色譜技術(shù)對(duì)加強(qiáng)食品安全監(jiān)測(cè)的分析

◎ 周漪波

（廣東省測(cè)試分析研究所（中國(guó)廣州分析測(cè)試中心），廣東 廣州 510070）

色譜技術(shù)對(duì)加強(qiáng)食品安全監(jiān)測(cè)的分析

◎ 周漪波

（廣東省測(cè)試分析研究所（中國(guó)廣州分析測(cè)試中心），廣東 廣州 510070）

食品安全與人們的日常生活息息相關(guān)。近年來(lái)，隨著人類科技水平的進(jìn)步、物質(zhì)文明的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入人類的生活中，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的農(nóng)藥、化肥、添加劑等。食品安全問(wèn)題的曝光率越來(lái)越高，也引起人們高度重視。

色譜技術(shù)；食品安全；農(nóng)藥殘留；安全檢測(cè)

1 食品安全在當(dāng)今社會(huì)的重要性

1.1 食品安全問(wèn)題受到全社會(huì)的重視

食物是人類生存的根本。中國(guó)古代先秦時(shí)期的政治家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、思想家管仲曾寫(xiě)道：“食為天，能如天之天者，斯可以?！彪S著人民生活水平的提高，人們不再滿足于基本的溫飽需求。對(duì)食物的味道和食物的質(zhì)量也有提高。但隨著食品中毒素和細(xì)菌的滋生，食品添加劑的濫用，使得食品安全已成為生活標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵指標(biāo)。衛(wèi)生部跟蹤調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，2007-2012年，食品安全事件和食物中毒事件呈整體下降趨勢(shì)，但因食品安全問(wèn)題的死亡人數(shù)卻沒(méi)有下降，反而有所增長(zhǎng)。

1.2 食品安全標(biāo)準(zhǔn)不斷提高

食品檢測(cè)分為食品品質(zhì)檢測(cè)和食品衛(wèi)生安全檢測(cè)，食品安全檢測(cè)主要針對(duì)的是食物本質(zhì)的安全性，從日常的檢測(cè)工作中發(fā)現(xiàn)，食品中的某些組成物質(zhì)和因素可能存在損害或威脅人體健康的元素或物質(zhì)[1]。食品安全檢測(cè)的方法可分為色譜法、光譜法、質(zhì)譜法和生物檢測(cè)方法等。氣相色譜法、質(zhì)譜法和免疫分析法檢測(cè)具有高精確度的特點(diǎn)，可以用于食品安全分析及法定的試驗(yàn)，但這些方法需要大型設(shè)備，且需要復(fù)雜的樣品制備過(guò)程，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)不能滿足食品生產(chǎn)和加工過(guò)程中對(duì)在線食品安全檢測(cè)的要求。

1.3 食品檢測(cè)中的光譜檢測(cè)

光譜檢測(cè)具有檢測(cè)范圍廣的特點(diǎn)，在食品安全和品質(zhì)的檢驗(yàn)過(guò)程，光譜檢測(cè)需要根據(jù)不同檢測(cè)物質(zhì)的危險(xiǎn)特性和形態(tài)的食物，從而采用不同的光譜。水果和蔬菜表面的農(nóng)藥殘留檢測(cè)采用紅外光的反射類型和傅里葉變換紅外光譜法，霉菌毒素檢測(cè)則采用近紅外光譜、熒光光譜，檢測(cè)水果表面動(dòng)物糞便殘留采用拉曼光譜技術(shù)。

2 色譜技術(shù)

2.1 色譜技術(shù)的概述

色譜法又稱色譜分析、層析法，高效、連續(xù)地分離復(fù)雜混合物中的各組分，使其物質(zhì)隨流動(dòng)相反復(fù)、多次地流動(dòng)、分配，最終實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的一項(xiàng)技術(shù)。

2.2 色譜技術(shù)的原理

色譜技術(shù)的原理為：當(dāng)流動(dòng)相中的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，由于混合物中各成分的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的差異，與固定相產(chǎn)生的作用力的大小也不同，即流動(dòng)相與固定相相互作用力越小，則向前移動(dòng)受到的阻力作用越小，反之亦然，所以導(dǎo)致混合物各組分出現(xiàn)分離，從而達(dá)到分離的目的。

2.3 色譜技術(shù)的特點(diǎn)

色譜技術(shù)具有高靈敏度、高分離效率、強(qiáng)選擇性而被當(dāng)今技術(shù)人員所廣泛使用，特別是氣相色譜技術(shù)，被廣泛使用在食品安全監(jiān)測(cè)中。

3 色譜技術(shù)的分類及常用色譜技術(shù)的原理

色譜法根據(jù)兩相狀態(tài)可分為氣相色譜法、液相色譜法；按照定相的幾何形式可分為柱色譜法、紙色譜法、薄層色譜法；按照分離原理可分為吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法、尺寸排阻色譜法、親和色譜法。而綜述以上方法，常見(jiàn)的色譜法有柱色譜法、薄層色譜法、氣相色譜法和高效液相色譜法等。

3.1 柱色譜法（Column chromatography）

柱色譜法（柱層析）是最原始的色譜分析法，可分離大部分的有機(jī)物，尤其適合復(fù)雜的天然產(chǎn)物。其原理是將固定相（柱內(nèi)）自上而下地移動(dòng)從而分離，柱色譜法主要用于分離而非分析，其主要用于土壤的農(nóng)化分析中。常見(jiàn)的洗脫包括重力洗脫和毛細(xì)作用洗脫。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，需要注意柱的緊密，而且要保證在洗脫過(guò)程中不間斷保持有溶劑覆蓋吸附劑、色帶之間的洗脫液的接受不交叉。綜合實(shí)驗(yàn)原理可知，柱色譜法簡(jiǎn)便、節(jié)省溶劑、分離純度高。

3.2 薄層色譜法（thin-layer chromatography, TLC）

薄層色譜法的工作原理為：利用不同樣品對(duì)同一種吸附劑的吸附能力的差異，導(dǎo)致溶劑流經(jīng)吸附劑的過(guò)程中產(chǎn)生連續(xù)的吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的過(guò)程，使得各樣品相互分離。其優(yōu)點(diǎn)為成本低廉、操作簡(jiǎn)單、觀察直觀、監(jiān)測(cè)速度快且溶劑消耗小，因而較為廣泛的用于樣品的粗測(cè)或有機(jī)合成反應(yīng)進(jìn)程監(jiān)測(cè)等，如農(nóng)藥、毒素、食品添加劑等的監(jiān)測(cè)。

3.3 氣相色譜法（gas chromatography, GC）

氣相色譜中的氣源是提供色譜分析的流動(dòng)相。色譜柱可分為填充柱或毛細(xì)管柱兩種，其材料一般選擇直徑細(xì)長(zhǎng)的材料。對(duì)傳統(tǒng)的柱色譜和薄層色譜分別對(duì)樣品進(jìn)行分離和監(jiān)測(cè)而言，氣相色譜實(shí)現(xiàn)了同時(shí)分離與監(jiān)測(cè)，目前氣相色譜的監(jiān)測(cè)器已有超過(guò)30種不同類型。記錄器是記錄色譜信號(hào)的裝置?？梢詮臍庀嗌V圖的色譜峰得知物質(zhì)的成分，通過(guò)峰的高度和面積得知物質(zhì)的量是多少?；跉庀嗌V準(zhǔn)確性高、監(jiān)測(cè)限達(dá)到微克級(jí)的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用至小分子量的復(fù)雜組分的痕量分析，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物化學(xué)等領(lǐng)域。

3.4 高效液相色譜法（high performance liquid chromatography, HPLC）

高效液相色譜法是目前為止應(yīng)用最為廣泛的色譜分析法。HPLC應(yīng)用廣泛，幾乎遍及定量定性分析的各個(gè)領(lǐng)域，尤其適合分析高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定且分子量大的農(nóng)藥以及其代謝產(chǎn)物的分析。HPLC具有反復(fù)使用、樣品回收利用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但其監(jiān)測(cè)器的靈敏性沒(méi)有氣相色譜強(qiáng)。

4 色譜技術(shù)對(duì)加強(qiáng)食品安全監(jiān)測(cè)的分析

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，由食品安全引起的諸多問(wèn)題都可采用具體的技術(shù)定性、定量。目前，色譜技術(shù)涉及食品安全檢查的諸多領(lǐng)域，例如水果、蔬菜和一些農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留、食品添加劑是否超標(biāo)；飲用水是否達(dá)標(biāo)；熏烤、油炸類食物中有害物質(zhì)成分及量的分析；煙酒中有害物質(zhì)成分及量的分析等諸多領(lǐng)域。

4.1 水果、蔬菜和農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留

水果蔬菜是人們每日必吃植物，因此農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)也是當(dāng)今世界最為關(guān)注也最為重要的分析監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。而當(dāng)今的水果，看起來(lái)越來(lái)越水靈飽滿，讓人垂涎欲滴。但是人們也知道，如今的水果蔬菜表面看起來(lái)這么誘人，是因?yàn)槭┘恿嗽絹?lái)越多的農(nóng)藥和化肥，這也使得現(xiàn)如今的水果和蔬菜雖然看起來(lái)好看，但吃起來(lái)口感較差。而水果、蔬菜中主要有有機(jī)磷、有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留，是造成土壤板結(jié)、環(huán)境污染的主要原因，也是危害人們身心健康的主要因素。目前，一般使用氣相色譜（GC-ECD）監(jiān)測(cè)食品中有機(jī)氯的農(nóng)藥殘留、使用GC/NPD監(jiān)測(cè)水果蔬菜中的有機(jī)磷和有機(jī)氮農(nóng)藥殘留等，見(jiàn)表1。

表1 部分食品的有機(jī)方法分析表

在我國(guó)，液相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）法是監(jiān)測(cè)農(nóng)藥殘留最為廣泛的方法，其優(yōu)點(diǎn)為高靈敏性，適合痕量分析和監(jiān)測(cè)。

4.2 食品添加劑是否超標(biāo)的監(jiān)測(cè)

在當(dāng)今社會(huì)中，造成食品、環(huán)境等主要物質(zhì)時(shí)多環(huán)芳烴，這也是致癌的主要物質(zhì)。一般而言，食品添加劑一般包括防腐劑、色素、漂白劑、抗氧化劑等。這些添加劑一般用色譜分析法均可監(jiān)測(cè)。食品中的環(huán)境污染物一般可分為多環(huán)芳烴等物質(zhì)的有機(jī)污染物，其需要用高分辨率的色譜和包括汞、銅等重金屬元素的無(wú)機(jī)污染物兩類，它們使用簡(jiǎn)單的色譜儀器即可監(jiān)測(cè)出。在每天食用的食品中，熏烤類和油炸類食品是對(duì)人體有害物質(zhì)最為高的食物。實(shí)踐證明，利用高分離和高靈敏度的毛細(xì)管色譜技術(shù)可快速鑒定并分析熏烤類和油炸類食品中多環(huán)芳烴的含量。

4.3 在釀酒行業(yè)中的應(yīng)用

啤酒、果酒或是飲料的口感等因素也可以通過(guò)色譜技術(shù)分析，為人們釀出更純正、更美味的酒水。因此，利用色譜技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于釀造行業(yè)，例如，在啤酒釀造的過(guò)程中通過(guò)色譜技術(shù)監(jiān)測(cè)硫化物等有害成分。

5 結(jié)語(yǔ)

色譜技術(shù)通過(guò)與其他技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生而不斷形成新型技術(shù)，必將會(huì)更加準(zhǔn)確地對(duì)食品中有害物質(zhì)進(jìn)行定性和定量，確保人們可以放心食用餐桌上的美食。近20年來(lái)，許多新型色譜技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用階段，如毛細(xì)管電泳技術(shù)（CE）、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS、HPLC-MS、CE-MS等）等。這些新型技術(shù)的綜合使用，必將大大提高食品中農(nóng)藥殘留分析的準(zhǔn)確性，并可有效簡(jiǎn)化分析和操作步驟、提高分析效率。

[1]陳文強(qiáng)，彭 浩，鄧百萬(wàn)，等.氣相光譜技術(shù)在食品安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（4）：356-358

Analysis of Chromatography technique to Strengthen Food Safety Monitoring

Zhou Yibo
(Guangdong Institute of Test and Analysis (China National Analytical Center Guangzhou), Guangzhou 510070, China)

Food safety is closely related to people′s daily life. In recent years, with the development of mankind, the development of science and technology and material civilization and the progress of industrialization, more and more chemical substances into the human life, such as agricultural production and use of pesticides and fertilizers, additives. Food safety issues are becoming more high, but also makes people attach great importance.

Chromatography technique; Food Safety; Pesticide residue; Security detection

O657.7

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.24.034