵列检测器和质谱联用技术等。其中，高效液相色谱常用于维生素的分析，可以通过调节流动相的组成和梯度程序来实现维生素的分离和定量；光电二极管阵列检测器可以同时进行多波长的检测，提高检测效率和准确性；质谱联用技术则可以实现对维生素的结构鉴定和定量分析，具有高灵敏度和高特异性。

三、液相色谱法在

乳制品安全性评估中的应用

1.重金属分析。重金属是一类可能存在于乳制品中的污染物，如铅、镉、汞等，主要来自于土壤、饲料或生产过程中的污染源。液相色谱法结合前处理技术能够快速准确地检测和分析乳制品中的重金属含量，首先对样品进行提取和净化，然后使用离子交换色谱、亲和色谱或石墨炉原子吸收光谱等技术对重金属进行定量测定。

离子交换色谱可以有效分离乳制品中的重金属。在样品经过前处理后，重金属离子被吸附在离子交换树脂上，通过改变移动相的成分或pH，使吸附的重金属离子逐渐释放出来，然后通过色谱柱进行分离和定量分析。

亲和色谱是利用亲和剂与重金属之间的选择性结合作用，實现分离和检测。通过特定的亲和剂与重金属形成络合物，将样品中的重金属与其他干扰物质分离开来，再进行后续的定量分析。

石墨炉原子吸收光谱具有高灵敏度，能够直接测定乳制品样品中的重金属含量。该方法使用专用的石墨炉进行样品的加热和原子化，然后通过测量被原子化的重金属蒸气对特定波长的光的吸收程度来确定其含量。

2.季铵盐类分析。季铵盐是一类常用的消毒剂和防腐剂，广泛用于乳制品生产过程。然而，不当使用或残留过量的季铵盐可能对人体健康产生潜在的影响，因此需要对乳制品中季铵盐的含量进行精确监测。液相色谱法结合前处理技术可以有效地分析乳制品中季铵盐的含量，常用的方法是离子交换色谱，通过调节溶液pH和流动相中的离子浓度实现季铵盐与固定相之间的离子交换，从而分离和定量季铵盐。

在季铵盐分析中，液相色谱法还可以结合质谱联用技术，提高分析的准确性和特异性。质谱联用技术将液相色谱与质谱仪结合起来，可以同时检测多种季铵盐并确定其结构和含量，从而更加准确地对乳制品中的季铵盐进行分析。

为了保证结果的准确性，液相色谱法在季铵盐分析中还需要进行方法验证和质量控制。方法验证包括确定方法的灵敏度、线性范围、重复性等参数，以保证分析结果的可靠性；质量控制则是通过引入标准物质、空白样品和质控样品，监测仪器的性能和分析过程的准确性。

3.硝酸盐类分析。硝酸盐常用于化肥和农药，因此可能存在于乳制品中。高含量的硝酸盐可能对人体健康特别是婴幼儿造成潜在风险，而液相色谱法可以有效测定乳制品中的硝酸盐含量。

一种常用的方法是离子交换色谱法，利用离子交换树脂对样品中的硝酸盐进行分离和测定，通过调节流动相的成分和离子强度，使得硝酸盐与固定相之间发生离子交换，从而实现分离和定量分析。

液相色谱法还可以结合紫外-可见光谱检测器，通过测量硝酸盐分子在特定波长下的吸光度来确定其含量。通过预先建立硝酸盐的标准曲线，可以准确计算乳制品样品中硝酸盐的浓度。

四、液相色谱法在乳制品品质评价中的应用

1.动态分析。动态分析是指对乳制品样品中特定成分的变化进行实时或连续监测和分析，以了解其在生产、加工和储存等过程中的动态性能。液相色谱法可以用于对乳制品中多种有机和无机成分的动态分析。比如，可以通过监测乳制品中糖类、蛋白质和维生素等成分的动态变化，评估其在加工和储存过程中的稳定性和营养价值。

在动态分析中，液相色谱法通常与自动采样器和在线检测系统结合使用，以实现对乳制品样品中成分的连续监测。自动采样器可以定期或按需自动取样，并将样品引入液相色谱系统进行分析；在线检测系统则可以实时监测和记录分析结果，以获取样品成分的动态变化曲线。

动态分析中的液相色谱方法需要考虑样品的稳定性和分析时间的控制。对于易发生变化的成分，如营养物质和食品添加剂等，需要选择适当的色谱柱和流动相条件，以保证分离和测定的准确性。同时，还需要优化分析时间，以获得足够的数据点，从而反映样品中成分的动态变化趋势。

2.表观多肽图谱分析。乳制品中含有丰富的蛋白质，而蛋白质的降解产物和碎片被称为表观多肽，在乳品的品质特性和口感上发挥着重要作用。液相色谱法通过分离和定量分析乳制品中的表观多肽，可以提供关于蛋白质降解、酶解和发酵等过程的信息，从而评估乳品的品质和新鲜度。常见的液相色谱模式包括反相色谱、离子交换色谱和凝胶过滤色谱等。

在表观多肽图谱分析中，乳制品样品首先需要进行蛋白质提取和酶解处理，将蛋白质分解为多肽，再利用适当的色谱柱和流动相对多肽进行分离。根据多肽的特性，可以选择不同的色谱条件进行分析，例如反相色谱适用于疏水性多肽的分離，而离子交换色谱适用于带电多肽的分离。分离后的多肽可以通过紫外-可见光谱检测器进行定量分析。表观多肽图谱分析可以提供乳制品中不同蛋白质降解产物的相对含量和特征峰的信息，通过对比不同样品的表观多肽图谱，可以评估乳品的新鲜度、贮存稳定性和加工过程中的变化。

3.酸度、氧化度等指标分析。酸度、氧化度等指标对于乳制品的品质和安全性具有重要影响，因此需要进行准确测定和监控。

如表1所示，酸度是乳制品品质评价中的重要指标之一，常用的分析方法包括离子色谱法和pH计测定法。离子色谱法可以在分离柱上将有机酸和无机酸与其他成分分离，然后通过检测器进行定量分析；pH计测定法则是通过测量样品溶液的酸碱度来间接评估酸度水平。这两种方法能够准确测定乳制品中的酸度，并为生产者提供调整产品配方和工艺的依据，以保证产品的质量和口感。

氧化度是反映乳制品在储存和加工过程中氧化变质程度的重要指标，常用的分析方法是HPLC和电化学检测法是。HPLC可以高效分析乳制品中的氧化物，如过氧化脂质、羟基自由基等，通过定量分析来评估乳制品的氧化度；电化学检测法是基于氧化还原反应，通过测定样品中氧化还原电位的变化来间接评估氧化度。这两种方法可以准确测定乳制品的氧化度，为生产者提供及时的质量监控和调整依据，以延长产品的保质期和提高产品的稳定性。

作者简介：于冬燕（1987-），女，汉族，广西桂林人，工程师，大学本科，研究方向为乳制品检验和体系管理。

*通信作者：陈志成（1974-），男，汉族，湖南宁远人，高级工程师，硕士研究生，研究方向为乳制品研发和管理。