氣相色譜法在糧油檢測應(yīng)用探討

◎ 吳慧瑩

（海口市糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測站，海南 海口 570100）

近年來，國內(nèi)食品安全問題頻發(fā)，嚴(yán)重威脅人們的生命安全。食品安全檢測作為一項(xiàng)必要工作，采用氣相色譜法能夠有效彌補(bǔ)糧油檢測方式中的不足，憑借其操作簡單、靈敏性高、檢測成本低及檢測周期短等優(yōu)勢，幫助工作人員更快掌握糧油質(zhì)量，比傳統(tǒng)食品檢測方式更為便捷。

1 氣相色譜儀的組成部分及作用

1.1 載氣系統(tǒng)

氣相色譜儀的載體系統(tǒng)一般是由氣源鋼瓶、氣體發(fā)生器以及減壓裝置等組建而成的密閉管路，為色譜分析提供所需氣源。

1.2 進(jìn)樣系統(tǒng)

進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣裝置以及氣化室這兩個(gè)部分，常見的進(jìn)樣器包括手動(dòng)微量注射器和液體自動(dòng)進(jìn)樣器，氣化室的實(shí)際作用是將液體樣品瞬間氣化為氣體。

1.3 分離系統(tǒng)

分離系統(tǒng)主要是由色譜柱、色譜爐組建而成，色譜柱好比氣相色譜儀的心臟，色譜分離過程基本都是在色譜柱內(nèi)進(jìn)行。色譜柱能夠分為填充柱和毛細(xì)管柱這兩類，且都是由固定相和柱管構(gòu)成。色譜爐的作用則是為分析樣品各組分在柱內(nèi)的分離提供適宜的溫度。

1.4 檢測系統(tǒng)

檢測系統(tǒng)是一種能夠?qū)⒏鹘M分的量轉(zhuǎn)化為易于檢測的電信號裝置，根據(jù)檢測原理的不同，能夠?qū)z測器分為濃度型和質(zhì)量型這兩類。其中，濃度型檢測器檢測的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即檢測器的響應(yīng)值正比于載氣中組分的濃度。例如，熱導(dǎo)檢測器以及電子捕獲檢測器這兩類是非常典型的濃度型檢測器；質(zhì)量型檢測器所測量的是載氣中所攜帶的樣本進(jìn)入到檢測器內(nèi)的速度變化，檢測器的響應(yīng)信號正比于單位時(shí)間內(nèi)組分進(jìn)入檢測器的質(zhì)量。常見的質(zhì)量型檢測器由氫焰離子化監(jiān)測器以及火焰光度檢測器。

2 氣相色譜法的操作注意事項(xiàng)及其特點(diǎn)

2.1 氣相色譜法操作注意事項(xiàng)

①在進(jìn)行色譜檢測時(shí)，應(yīng)選擇合適的色譜柱，不僅要考慮被測組分的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)條件（例如柱溫、柱壓的高低），還需要和檢測器的性能相匹配。②根據(jù)被測物質(zhì)選擇檢測器，測定有機(jī)磷農(nóng)藥殘留可以選用火焰光度檢測器（FPD），測定浸出油溶劑殘留量、脂肪酸組成以及過氧化苯甲酰等選用檢測氫火焰離子化檢測器（FID），檢測有機(jī)氯農(nóng)藥殘留、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留選用電子捕獲檢測器（ECD）。③在采用氣相色譜法對糧油進(jìn)行檢測時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)程操作，選擇達(dá)到要求的玻璃儀器，注意保持其清潔，并做好儀器的日常維護(hù)和保養(yǎng)，使儀器達(dá)到最佳工作狀態(tài)，提高檢測的準(zhǔn)確性，使其在糧油檢測中發(fā)揮至關(guān)重要的作用[1]。

2.2 氣相色譜法的特點(diǎn)

氣相色譜法存在以下特點(diǎn)。①氣相色譜法檢測具有較高的靈敏度。氣相色譜常規(guī)檢測濃度低于1.0×10-6mg·kg-1，針對農(nóng)殘等物質(zhì)的檢測濃度可達(dá)到1.0×10-9mg·kg-1，甚至1.0×10-12mg·kg-1量級。②氣相色譜法的檢測速度非常快。較為復(fù)雜的檢測樣本檢測時(shí)間控制在十幾分鐘，并且擁有較高的自動(dòng)化水平。③在物質(zhì)檢測過程中具有較為廣泛的應(yīng)用。氣相色譜法不僅能應(yīng)用于極易揮發(fā)的有機(jī)物質(zhì)之中，還能應(yīng)用于沸點(diǎn)較高的樣品物質(zhì)之中。④氣相色譜技術(shù)擁有較高的分離率，可對絕大多數(shù)的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行檢測。⑤因此具有較高的檢測效能。⑥氣相色譜法所需要的檢測樣本非常少。⑦氣相色譜法設(shè)備操作較為簡單且設(shè)備價(jià)格不高，能夠有效控制檢測成本。

3 氣相色譜法的分類

根據(jù)選用固定相的不同，將氣相色譜法劃分為兩類，包括氣固色譜和氣液色譜。氣固色譜的固定相是固定吸附體，而氣液色譜的固定相則是涂有固定液的擔(dān)體。根據(jù)色譜柱的粗細(xì)程度可將其分為毛細(xì)管柱氣相色譜法和填充柱氣相色譜法。在對食品進(jìn)行安全檢測操作過程中，載氣大多是用氮?dú)猓藭r(shí)填充柱和毛細(xì)管柱均可使用，其中，毛細(xì)管柱的使用材質(zhì)可參考外部玻璃材質(zhì)，并將其直徑設(shè)定在0.18～0.25 mm，而高分子多孔的樣本通常則采用0.20 mm或者是0.32 mm的毛細(xì)管柱[2]。

4 氣相色譜法在糧油檢測中的應(yīng)用

4.1 藥物殘留情況的檢測

近年來，農(nóng)藥殘留物超標(biāo)已經(jīng)成為當(dāng)代農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)過程中極為常見的問題。農(nóng)藥會(huì)對人體造成極大的危害。農(nóng)藥在糧食、果蔬上的用量高居不下，這些藥物的不合規(guī)使用勢必造成農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，嚴(yán)重影響消費(fèi)者的食用安全，甚至?xí)苯訉?dǎo)致人體中毒死亡。加強(qiáng)糧油類農(nóng)藥殘留情況檢測，能夠減少此類事件的發(fā)生。因此，我國市場監(jiān)管總局需要加強(qiáng)對農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營門店的管理，保障我國綠色糧食食品安全。許多糧食產(chǎn)品中都存在農(nóng)藥殘留的情況，其中，有機(jī)氟和有機(jī)磷農(nóng)藥殘留居多。檢測人員可以利用氣相色譜法對糧油食品中的有害物質(zhì)進(jìn)行檢測，通常采用GC-ECD或是GC-FPD技術(shù)檢測農(nóng)藥殘留物。通過氣相色譜技術(shù)檢測糧油中的藥物殘留，有助于加強(qiáng)食品管控，降低糧油食品中的有害物質(zhì)含量，保障人們的身體健康。

4.2 重金屬含量的檢測

鉛、汞等物質(zhì)都屬于重金屬，是較為常見的環(huán)境污染物，不同的重金屬有著不同的危害，并且能夠通過各類方式進(jìn)入到人體內(nèi)，一旦被人體所吸收，會(huì)在人體內(nèi)不斷積累，且很難被排除體外，進(jìn)而造成慢性中毒。例如，人體內(nèi)吸收大量的汞會(huì)對人的視神經(jīng)造成破壞，而鎘則會(huì)引起人體腎功能失調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致高血壓。2011年，我國南京農(nóng)業(yè)大學(xué)潘根興教授隨機(jī)抽取91個(gè)大米樣本進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)10%的大米存在鉻超標(biāo)的問題[3]。除此之外，2020年云南省昭通市針對湖南省益陽市產(chǎn)出的重金屬超標(biāo)大米進(jìn)行銷毀，由此引發(fā)了社會(huì)群體的擔(dān)憂，加強(qiáng)對糧油食品的安全的檢測力度顯得極為重要。檢測人員利用氣相色譜法，結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)對糧油食品中的重金屬含量進(jìn)行檢測，可以精準(zhǔn)把控糧油食品重金屬含量。另外，檢測人員應(yīng)科學(xué)合理地選擇檢測儀器，實(shí)現(xiàn)對當(dāng)代糧油食品中的重金屬物質(zhì)含量的準(zhǔn)確檢測，避免糧油食品中出現(xiàn)二次污染[4]。

4.3 抗氧化劑含量的檢測

氧化是導(dǎo)致食品品質(zhì)劣變的重要因素之一，糧油類食品更是如此。氧化會(huì)讓食品中的油脂發(fā)生酸敗，時(shí)食品褪色、褐變，導(dǎo)致糧油食品維生素被破壞，從而降低食品品質(zhì)及營養(yǎng)價(jià)值，甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)，引起食物中毒。因此，為防止糧油變質(zhì)，許多無良商家會(huì)在糧油內(nèi)加入過量的氧化劑，對人體健康造成傷害，例如，大劑量的BHA（丁基羥基茴香醚）可致癌，而BHT（二丁基羥基甲苯）可抑制人體呼吸酶活性，因此在我國食品研究領(lǐng)域中，抗氧化劑在食品中的添加量也開始引起人們的關(guān)注。食品抗氧化劑一直是研究人員研究重點(diǎn)，深入探究檢測抗氧化劑量的氣相色譜法，從而進(jìn)一步提升我國食品安全監(jiān)測技術(shù)，不斷增強(qiáng)氣相色譜儀器檢測技術(shù)的靈敏性，能夠有效推動(dòng)抗氧化劑檢測技術(shù)的發(fā)展。氣相色譜法作為一種高效率的分離分析方法，不僅能有效避免檢測環(huán)節(jié)試劑多且操作復(fù)雜的情況，還能夠有效降低檢測成本，氣相色譜法在糧油食品的抗氧化劑含量檢測過程中，不僅具有十分靈敏的檢測度，檢測精密度也非常高。近年來，我國大量文獻(xiàn)所陳述的相關(guān)研究中，普遍采用的是氣相色譜法。氣相色譜法也能夠分為全二維氣相色譜／飛行時(shí)間質(zhì)譜法（GC×GC–TOFMS），該項(xiàng)技術(shù)有助于在短時(shí)間內(nèi)快速分離和定性分析食品中所包含的十幾種抗氧化劑，從而得到待分析物與樣品基質(zhì)之間理想的分離效果。

4.4 添加劑、多環(huán)芳烴等物質(zhì)含量的檢測

我國市場所銷售的各類食品中，大多數(shù)食品都添加有食品添加劑，可見食品添加劑與我們的日常生活息息相關(guān)。食品添加劑的適量使用可以改善食品的品質(zhì)和外觀，但若添加過多，則會(huì)對人體產(chǎn)生不良影響。許多企業(yè)為了增加食品購買力，違規(guī)添加過多食品添加劑，導(dǎo)致對人體產(chǎn)生不良危害。人們經(jīng)常食用的糧油食品由于極易受到環(huán)境因素的影響，部分企業(yè)會(huì)在其中過量加入食品添加劑以保障產(chǎn)品質(zhì)量，不僅降低了糧油質(zhì)量，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致糧油食品中產(chǎn)生有害物質(zhì)，大大增加食用者的患病概率。

工作人員在檢查糧油食品時(shí)，通常會(huì)使用色譜儀這類專用儀器進(jìn)行檢測，氣相色譜儀擁有較高的靈敏度，能幫助研究人員檢測出糧油食品中所添加的多環(huán)芳烴等其他類型的食品添加劑，有效保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。利用GC-FID氣相色譜法對糧油食品進(jìn)行檢測，能夠準(zhǔn)確得出其中所添加的防腐劑類型及其具體含量，同時(shí)還能夠檢測出其中有害物質(zhì)，避免對人體造成更為嚴(yán)重的損害。

4.5 糧油溶劑殘留量的檢測

從各地市場監(jiān)管機(jī)構(gòu)所發(fā)布的食品安全抽檢數(shù)據(jù)中能夠了解到，在近期食用油產(chǎn)品檢測中，溶劑殘留是目前糧油質(zhì)量檢測中最為突出的問題。溶劑殘留檢測是糧油產(chǎn)品檢測中的強(qiáng)制性檢測指標(biāo)，能從中了解到產(chǎn)品質(zhì)量是否符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)[5]。結(jié)合我國食品安全抽檢數(shù)據(jù)來看，這些溶劑殘留量超標(biāo)的產(chǎn)品大多源于企業(yè)在生產(chǎn)加工中使用的浸提溶劑，在后期的制作工藝中，企業(yè)生產(chǎn)部門未采取有效的技術(shù)手段去除溶劑，導(dǎo)致食品溶劑殘留量超標(biāo)。當(dāng)糧油食品中所含有的溶劑殘留量比例過高時(shí)，長期食用損傷人們的神經(jīng)系統(tǒng)，還會(huì)影響造血系統(tǒng)，致使人體健康受到損害。

在傳統(tǒng)的檢測工作中，糧油檢測一般都采用溶劑浸出的方式，這樣有利于脫溶處理。我國浸出食用油的溶劑殘留物質(zhì)含量限制標(biāo)準(zhǔn)為≤50 mg·kg-1，工作人員利用氣相色譜技術(shù)將食用油中的溶劑殘留物質(zhì)進(jìn)行分離，依照國家食品安全規(guī)定檢測食用油的溶劑殘留物質(zhì)含量，保證食品質(zhì)量安全[6]。除此之外，氣相色譜技術(shù)還可以應(yīng)用于油脂脂肪酸以及芥酸的含量檢測中，通過GCFID氣相色譜法能夠?qū)Z油內(nèi)的30多種脂肪酸含量進(jìn)行測定，還能夠檢測其中芥酸是否存在過量等問題。將氣相色譜法與多種檢測技術(shù)相結(jié)合，能夠很好地實(shí)現(xiàn)食品檢測，同時(shí)也為我國食品安全提供可靠準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人們的生活質(zhì)量水平不斷提升，人們對食品安全質(zhì)量問題方面的關(guān)注度也越來越高，氣相色譜法在此背景下也得到了更為有效的技術(shù)升級。氣相色譜法作為糧油食品安全質(zhì)量鑒定的有效方式，其重要性不言而喻。近年來，我國氣相色譜法正朝著更為智能化的方向發(fā)展，在今后的工作中，氣相色譜法其實(shí)用性將會(huì)更強(qiáng)，為人們的生活質(zhì)量水平提供更為堅(jiān)固的保障。