气相色谱法在农产品检测中的应用

2025-02-14谢婉茹袁点左煜

食品安全导刊·中旬刊 2025年1期

关键词：气相色谱法发展趋势应用

摘要：本文综述了气相色谱法在农产品检测中的应用。通过详细介绍气相色谱法的原理和特点，重点阐述该方法在农药残留、兽药残留、营养成分分析等方面的应用，分析气相色谱法在农产品检测中存在的问题，并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：气相色谱法；农产品检测；应用；发展趋势

Application of Gas Chromatography in Agricultural Products Testing

XIE Wanru， YUAN Dian， ZUO Yu

（Mianxian Agricultural Products Quality Safety Monitoring and Inspection Center， Mianxian 724200， China）

Abstract： This paper reviews the application of gas chromatography in the detection of agricultural products. This paper introduces the principle and characteristics of gas chromatography in detail， focuses on the application of this method in pesticide residues， veterinary drug residues， nutrition analysis and other aspects， analyzes the problems existing in the detection of agricultural products by gas chromatography， and looks forward to its future development trend.

Keywords： gas chromatography; agricultural product detection; application; development trend

农产品是人类生活的重要物质基础，其质量安全直接关系到人们的身体健康和生命安全。随着人们生活水平的提升，消费者对农产品质量的要求也越来越高。为了确保农产品的质量安全，需要采用先进的检测技术对农产品中的各种有毒有害物质和营养成分进行准确检测。气相色谱法作为一种重要的分析检测技术，在农产品检测中得到了广泛应用。本文将对气相色谱法在农产品检测中的应用进行综述，以期为农产品质量安全检测提供参考。

1 气相色谱法概述

1.1 原理

气相色谱法是一种以气体为流动相的色谱分析方法。样品在气化室中被气化后，由载气带入色谱柱中进行分离。不同的组分在色谱柱中的保留时间不同，从而实现分离。分离后的组分依次进入检测器，检测器将组分的浓度或质量信号转换为电信号，经放大器放大后，由记录仪记录下来，得到色谱图。根据色谱图中各组分的保留时间和峰面积，可以对样品中的各组分进行定性和定量分析[1]。

1.2 特点

①分离效率高。气相色谱法能够有效分离复杂混合物中的各种组分，分离效率高。②分析速度快。一般情况下，一次分析可在几分钟至几十分钟内完成。③灵敏度高。可检测出微量组分，检测限低。④选择性好。可通过选择不同的色谱柱和检测器，实现对特定组分的选择性检测。⑤应用范围广。可分析气体、液体和固体样品中的各种组分[2]。

2 气相色谱法在农产品检测中的应用

2.1 农药残留检测

2.1.1 有机氯农药残留检测

有机氯农药是一类具有高毒性、高残留性的农药，曾经在农业生产中被广泛使用。由于其降解半衰期较长，降解速度慢，在人体内难分解，对环境和人体健康的危害较大，目前部分有机氯类农药已被列入国家禁限用农药名录。气相色谱法可以检测出农产品中的有机氯农药残留，如六六六、滴滴涕、三氯杀螨醇等。常用的检测器有电子捕获检测器（Electron Capture Detector，ECD），其对有机氯农药具有很高的灵敏度和选择性[3]。

2.1.2 有机磷农药残留检测

有机磷农药也是目前农业生产中使用最广泛的农药之一，其毒性较大，但降解速度相较有机氯类农药快，残留时间相对较短。气相色谱法可以检测出农产品中的有机磷农药残留，如敌敌畏、乐果、甲胺磷等。常用的检测器有火焰光度检测器，其对含磷化合物具有较高的灵敏度和选择性[4]。

2.1.3 拟除虫菊酯农药残留检测

拟除虫菊酯农药是一类新型农药，具有高效、低毒、低残留等特点。气相色谱法可以检测出农产品中的拟除虫菊酯农药残留，如氯氰菊酯、溴氰菊酯、氰戊菊酯等。常用的检测器有电子捕获检测器和火焰光度检测器[5]。

2.2 兽药残留检测

2.2.1 抗生素残留检测

抗生素在畜牧业生产中用于预防和治疗动物疾病，但过量使用会导致抗生素残留。气相色谱法可以检测出农产品中的抗生素残留，如青霉素、四环素、氯霉素等。常用的检测器有电子捕获检测器和火焰离子化检测器。

2.2.2 激素残留检测

激素在畜牧业生产中用于促进动物生长，但过量使用会对人体健康造成危害。气相色谱法可以检测出农产品中的激素残留，如雌激素、孕激素、睾酮等。常用的检测器有电子捕获检测器和质谱检测器。

2.2.3 磺胺类药物残留检测

磺胺类药物在畜牧业生产中用于预防和治疗动物疾病，但过量使用会导致磺胺类药物残留。气相色谱法可以检测出农产品中的磺胺类药物残留，如磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑等。常用的检测器有电子捕获检测器和火焰离子化检测器[6]。

2.3 营养成分分析

2.3.1 脂肪酸分析

气相色谱法可用于分析不同生长阶段农产品的脂肪酸组成，如饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸等，有助于确定最佳的收获时间，以保证农产品的品质和产量。研究发现，在花生生长后期，其脂肪酸含量会逐渐稳定，此时收获可获得较高品质的花生和花生油。常用的检测器有火焰离子化检测器[7]。

2.3.2 糖类分析

气相色谱法可用于分析农产品中的糖类含量，如谷物中的淀粉、水果中的糖分等，从而评估农产品的品质和营养价值，为农业生产和农产品加工提供指导。氢火焰离子化检测器对大多数糖类衍生物具有良好的响应值，是糖类分析中常用的检测器。

2.3.3 氨基酸分析

气相色谱法可用于检测农产品中的游离氨基酸含量，评估其营养价值和品质，如肉类、乳品及谷物等。对于农产品的加工、储存和质量控制具有重要意义。氢火焰离子化检测器是氨基酸分析中最常用的检测器，具有灵敏度高、线性范围宽等优点。

3 气相色谱法在农产品检测中存在的问题

3.1 样品前处理复杂且易引入误差

农产品基质复杂，包含蛋白质、脂肪、糖类及维生素等多种成分，在进行气相色谱检测前，需要对样品进行粉碎匀浆、提取、净化等前处理步骤，使待测成分析出，从而去除复杂基质的干扰，提高检测结果的准确性[8]。此外，不同的农产品基质可能需要采用不同的前处理方法，缺乏通用性的前处理技术增加了检测的复杂性和难度。

3.2 色谱柱及仪器设备限制

3.2.1 色谱柱方面

气相色谱柱的性能对分离效果起着关键作用。一些特殊的农产品分析物可能需要特定类型的色谱柱才能实现良好的分离，但专用色谱柱价格昂贵，且使用寿命有限。同时，色谱柱在使用过程中容易受到污染，如样品中的杂质残留、高沸点化合物的吸附等，导致柱效下降，分离效果变差，需频繁更换色谱柱，增加了检测成本[9]。

3.2.2 仪器设备方面

气相色谱仪的检测器种类繁多，如火焰光度检测器等，每种检测器都有其特定的检测对象和局限性。对于复杂的农产品检测，可能需要多种检测器联合使用才能满足检测需求，这不仅增加了仪器购置成本，还要求操作人员具备更高的仪器操作技能。

3.3 样品分析过程存在一定局限性

3.3.1 定性分析

气相色谱法主要依据保留时间的差异对化合物进行定性。但在农产品检测中，可能存在多种化合物具有相似的保留时间，尤其是同分异构体等情况，如δ-666、五氯硝基苯在100%聚二甲基硅氧烷色谱柱中保留时间十分接近，容易造成误判，仅依靠保留时间定性存在误判风险。

3.3.2 定量分析

在定量分析方面，气相色谱法常用的外标法和内标法都存在一定局限性。外标法对操作条件要求较为严格，进样量的准确性对定量结果影响较大，而在实际检测中，难以保证每次进样量完全一致。内标法虽然可以在一定程度上克服进样量的影响，但内标物的选择较为困难，需要与目标分析物性质相似且在样品中不存在，否则会影响定量的准确性。此外，农产品中目标分析物的含量通常较低，在低浓度下仪器的响应可能会出现非线性，也会给定量分析带来误差[10]。

4 气相色谱法在农产品检测中的发展趋势

4.1 仪器设备的微型化与便携化

传统的气相色谱仪体积较大、重量较重，且需要较为稳定的实验环境，限制了其在现场检测和快速筛查方面的应用。未来，气相色谱仪将朝着微型化、便携化方向发展。例如，研发微型气相色谱芯片，其体积小、功耗低，可以集成到便携式检测设备中。这使得检测人员能够在农产品生产基地、农贸市场等现场快速采集样品并进行检测，及时发现问题，大大缩短了检测周期，提高了监管效率。

4.2 高效快速的样品前处理技术

农产品成分复杂，样品前处理一直是气相色谱检测中的关键环节。新型的样品前处理技术不断涌现并将得到广泛应用。例如，QuEChERS技术将进一步优化和完善，其操作简便、快速、溶剂用量少，能有效去除农产品中的杂质干扰，提高目标物的提取效率。此外，固相微萃取（Solid-Phase Microextraction，SPME）技术也会持续发展，开发出更多具有高选择性和高灵敏度的萃取涂层，能够更精准地富集目标分析物，减少前处理时间和成本，并提高检测的准确性和重现性。

4.3 联用技术的深入拓展

气相色谱与其他分析技术的联用是提高检测能力的重要途径。气相色谱-质谱联用技术在农产品检测中发挥了重要作用，但未来其联用技术将更加深入和多样化。①高分辨质谱如气相色谱-飞行时间质谱和气相色谱-傅里叶变换离子回旋共振质谱的应用逐渐增多，能够提供更精确的化合物结构信息，对于复杂农产品样品中未知污染物的筛查和鉴定具有极大优势。②气相色谱与其他光谱技术的联用，如气相色谱-红外光谱联用可以从不同角度对分析物进行表征，进一步提高定性定量分析的可靠性[11]。

4.4 智能化与自动化

随着人工智能和自动化技术的飞速发展，气相色谱法在农产品检测中的智能化和自动化程度将不断提高。仪器设备将具备自我诊断、自动优化检测条件、智能数据处理等功能。例如，通过机器学习算法，仪器能够根据样品的性质自动选择合适的色谱柱、检测器以及分析方法，并对检测数据进行实时分析和判断，减少人为误差，提高检测效率和准确性。

5 结语

气相色谱法作为保障农产品质量安全的分析检测技术，具有较为广泛的应用前景。未来，气相色谱法会在检测的准确性、灵敏度和效率等方面不断提升，充分发挥其在农产品检测中的作用，保障消费者的健康和农业产业的可持续发展，推动农产品检测技术迈向新的阶段。

参考文献

[1]王晓磊，王乐乐.气相色谱法在农产品农药残留检验检测中的应用分析[J].中国食品工业，2024（2）：62-64.

[2]王琳.气相色谱法在农产品检验检测中的应用[J].农技服务，2017，34（21）：167.

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[4]李峰，隋香菊.气相色谱法测定农产品中有机磷类农药残留实验中出现问题的分析与研究[J].农药科学与管理，2024，45（2）：29-34.

[5]李翔，黄阳成，翁春英，等.气相色谱法单塔双柱双检测器测定农产品中有机氯与拟除虫菊酯类农药残留应用探索[J].农业资源与环境学报，2013，30（6）：109-112.

[6]王玉芹，黄桂原，李晴，等.磺胺嘧啶中残留溶剂甲醇、乙醇、DMF气相色谱检测方法的建立和验证[J].广东化工，2018，45（23）：85-86.

[7]赵磊，丁雪，孙艳杰，等.柱前衍生-气相色谱法测定沙棘中脂肪酸的含量[J].特产研究，2024，46（4）：116-127.

[8]薛莉，李霖，吴杰.气相色谱法测定不同产地艾叶挥发油成分含量[J].农产品加工，2024（12）：67-69.

[9]高翠平.气相色谱法在农残检测中的应用[J].农业技术与装备，2023（3）：93-94.