食品檢測中液相色譜技術的應用

陳姍姍，劉李婷，李 超，李 婧，劉 葉

（陜西省產品質量監督檢驗研究院農副食品所，陜西 西安 710048）

隨著食品加工技術的不斷升級，食品的組成成分逐漸轉向復雜化，隨之而來的食品檢測技術如何創新和發展成為了食品領域的熱門話題，而創新食品檢測技術就要突破傳統檢測思維模式，解決傳統食品檢測手段存在的冗雜問題，提高食品的檢測分離效率，降低數據失誤。而高質量的技術創新和普及正是推進食品檢測發展的重要突破口，可以有效幫助解決食品檢測中面臨的發展困境。

創新和普及優質食品檢測技術，首先是創新普及綜合性較強的高質量技術，液相色譜技術由于其在多種檢測技術中突出的高效性、適應性、準確性，抵抗不良因素的能力較強，在食品檢測中得到了較為廣泛的應用，故此發展食品檢測技術，重點是發展液相色譜技術。液相色譜技術對混合物不同組分進行分析檢測，一方面有效減小了試驗人員的計算量，另一方面也有效提高了試驗分離測定速率，靈敏度和反應速率較高，保障了檢測物質理化指標的精準，具有優異的發展前景和創新可能。

通過文獻綜述介紹了液相色譜技術，食品檢測的定義，并具體論述了其在食品檢測多個方面的應用，展示了液相色譜技術所具有的優點，應用特性，最后進行總結展望，具有良好的參考意義。

1 文獻綜述

1.1 食品檢測定義

食品檢測是以食品科學和食品安全學科基礎為理論指導，以試驗技術手段配合試驗儀器對食品進行理化指標測定的試驗技術，其主要測定內容包括對食品營養成分的測定、對食品添加劑成分含量的測定、對食品有害物質含量的測定、對食品微生物含量組成的測定等。其技術手段包括色譜技術、光譜技術、生物技術等，色譜技術主要包括氣相色譜法、高效液相色譜法、免疫親和色譜法等；光譜技術主要包括紅外光譜和熒光光譜等；生物技術主要包括PCR、生物芯片技術、生物傳感器技術等。

1.2 液相色譜技術定義

液相色譜技術是色譜技術的分支，是現代物理化學分離方法之一，其原理為不同物質組分在固定相和流動相間存在較大的分配系數或吸附系數的差異，不同組分間發生重新分配，進行多次吸附脫附，溶解揮發過程，發生相對運動，實現分離，隨后通過整合，計算得到成分含量，實現測定[1]。

液相色譜技術根據其分離機理可分為吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜、凝膠色譜法，相較于氣相色譜技術，液相色譜的固定相較多，分離范圍更大，不需要加熱作為使用條件，樣品制備過程更加簡單。

20 世紀60 年代，基于經典色譜大，高效液相色譜開始發展，由于其填充顆粒較小，流動相需要高壓進行輸送，又稱高壓液相色譜，更適用于沸點較高、揮發性較差的有機物分離[2]。

液相色譜技術現今發展較為成熟，試驗應用中靈敏度、便利性較高，所需樣本含量較少，檢出限低，在食品檢測中應用廣泛，對于部分樣本，單獨使用即可滿足檢測需求，對于較為復雜的樣本，也可聯合其他技術，如液相色譜-質譜技術等[3]。

1.3 發展液相色譜技術的意義

民以食為天。食品事關國家農業、漁業、輕工業等多行業發展，食品檢測關系到食品監管，對國家整體發展和人民社會生活具有根本影響，發展液相色譜技術能加強食品檢測的應用力度，改善我國食品市場發展行情，規范食品中對營養成分和有害成分，微生物等法治指標，營造良好市場環境，保障食品安全[4]。

2 食品檢測中液相色譜技術的應用

2.1 營養成分

2.1.1 糖類

作為大部分食品的主要成分和人體維持生命活動所需能量的主要來源，主要構成元素為碳、氫、氧，糖類是多羥基醛酮及其縮聚物，部分衍生物的總稱，其攝入量對人體健康具有較大影響[5]。

相較其他必需營養物質，糖類的食品檢測難度較大，結構中缺乏產色官能團，極性較強，且分解速度較快，易受外界因素干擾，造成設備靈敏度較低，誤差較大，損耗成本增加。

而科學運用液相色譜技術對糖類各組分進行快速分離，分類檢測，可以大大降低其所受自身因素和外來因素的干擾，達到檢測實時性和可靠性的目的，但在試驗檢測中也要注意干擾成分的存在及去除[6]，以烘焙食品中的糖類物質檢測為例，高效液相色譜-電霧式檢測器法可在較短時間內同時對烘焙麥芽糖、葡萄糖、果糖、乳糖等進行定量分析，且準確度較高，大大降低了所需成本。

2.1.2 蛋白質及氨基酸

蛋白質及氨基酸構成了人類多種生理功能的基礎，食品中蛋白質及氨基酸含量的比例對食品營養成分具有較大影響。對于蛋白質的檢測[7]，高效液相色譜法對于沸點較高、受熱不穩定物質的檢測重現性較好、準確度高的優勢，近年來其在企業的蛋白質檢測中具有更廣泛的應用，用于牛奶偽劣檢驗，如我國學者魏秀蓮等使用高效液相色譜法檢測牛奶乳制品中三聚氰胺的含量方法研究。

但不可避免的是，其在技術層面依舊存在明顯缺點，對于分子結構特性相似度較高的蛋白難以完全分離，且其流動相應用有機試劑，檢測成本較高，對生命體和環境有一定毒害性。

2.1.3 脂質

脂質不僅是重要的儲能物質，也對動植物生命體的發育發展具有重要意義，根據國際脂分類，脂質被分為8 類，分別為脂肪酸類、甘油酯類、鞘脂類、糖脂類、異戊烯醇類等[8]。

以磷脂為例，作為細胞膜的主要成分，磷脂關系到細胞信號傳導、結構功能等，也可改善記憶力，減少癌癥發生，降低心血管疾病發生可能，但其種類眾多，難以定量分析，而高效液相色譜技術的結合應用則很好地解決了這一問題。

我國學者趙琦琰利用高效液相色譜-蒸發光檢測器成功測定了花生中的磷脂成分，取得了突破，對于高效液相色譜技術脂質的檢測具有重要意義。

2.1.4 維生素

維生素雖然不構成人體組織，也不為機體提供所需能量，其含量微小，卻對生命體的生長發育具有重要的調控作用，維生素長期的缺失，機體攝入不足，容易造成嚴重疾病，危害身體健康。

食品檢測中維生素的測定一直以來都是技術難點，其含量小，從納克級別至毫克級別存在明顯跨度，基團復雜，難以提取，試驗條件的失誤極有可能對維生素結構性質造成破壞，喪失其生理功能，從而缺乏檢測的有效性，且操作費時、成本高昂[9]。而在對維生素進行酶解、固相萃取濃縮的預處理后，采用二維高效液相色譜-熒光檢測法進行定量分析，則可以很好地解決這一問題，提高維生素的純度和濃度，保證其在高效液相色譜儀的靈敏度范圍，不僅保證了維生素的結構穩定性，且可重復性較好，準確度較高。

2.2 食品添加劑

2.2.1 甜味劑

甜味劑作為改變食品品質和風味的食品添加劑的一種，其生產價格低廉，加工流程簡單，是食品銷售的重要決定因素，在食品加工中具有著廣泛的應用[10]。但保證其良好風味的同時，含量如果得到不良調控，便會對人體生命健康造成損害，故此，適宜含量范圍需要食品檢測的驗證，利用液相色譜技術快速測定甜味劑添加狀況，對于糖精鈉和阿斯巴甜等物質，檢測誤差必須小于5%，以飲料和紅酒中甜味劑阿斯巴甜的測定為例，以乙腈和水作為流動相，得到了較為準確的標準曲線和較高的回收率，可見高效液相色譜技術具有較為明顯的優勢[11]。

作為液相色譜技術中主要檢測甜味劑的方法，陰離子交換色譜法分離甜味劑離子時，相配的酸性溶液和反相色譜柱可達到更好的分離效果。

2.2.2 防腐劑

食品防腐劑是食品保鮮的重要流程之一，其有效控制了食品的腐敗進度，避免了食品加工中產生的貯藏損失，但食品防腐劑組分復雜，其含量的多少如甜味劑一般，需要在市場法規的標準監管之下，其含量的控制需要符合食品檢測理化指標范圍。我國規定范圍內防腐劑含苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸鉀、丙酸鈣等30 余種。

以靈芝產品的食品防腐為例[12]，其苯甲酸，山梨酸含量通過液相色譜技術測定，達到了95.7%的回收率，精密度良好，RSD 為5%，得到了良好的線性關系，是行之有效的檢測方法，避免了干擾峰的影響，發揮了靈敏度較高、重復性較好的優勢，且誤差較低，在保證食品質量的同時，保障了人體健康。

2.2.3 香料

添加香料是提升食品香味重要的途徑，食品香料的添加往往會在一定程度上掩蓋其他含量較低的異味，給予消費者更好的享受，但這樣的優點也給不法商家帶來了違法契機，為了節約生產成本，違規過度使用香料，對食品本質進行掩蓋，隱瞞其新鮮程度，嚴重威脅食品安全。

而應用液相色譜技術加大對香料物質的檢測正是防止危險食品流入餐桌的必經之途，對其成分含量進行定量定性分析，確保其在正常范圍內，且對其他組織無毒害作用，保證消費者權益。

2.2.4 色素

為了達到具有良好色澤，刺激消費者購買欲望的目的，商家使用食品色素改善食品色澤逐漸成為生產常態化。按照色素獲取來源，色素分為人工色素和天然色素，其添加含量需要受到市場監管，進行食品檢測，其中液相色譜技術主要應用與人工合成食品色素含量的測定中，對人工合成色素和天然色素進行區分C18柱分離梯度洗脫系統是主要模式。

首先是對食品樣本以超聲波技術和液相色譜技術協同快速分離提取，再以氨水、乙醇混合溶液作為流動相進行處理，與標準值做出對照，確定該食品中色素含量是否在國家標準色素含量范圍內，保證食品安全。

2.3 有害物質

對于食品中有毒藥物殘留含量的檢測，是評估食品安全的重要指標。過多的農藥、獸藥殘留以食品途徑攝入是威脅機體生命健康的因素之一。運用液相色譜技術對農藥和獸藥的各成分分離和檢測，評估其含氨基甲酸脂類農藥和有機磷農藥的含量，抗生素、殺蟲劑和寄生蟲類藥物含量，從而判斷其食品安全。

2.4 微生物

作為食品腐敗的主要原因之一，微生物含量的控制決定了食品質量與安全，由于其生長繁殖速度較快，不同階段分析難度較大，檢測面涵蓋化學結構、代謝成分含量等多個方面，需要食品檢測技術既具有定性分析，又必須具有定量分析，一方面對其含量、品質進行測定；另一方面對其微生物種類、代謝途徑做出判斷。液相色譜技術則為定性定量分析提出可能，其對病原微生物和有益微生物進行有效區分，并對菌落總數和分布狀況實時檢測，以此為依據判斷食品品質，保證食品食用要求[13]。

3 結語

液相色譜技術是食品檢測的重要組成，其發展關系到國家食品安全和民生福祉，對維護食品市場秩序的意義非同小可。因此，如何將好液相色譜技術應用于食品檢測，如何在食品檢測中發展創新液相色譜技術值得投入更多的關注。