液相色谱在食品检测方面的应用

◎ 赵 丹

（郑州市食品药品检验所，河南 郑州 450000）

研究调查结果显示，全球每年约有10亿人次因食品安全问题出现健康问题，由此可见，食品安全问题已经严重危害到人类的正常生活与生命健康。为了提高食品安全性，需要对生产结束的食品进行安全检测，而液相色谱法则是最为合适的食品安全检测方法之一。与传统的食品安全检测方法相比，液相色谱法具有高效、应用更为广泛的优点。

1 液相色谱的检测原理

液相色谱是化学实验中常用于分类与分析的实验方法，经过不断地实践与迁移应用研究，该方法在食品安全检测领域已经得到较为广泛的应用。液相色谱的工作原理是利用液体作为流动相，其他物质作为固定相，根据待测组分在液体与固体之间流动速度的不同而产生不同的色谱，并对照标准相色谱进行数据分析。液相色谱按照分离方法的不同可以划分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法以及凝胶色谱法。利用液相色谱法对食品组分进行检测时，要求食品中的各组分对于流动相与固定相的亲和性有所不同，否则，只会在流动相与固定相中得到相近的色谱，属于无效检测[1]。在实际检测过程中，可以对流动相与固定相进行更换，以此来得到检测某种食品最高效的物质类别与物质配比，这也是液相色谱法的应 用优势之一。

使用液相色谱法进行食品安全检测时，检测时间与食品中组分对于流动相和固定相内部分子的亲和力有关，一般情况下，检测耗时在20 min以内。液相色谱法中以液体作为流动相，在实际的检测过程中，可以选择多种液体作为液相色谱法的流动相，流动相具有选择多样性的特点，这一特点对于检测效率有很大的提升[2]。现阶段在利用液相色谱法进行食品安全检测过程中，主要对食品中的添加剂、毒素与农药残留量进行检测，这3大类物质是导致食品安全问题的罪魁祸首。

2 液相色谱检测技术的分类

按照分离方法可以将液相色谱法分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法与凝胶色谱法，下面对这4大类检测技术进行简要介绍。

2.1 吸附色谱法

利用吸附色谱法进行食品安全检测时，一般采用吸附剂作为固定相，食品中组分的分离过程是在固定相表面进行的，不会对固定相造成污染。在这类检测方法中，流动相的选择对于检测效率的影响较大，食品安全检测试验员需要通过多次实践找出检测效率较高的吸附剂与流动相。吸附色谱法主要用于食品添加剂的检测。

2.2 分配色谱法

分配色谱法的流动相与固定相都是液体，检测过程中，食品检测样品中的分子很快就能在两相中达到平衡，然后再利用各分子组分分配系数之间的差异完成组分分离。与其他液相色谱法相比，这类方法检测效率更高，但是操作过程也较为复杂，需要食品检测工作员多加重视。

2.3 离子交换色谱法

离子交换色谱法的工作原理则是利用不同离子之间交换能力存在差异对食品组分进行分离。离子交换色谱法中固定相一般是离子交换树脂，而离子交换的过程是可逆的，因此可以对一个检测样本进行多次实验。离子交换色谱法在食品检测过程中主要应用于食品中毒素与农药残留量的检测，从而对食品中的毒素含量与农药残留量进行分析判定[3]。使用离子交换色谱法进行食品安全检测时，一定要等离子交换达到平衡之后，再对色谱进行分析。

2.4 凝胶色谱法

与其他液相色谱法相比，凝胶色谱法适用范围较广，它不仅适用于液体体系的检测与分离，还适用于有机溶剂体系。凝胶色谱法由于其流动相与固定相的特性，在食品安全检测过程中的应用范围并不广泛，主要适用于食品中添加剂含量的检测。在实际的食品安全检测过程中，一定要根据食品样本特性，选择合适的液相色谱检测方法，选择较为合适的流动相与固定相，这样才能够有效提高检测效率。

3 液相色谱在食品安全检测的应用

3.1 液相色谱针对食品添加剂检测的应用

为了延长加工食品的保质期，提高食品的口感，许多食品加工厂商会在加工食品中使用添加剂。据国家统计局数据显示，2020年1—12月中国食品添加剂产量约为8 379 562 t，同比增长约为7.1%。由此可知，加工食品中所含的添加剂含量较大。食品添加剂是影响食品安全问题最为关键的因素之一，因此，在食品安全检测过程中，一定要对食品中的添加剂种类与含量进行检测。

食品安全检测中心常采用吸附色谱法对食品中添加剂进行检测，利用食品样本中不同添加剂与吸附剂之间分子作用的不同，来实现添加剂种类多检测与分离。检测之前，需要取待检测食品中的一小部分作为检测样本，为了提高检测结果的可靠性，还需要设置多组实验组与对照组，然后将检测样本放入检测器的进样器，根据机器运转流程完成检测操作即可[4]。

食品中常用的添加剂主要有防腐剂、甜味剂等可少量使用的人工添加剂，但是部分生产厂家为了追求高额利润，常常违反食品生产规范，在其中添加亚硝酸盐等足以致癌的有害添加剂。利用液相色谱法进行食品安全检测，就是对食品样本中的超标添加剂与违规添加剂进行检测，并根据食品样本检测结果来计算整个食品中各类添加剂的含量。由于液相色谱检测仪主要由高压进液系统、进样器、分离系统与检测系统构成，这4大构件系统对于气密性要求较高，因此，在实际检测之前需要对检测仪的密封性进行检查。通过将实验生成色谱与标准色谱图进行对比，来判定检测结果并出具检测证书。除此之外，还可以采用分配色谱法对食品中的添加剂进行检测与分离，与吸附色谱检测法相比，这类方法的检测效率更高，当流动相与固定相中分子分配比到达平衡，即可得到检测结果，但是这类方法操作较为复杂，需要食品安全检测员具有较高的技术水平。

3.2 液相色谱针对食品中毒素检测的应用

食品中的毒素是造成食品安全问题的又一大因素，人类食用有毒食物后轻则上吐下泻，重则威胁生命。据研究数据显示，近10年来食物中毒的人数可达约30万人次，因食物中毒而死亡的人数约为3 500人。由此可见，加工食品中的毒素也对人类生命健康造成了威胁，因此，对食品进行毒素检测是十分有必要的。食品中常见的毒素为沙门氏菌类、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等，实际检测过程中主要对这几大类菌种进行检测。由于引起食物中毒的原因主要是食物中大量滋生的菌种，而微生物的大小是液体分子和固体分子若干分之一，因此，需要将待检测的食品样本制 成溶液。

在实际的食品毒素检测过程中，常采用凝胶色谱法对食品中的毒素种类与毒素含量进行检测，主要操作流程如下。①取待检测食品的一小部分作为检测样本，并将其进行粉碎。②将粉碎后的待检测食品样本溶于液体或者有机溶剂，静置15～20 min左右。③将待检测样本溶液放入检测仪的进样器中，按照检测设备运行程序完成检测流程。有机溶剂对于菌种具有较好的吸附性，经过静置，待检测食品样本的有毒菌种能够充分溶于有机溶剂，使得检测结果具有较好的稳定性[5]。由于部分菌种的生存能力较强，检测人员在操作过程中，需要采取一定的防护措施。除此之外，为了防止在检测过程中产生其他菌种或者已有菌种进一步生长，需要将检测样本置于无菌环境中，防止对检测结果造成影响。凝胶色谱法除了可以对加工食品中的毒素进行检测，还可以对食品样本的毒素进行分离，但是由于毒素分离的经济适用性较低，并没有得到广泛应用。

3.3 液相色谱针对食品中化学药剂残留检测的应用

除了食品添加剂与有毒菌种之外，农药与化学药剂残留问题也是影响食品安全的主要因素之一。市场上销售的食品种类主要分为工厂加工食品与农业生产食品，其中工厂加工食品中会有化学药剂残留，而在农业生产中，农民为了提高农作物的产量与口感，会在农作物上喷洒一些农药，因此农业生产食品中可能存在农药残留。在食品安全检测过程中，常采用离子交换色谱检测法对食品中的化学试剂含量与农药含量进行检测。主要原因在于化学试剂和农药残留物中会含有大量的金属盐离子，而这些金属盐离子在液体中具有较好溶解性与电解性，能够通过测量样本溶液中金属盐离子的含量来估计整个食品中的化学试剂残留量与农药残留量。

检测过程和与检测食品中毒素菌种含量的操作流程相类似。①取待检测食品中的一部分作为检测样本，并将其制成溶液，对于不同类别的离子需要采用不同类别的溶剂。②将待检测样本溶液静置15～25 min，保证检测样本中的金属盐离子能够充分溶于溶液。③将待检测样本溶液放入检测仪的进样器中，在此之前，需要对进样器进行清洗，防止其他金属盐离子对检测环节造成干扰。④最后按照检测仪的检测流程完成检测，将分离系统得到的色谱样本与标准色谱样本进行对比，根据检测系统反馈的数据来得出该食品样本中化学试剂与农药的残留含量，并开具检测证书。由于食品中含有的离子种类较多，而且部分类别离子的含量较少，可能存在无法检测的问题，因此还需不断地对离子交换色谱检测法进行改进，通过更换流动相与固定相找出最为合适的检测体系，进一步提高检测结果的可靠性。

4 结语

现阶段，食品安全问题已经成为威胁人类身体健康最严重的问题之一，因此，食品的安全检测是食品出厂前的必要环节。液相色谱法通过利用不同食品样本中待测组分对于流动相和固定相吸附能力的不同实现食品的安全检测。与其他食品安全检测方法相比，液相色谱法具有高效、应用范围广泛的特点。除此之外，经过多次实验，找出最为合适的流动相与固定相能够有效提高食品安全检测的效率。