当前,随着人们对生活质量的要求越来越高,食品种类越来越丰富,食品安全问题逐渐受到人们的关注,越来越多的人开始重视食品添加剂的问题。目前,食品添加剂的检测方法有很多,高效液相色谱法凭借较高的准确率,被广泛用。本文主要对高效液相色谱法在食品添加剂检测方面的应用进行了探究。
一、高效液相色谱法概述
高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC),又称高效液相层析法,是20世纪60年代后期发展起来的一种新的分离分析技术,经过不断的改进和发展,已经成为分离分析的重要方法。根据分离机理,高效液相色谱法可分为液-固相色谱、液-液分配色谱、离子交换色谱、离子对色谱和分子排阻层色谱。高效液相色谱法通常由输液泵、进样器、色谱柱等组成。其中,输液泵、色谱柱、检测器是主要部件,还会按需求配备在线脱气机、自动进样器、柱温控制器、液相色谱仪控制系统、微电脑控制系统等辅助部件,实现对仪器的自动控制及数据的处理。高效液相色谱是以传统的色谱方法为基础,引入气相色谱原理,从技术上将流动相改为高压传输,采用特定的工艺,将颗粒大小的填料填入,使得柱效比传统的液相色谱高得多(每米塔板的数量可达到数万、数十万)。同时,柱子后面还连接了一个高灵敏度的探测器,可以对流液进行持续探测。
高效液相色谱法具有分辨率高、速度快、重复性好、安装方便、分析精度高等优点,与气相色谱相比,不受检测物挥发、热稳定性等因素的影响,适用范围广泛。由于流动相类型较多,可以通过优化流动相,获得较高的分离效果,通常在常温下就可以进行分析,不需要太高的柱温度。
高效液相色谱法在合成化学、石油化学、生命科学等领域有着广阔的应用前景,在临床化学、药物研究、环境监测和食品检测等方面也有突出应用。在食品检测方面,主要应用在有机酸(柠檬酸、苹果酸等)分析;食品添加剂分析,如甜味剂(甜蜜素、安赛蜜等)、防腐剂(苯甲酸、山梨酸等)、着色剂(合成色素如柠檬黄、苋菜红、靛蓝、胭脂红、日落黄、亮蓝等)、抗氧化剂等;食品污染物分析,如真菌毒素(黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A等)等。
二、食品添加剂概况
《中华人民共和国食品安全法》明确规定,食品添加剂是“为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质”。食品添加剂的应用是食品加工业发展的必然要求,对预防食品腐败,改善食品的色、香、味、营养等方面具有十分重大的意义。根据原料来源的不同,食品添加剂可分成天然和化学合成两类,天然的食品添加剂主要是从动植物中提炼而来,也可以通过微生物的发酵或者酶法得到;化学合成添加剂分成普通的化学制品和人造的天然等同物(例如人造香料、人造色素等),由于其成本低、效果好,得到了广泛使用,但是过量使用或滥用均会对人体造成极大危害,必须对其进行严格管控。
随着我国食品产业的迅速发展,各种食品添加剂也越来越多。比如,为了防止、延缓食品的氧化反应,通常添加抗氧化剂;为了避免细菌滋生,影响食品品质,会添加防腐剂;为了防止食品的色香味发生变化,会添加着色剂、酸度调节剂等。目前,世界各国都对食品添加剂的使用限量制定了详细规范以及检测标准,我国也对食品添加剂的使用种类及限量做了具体规定,只有在允许的范围内添加符合国家标准的食品添加剂,才不会对人体健康造成伤害。
三、影响高效液相色谱法
检测食品添加剂精准度的关键因素
1.流动相的脱气与准备工作。用高效液相色谱仪对食品添加剂进行检测前,必须对流动相进行配制、处理。第一,在制备流动相的过程中,流动相会出现一些固体颗粒,因为色谱柱都比较细,很可能造成堵塞,所以检测前要先筛选掉超过0.45μm的流动相颗粒,如此才能确保实验的顺利进行。第二,在用高效液相色谱法进行检测时,由于存在沸点低、夹杂空气等问题,很可能会产生气泡,阻碍后续的测试工作,所以在检测前必须对流动相进行脱气处理。常规的脱气工艺存在组分变化和沸点控制不好等问题,通常用超声波去气来实现脱气,对其进行处理时应留意,流动相液体不能高于该流动相容器的表面,在超声时容器与容器不允许发生碰撞,以免影响检测工作的后续开展。
2.高效液相色谱仪的柱压与气泡。柱压是高效液相色谱仪测定精度的一个重要指标,若采用不同的压力基准,得出的检测数据也不尽相同。首先需要保证柱压是稳定的。检测时,一般先拆下保护柱,若拆下后,柱压未改变,说明柱压是正常的;若柱压出现改变,应作相应的调节。其次是解决柱间的堵塞。检查高效液相色谱仪器有无柱塞的情况,主要方法是柱压法,具体方法是取下色谱柱观察柱压的改变。若柱压发生变化,表示色谱柱未发生阻塞;反之则说明有阻塞,可采取液体流动反冲法进行处理。柱压过大,会对检测结果造成很大的负面影响,为了防止柱子发生阻塞,可以加装色谱柱保护柱,并在流动相抽取口设置滤芯,防止柱压上升。最后是注意流动相中气泡的产生。气泡会使检测结果起伏,从而对检测结果造成很大的干扰,并损伤色谱柱,因此必须对气泡进行有效处理,避免在检测过程中出现气泡。
3.温度、电压等。在利用高效液相色谱法检测食品添加剂时,实验室的温度会影响检测结果,因此,在进行检测前,必须控制好实验室的温度。当室温较高或较低时,应采取适当的升温、降温措施,控制好室温,从而检测工作提供稳定的环境。此外,电压也会影响检测结果,这就需要检查电压是否稳定,是否符合高效液相色谱法的要求,为了确保电压稳定,必须安装稳压电源。由于检测物的多样性和复杂性,高效液相色谱仪很容易发生堵塞,为了防止这种情况的发生,必须对仪器部分元件进行清洗,清洗完毕后安装回原位,从而确保高效液相色谱仪能正常工作。
四、高效液相色谱法检测食品添加剂的过程
1.定性分析。定性分析是对检测物的组分进行相应检测,在相同的色谱条件下,同种检测物的出峰时间应该是一样的。在检测时,若检测物与标准溶液出现重复峰,且不存在显著的分离,说明该检测物中存在添加剂,就必须按高效液相色谱的方法进行分析并进行计算。若检测物与标准溶液未出现重复峰,则表示样品中不含食品添加剂。
2.定量分析。定量分析是指检测某一样品组分的含量,操作步骤如下:按食品安全国家标准要求制备检测物,再选择适宜的标准品,配制好濃度适宜的标准溶液,利用高效液相色谱仪对其进行相应分析,并绘出标准液的标准曲线图。将相同量的预处理后的检测物溶液放入高效液相色谱仪中进行检测,将检测结果与标准溶液的曲线图进行比较和分析,最后得出检测物中所含添加剂的具体含量。若检测物的测定值高于标准曲线的最大值,说明检测结果不精准,应对检测物进一步稀释,并利用高效液相色谱法进行重复检测。
3.检测完成后的处理工作。在完成高效液相色谱检测后,要对仪器进行相关处理,从而保证下次检测可以顺利进行。处理工作包括以下几方面:首先,在检测过程中,色谱柱会存留大量杂质,必须进行彻底清除。为了保证清洁效果,可以使用乙腈、甲醇等进行清洁。同时要检查柱压,保证柱压与检测之前一样。其次,为了确保检测的结果,应定时清洗和维护检测设备,特别是过滤头、泵密封垫、单向阀等附件,以免出现污染,影响检测结果。再次,在完成食品添加剂的检测后,要仔细填写检测报告,并妥善保存相关数据,以便以后查找。最后,在使用高效液相色谱技术对食品添加剂进行检测时,可能会出现一些问题,对检测结果造成一定的影响,检测人员应将其记录在案,并邀请有关人员参与检测,以积累经验,进一步提高检测的精度。
综上,高效液相色谱法是一种食品添加剂检测技术,提高了食品检测结果的准确性。在应用该技术时,检测人员要做好液相中的气体排出、柱压力的检测和其他相关工作,对检测物进行定性和定量分析,并做好检测完成后仪器设备的清理工作,保证设备清洁、归位,最重要的是记录好问题、解决方法、检测结果,不断积累经验,进一步提高食品添加剂检测的准确性。
作者简介:崔逐波(1985-),男,汉族,贵州铜仁人,工程师,大学本科,研究方向为食品添加剂检测。