高效液相色谱法在食品检验中的应用

◎ 路书彦，王 璐，仝莹莹，李栓栓，程海芳

（河南省产品质量监督检验院，河南 郑州 450047）

食品分析涉及多种物质的检测，其中包括农药残留、污染物、食品添加剂、营养成分等。在生产食品过程中，为了保障食品的口感和保质期，要添加一定剂量的化学物质，如抗氧化剂、甜味剂、防腐剂、色素等，但这些物质不能超过一定的添加量，否则会对人体的健康产生危害。同时，在食品生产、打包以及运输，部分塑化剂、兽药以及农药会对食品产生污染，导致人体有害物质含量增加，而有害物质的性质和结构复杂性较高，对人体伤害较大，因此要高度重视食品分析的重要性和意义[1]。

高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）又被称为高速液相色谱、高分子液相色谱和高压液相色谱，在色谱分析法中应用比较广泛。高效液相色谱法主要产生于20世纪60年代，是由静电液相色谱和气相色谱法结合而来，属于新型色谱技术之一，其中包括薄层色谱、纸色谱以及柱色谱，早期的气相色谱发展较快，经典的液相色谱由于操作时间比较长，操作流程比较复杂，因此整体发展比较缓慢。

伴随着气相色谱劣势的日益突显，如对高沸点有机物难以进行有效分析，人们对液相色谱法的重视度越来越高，随着高灵敏检测器和高压输液泵的出现，进一步加快液相色谱的创新，高效液相色谱法优势比较明显，其中包括灵敏度高、分离效能高、分析效率高，对于部分热不稳定以及高沸点不气化的物质能够进行有效检测，因此在临床分析、药物分析、生物化学分析以及食品分析中得到广泛应用。本文主要介绍HPLC的工作原理、特点及HPLC在食品分析领域的应用。

1 高效色谱法（HPLC）的工作原理

在高压环境中，高效液相色谱法应用可以让溶质在流动相和固定相之间进行多次交换，但因为溶质在流动相和固定相之间，存在吸附力、亲和力以及分配系数的差异化，因此可以达到分离溶质的目的。

在填充色谱柱时，相应的颗粒直径较小，为了确保色谱柱中能够匀速流过淋洗液，对此要在高效液相色谱中应用高压泵。在实际分析过程中，以梯度淋洗为主，将极性不同的溶剂进行一定比例混合，从而利用极性变化对目标物质的组分实施分离，有效保障最终的分离效果和质量。高效色谱仪在实际应用时，其内部主要为不锈钢管，如果处在压力较低的环境中，可以利用石英、玻璃等材料，并直圆形状实现液体填充的效果。

2 在食品微生物及代谢物检测中的应用

人们日常食用的食品中含有大量的微生物，这些微生物中，一部分对人体不对产生危害，反而有益于人体的健康，而一部分微生物具有一定的毒性，因此会对人体的健康产生危害，对此要利用有效的分析技术来检测食品微生物含量[2]。高效液相色谱法由于其自身具有的优势，能够有效检测食品中微生物代谢物和微生物的含量，同时可以对不同微生物的代谢物和组成进行分析，进而获取食品中有关微生物的比例和类型，并对病原微生物的内部成分和组成进行分析，并通过实际的检测结果来判定食品中的微生物含量，确定其是否超过国家规定的安全标准，并对相关微生物是否有毒性进行分析。

3 在食品添加剂检测中的应用

为了满足人们对食品味道和外观的需求，食品生产生往往会将大量的添加剂添加到食品中，同时部分添加剂能够充分发挥干燥和防腐的效果[3]。在实际应用时，如果添加剂是天然的食品添加剂，则不会对人健康产生危害，但目前很多添加剂属于是由人工合成而来，因此会影响食品的安全性，部分违法分子为了提升生产利润，将大量添加剂添加到食品生产中，导致人们的健康受到损害，严重的甚至会引发疾病和中毒情况，比如将三聚氰胺添加到奶粉中，导致婴幼儿的健康受到威胁，这种伤害是一种不可逆的[4]。对此，可以利用高效液相色谱法来有效检测食品中添加剂的成分和含量，常见添加剂的检测过程如下。

3.1 甜味添加剂的检测

在食品生产中添加的添加剂以甜味添加剂为主，如果将少量甜味添加剂添加到食品中，会大大提升食品的甜味度，而甜味剂中比较常见的是糖精，因此在实际生产过程中，很多生产商会将糖精投放到食品生产中，但是如果使用糖精过量会导致人体发生血小板降低的情况，严重时甚至会损害人体的肝脏器官。因此要有效检测食品中糖精的含量，对此可以通过紫外线检测法、荧光检测法以及高效液相色谱法实施检测，该方法与传统方法相比，具有准确率高、灵敏度高、效率高等优势，能够防止出现样品分离效果差的情况发生[5]。

3.2 色素添加剂的检测

色素添加剂也分为天然和人工合成两大类，添加色素添加剂能够有效提升食物的美观性，其中可以从动植物体内获取天然色素添加剂，这类添加剂不会对人体的健康产生危害，但一些色素添加剂是由人工合成，因此会对人体的健康产生危害，如果添加的合成色素添加剂含量超标，会导致人体出现中毒情况，因此，在利用高效液相色谱法时，首先要前处理样品，并将氨水和乙醇进行比例混合，通过超声波技术来提取和处理样品，待完成过滤环节后利用安捷伦1100系统按照20mmol/L乙酸铵与甲醇梯度进行洗脱，最后检测利用二极管阵列来实施，从而获取检测结果。

3.3 防腐剂的检测

在食品生产过程中，防腐剂比较常见，其中主要包括苯甲酸、山梨酸等，这些防腐剂整体毒性较高，但能够有效起到防腐的效果，因此，为了确保人体健康不会受到伤害，要严格控制防腐剂的剂量，从而为人体的健康提供有效的保障。

新近研究发现，采用高效液相色谱法同时测定食品中多种防腐剂和甜味剂，通过利用二级管阵列检测器以及对色谱条件的优化，使得几种甚至十几种添加剂分离效果好，精密度高，回收率也比较理想。

4 在食品非法添加物检测中的应用

近几年来，频繁发生的食品安全事件严重影响了食品工业的健康发展。这些食品安全事件大多是由于在食品中添加了非法添加物，严重威胁着居民的健康。高效液相色谱在食品非法添加剂的检验上具有不可小觑的贡献，例如，赵超群研究建立的两种超高效液相色谱-串联质谱分析方法分别可用于测定改善胃肠功能类保健食品中10种非法添加化学药物以及测定火锅底料中6种非法添加的工业染料[6]。

5 在食品营养成分分析中的应用

5.1 在食品维生素分析中的应用

在维生素分析中应用高效液相色谱法，主要是4种水溶性维生素，并在检测过程中可同时进行。全思思开发研究的超高效液相色谱/超临界流体色谱-串联质谱联用技术可以同时测定婴幼儿配方乳粉中多种维生素，为提高色谱-质谱联用维生素测定方法的准确性和灵敏度提供了理论基础。

5.2 在碳水化合物分析中的应用

食物中的碳水化合物主要包括可吸收物与不可吸收物两种，其中可吸收的主要是糖类。在这类物质检测过程中，利用化学方法只能测定总糖，却很难区分不同糖分，普通气相色谱法虽然能弥补化学法中的不足之处，但因样品需衍生化，故降低了可行性。而高效液相色谱法不但具有较强可操作性，并具有较高灵敏度，因而可对多糖成分进行准确检测和分析。

6 农药与兽药残留检测中的应用

在农作物耕种和牲畜饲养过程中，往往会或多或少地使用农药和兽药。如果农药的残留量过多，则会对消费者的健康构成损害。该现象已引起国内外学者的广泛关注，药物残留的检测已成为食品安全的极为重要的课题。随着HPLC方法的发展，结合液质联用的技术在农药以及兽药成分检测的过程中广泛应用。

早在20世纪90年代初，杨蓉等就阐述了利用高效液相色谱方法对食物及生物样品中呋喃丹、氯菊酯、溴氰菊酯、抗蚜威及双甲脒5种农药残留进行分离测定的研究[7]。吴平谷等建立了鸡肉中10种磺胺类药物残留的高效液相色谱紫外检测（HPLC-UV）分析方法。10种磺胺类药物最低检出浓度为0.01 mg/g[8]。柳菡等建立了以反相高效液相色谱-电喷雾串联质谱（LC-ESIMS/MS）同时测定蔬菜中26种农药残留量的检测方法，26种农药的回收率为70%～110%，精密度（RSD）小于15%[9]。

7 结语

HPLC作为一种灵敏有效的分析分离手段，已经越来越广泛地应用到食品检测与安全性分析中，近年又与其他的色谱、质谱、光谱、核磁等相互结合，扩大检测范围的同时提高了分析水平，更是对食品中残留的微量、痕量有毒有害物质能进行快速准确地分析，进一步提高了食品卫生质量，保障了食品安全和人民身体健康。随着高效液相色谱技术的不断完善，HPLC必将在食品检测与分析领域有更广阔的发展。