氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的運用

□ 徐軼飛 甘肅省食品檢驗研究院

氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的運用

□ 徐軼飛 甘肅省食品檢驗研究院

人們賴以生存的食品中存在許多安全隱患，比如在食品添加劑方面、原材料農(nóng)藥等殘留物方面等，這些隱患會直接威脅人的身體健康。所以，食品在生產(chǎn)出來進入市場之前，必須要經(jīng)過安全檢測這一環(huán)節(jié)，只有合格的食品才能被放心食用。由于每天要經(jīng)過檢測的食品數(shù)量和種類都很多，所以專業(yè)的檢測人員有必要找到一種高效的檢測技術(shù)來應(yīng)對，而氣相色譜技術(shù)完全符合檢測要求，應(yīng)用最為廣泛。

氣相色譜技術(shù)；食品安全；檢測

氣相色譜技術(shù)在運用之前，檢測人員就應(yīng)該對其應(yīng)用原理以及相關(guān)檢測方法系統(tǒng)組成等基本內(nèi)容掌握清楚，對技術(shù)運用對象了然于胸，這樣才能發(fā)揮氣相色譜技術(shù)的優(yōu)勢。本文主要分析氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的運用，以供參考。

1 氣相色譜技術(shù)概述

1.1 氣相色譜技術(shù)簡介

氣相色譜技術(shù)就是色譜分析法，在相關(guān)氣相色譜檢測儀器中完成對檢測對象的分析處理，而檢測對象在進入檢測環(huán)境過程中，還需要惰性氣體全程伴隨。最后需要進行分析成分種類和數(shù)量的對象是已經(jīng)分離的單一相體，氣相色譜技術(shù)參與混合物的分離過程，分離效率很高。氣相色譜儀的分析處理對象是氣液兩種狀態(tài)。

1.2 氣相色譜技術(shù)檢測原理

檢測對象中很少有單一的成分，檢測技術(shù)的原理就是分離和分析處理這些混合物。具體來說，就是在氣相檢測儀器中的液體或氣體創(chuàng)造的環(huán)境中，混合物中的每種成分都會發(fā)生流動，在流動過程中，都會經(jīng)過對成分溶解、吸附等能力進行鑒定和分別的固定相，在溶解、吸附等方面能力不弱的單一成分會快速經(jīng)過固定相，而能力不強的成分則會延長在固定相中的停留時間[1]。不管是能力強還是差的成分，在停留時間上不會完全一樣，這就使得所有的成分單一獨立性變強，而最初的成分分離目的也就得以實現(xiàn)，最終混合物會得到完全分離。這時只需要按照先后順序?qū)Ψ蛛x出來的成分與電信號之間進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的目的是方便最后的信息分析處理，以得到最終的分析結(jié)果。在轉(zhuǎn)換過程中，要注意使轉(zhuǎn)換雙方之間的濃度呈正相關(guān)。

1.3 氣相色譜技術(shù)安全檢測的優(yōu)勢

其一，敏感性強。即使檢測對象的濃度很小，該技術(shù)依舊對物質(zhì)敏感，并且檢測過程不是很繁瑣，檢測結(jié)果靈敏性高。在檢測環(huán)境和農(nóng)藥等殘留物時，靈敏度高達10-9～10-12[2]。將其應(yīng)用于食品檢測中，即使安全隱患很少，也會將其檢測出來，使其不會影響人的健康。其二，分離效率高。在檢測環(huán)境中存在數(shù)量可觀的檢測物質(zhì)時，檢測儀器完成檢測過程的時間也不會過長。因為檢測儀器中有很多填充柱，一定規(guī)格的填充柱上所包含的用于分離各組成分的理論塔板數(shù)數(shù)量也是可觀的，而其中的毛細柱分離處理數(shù)量可達百數(shù)以上。其三，選擇性強。雖然混合物的結(jié)構(gòu)不同，但組成物質(zhì)的成分不會出現(xiàn)新的變化，而這種技術(shù)早已對各種成分進行了特點錄入。所以，即使是異構(gòu)體，也不會出現(xiàn)分離檢測無效的現(xiàn)象。其四，分析高效。借助氣相色譜檢測儀進行分析檢測，分析過程會凸顯出智能化和自動化，使數(shù)量可觀的物質(zhì)分離以及后期計算分析過程的時間不會過長。其五，應(yīng)用領(lǐng)域廣。對分析對象的分析狀態(tài)沒有特殊的要求，在對高沸點物質(zhì)以及有機物質(zhì)分析中有分析高效的優(yōu)勢，在食品安全檢測、石油工業(yè)、環(huán)境檢測等中的應(yīng)用價值比較高，多次被應(yīng)用于其他領(lǐng)域。

1.4 氣相色譜技術(shù)系統(tǒng)簡單構(gòu)成

按照檢測流程，該系統(tǒng)分為兩種，分別是分離與檢測。分離發(fā)揮作用需要借進樣系統(tǒng)來引入樣品，氣路系統(tǒng)對樣品物質(zhì)氣液體進行固相流動等過程，還需要色譜柱進行分離，色譜柱在該系統(tǒng)中屬于控制點。檢測主要由檢測儀器組成，在對物質(zhì)成分進行非電量轉(zhuǎn)換以及后期分析計算的過程中，發(fā)揮不可替代的作用[3]。

1.5 氣相色譜技術(shù)類型

在運用氣相色譜法檢測時，檢測對象的狀態(tài)不同，所選用的固定相也存在差異。所以，有氣固色譜和氣液色譜兩種固定相、兩種技術(shù)類型。氣固色譜作為固體吸附體存在，氣液色譜作為涂有固定液的擔體存在。另外，該技術(shù)在運用理論塔板對物質(zhì)進行分離處理時，這些理論塔板是存在于柱上的，所以該技術(shù)又分為兩種類型，即填充柱和毛細管柱。

1.6 氣相色譜檢測器

使用較為廣泛的有兩種，一種是火焰離子化檢測器，簡稱FID，另一種則是熱導(dǎo)檢測器，簡稱TCD[4]。這兩種檢測器的檢測對象和檢測范圍有差異，對于食品安全檢測來說，食品中含量較多的是揮發(fā)性有機物質(zhì)，比如一些脂肪酸和胺類，恰巧在FID檢測范圍內(nèi)。此外，還有ECD以及FPD、NPD檢測器。根據(jù)應(yīng)用原理，它們對于檢測物質(zhì)的靈敏性也有差異。比如，對于ECD來講，主要對電子敏感，電子屬于負性，所以將其用于中性的烷烴類物質(zhì)檢測時，會發(fā)現(xiàn)檢測結(jié)果是無效的。這種檢測器對電負性的物質(zhì)靈敏度非常高；FPD主要應(yīng)用于硫的檢測；NPD主要用于磷的檢測。

基于氣相色譜技術(shù)的諸多優(yōu)勢，將其應(yīng)用食品檢測中最為合適不過，但還要注意載體以及技術(shù)類型等方面的選擇，以便促進檢測高效。氮氣是食品安全檢測載氣的唯一選擇，色譜柱要選用兩種柱體同時存在的，玻璃是兩種柱體材質(zhì)的共同選擇，不同的是填充柱選擇的是不銹鋼，而毛細管柱選擇的是彈性石英[5]。載體為硅藻土和高分子多孔小球，要注意硅藻土是經(jīng)過事先處理的。無論是填充柱還是毛細管柱，都要注意材質(zhì)的直徑選擇確定。

2.1 在農(nóng)藥等殘留物檢測中的運用

氣相色譜技術(shù)可以檢測有機物質(zhì)，可以檢測瓜果蔬菜中的有機農(nóng)藥殘留物含量和種類，也可以檢測肉類食品中的有機胺。不同檢測對象所采用的氣相色譜檢測是有差異的。比如，對于有機磷的檢測，要選用的氣相色譜檢測法為GC/NPD，有機氯則對應(yīng)GC/ECD，有機硫?qū)?yīng)GC/FPD，有機胺則對應(yīng)GC/FID。

2.2 在諸多添加劑檢測中的運用

有些食品在制作過程中，本身會產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，如多環(huán)芳烴，這類安全隱患主要存在于煙熏類食品中，食用量過多會破壞人機體健康，產(chǎn)生致癌物質(zhì)。而在一些真空包裝或其他食品中，經(jīng)常會添加一些防腐劑，保證食物的保質(zhì)期限和味道等。這些物質(zhì)同樣會成為人身體的隱患。所以，在利用氣相色譜技術(shù)檢測食品時，主要檢測這些物質(zhì)的含量是否在允許范圍內(nèi)。芳烴類主要借助GC/MS氣相色譜法中的毛細管色譜柱進行物質(zhì)高效分離計算分析[6]。防腐添加劑成分以及每種成分的含量主要通過GC/FID法檢測，苯甲酸以及山梨酸的含量不得超過標準范圍。對于油炸食品中的胺類含量，主要通過GC/ECD法來實現(xiàn)。

2.3 在發(fā)酵飲品成分組成分析中的運用

飲料以及酒類產(chǎn)品等飲品也在食品范圍中，這些飲品無論是在開始制

2 氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的運用

作還是在中途發(fā)酵期間，其衛(wèi)生環(huán)境都存在安全隱患，尤其在發(fā)酵期間，會產(chǎn)生一些風(fēng)味物質(zhì)和揮發(fā)性的氣體。在制作過程中，為了保證色彩鮮艷，還會加入色素等調(diào)制料品。為了方便控制這些物質(zhì)的含量，需要在飲品生產(chǎn)過程中采用不同的氣相色譜法不斷檢測物質(zhì)成分和含量。對于酒類產(chǎn)品中的醇類采用的檢測方法和胺類以及添加劑的檢測方法一致，對于揮發(fā)化合物以及風(fēng)味物質(zhì)等采用頂空進樣法進行檢測。這樣硫化物等有害物質(zhì)含量過高的飲品就沒有機會進入市場。2.4 在食品包裝袋安全檢測中的運用

大多數(shù)食品選用塑料袋作為包裝袋，無論塑料袋是軟質(zhì)還是硬質(zhì)，都對韌性有一定的要求，為了提高塑料袋的塑性和韌性，通常會在塑料袋加工過程中，增加一些添加劑。其中，酞酸脂的含量最高，這些添加劑并沒有完全融入塑料產(chǎn)品中，或只是在表面上做到融合，一旦和油脂以及水類物質(zhì)接觸，這些添加劑就會和塑料產(chǎn)品相分離，繼而粘合在油脂類物質(zhì)上。在含量上，分離粘合的酞酸脂比融合的酞酸脂要多。而粘合了酞酸脂的食品被人類食用一定量后，會破壞人身體內(nèi)部的機體結(jié)構(gòu)，機體中毒，產(chǎn)生癌細胞，對人機體的生長繁殖產(chǎn)生無法挽回的損害。酞酸脂種類有很多，常見的有鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯等，適合檢測的氣相色譜檢測方法和發(fā)酵飲品的檢測方法一致，都選用GC/FID法[7]。

2.5 在食用油溶劑殘留物檢測中的運用

無論是植物食用油還是動物食用油，在制作加工過程中，都需要在相關(guān)溶劑的作用下浸出，食用油浸出后，還要將油中的溶劑與油分離，主要采用脫溶處理。目前，脫溶技術(shù)還不完善，食用油中的溶劑含量只要在標準范圍內(nèi)，食用油就是安全的，這個標準規(guī)定為50 mg/kg以下，一旦超過這個范圍，殘留的溶劑將會對人體造成致命的威脅。因為溶劑的成分主要為六碳烷烴類，這類物質(zhì)具有麻醉屬性，屬于有毒物質(zhì)，長期食用，人體內(nèi)的呼吸中樞、神經(jīng)中樞等部位就不會保持正常，而造血功能也會嚴重弱化，人的生命期限就會縮短。而檢測食用油中的溶劑殘留物，主要靠頂空氣相色譜法得以實現(xiàn)。食用油還含有多種脂肪酸這類有害物質(zhì)，需要借助GC/FID氣相色譜法檢測物質(zhì)成分和含量[8]。

3 結(jié)語

氣相色譜技術(shù)種類多樣，檢測儀器也很多，可用于檢測的食品范圍非常廣泛。為了準確快速分離出各種樣品混合物，得到最后的分析計算結(jié)果，檢測人員在開始時就要根據(jù)樣品類型，選擇合適的技術(shù)和檢測儀器，并做好準備工作。相關(guān)人員還要加強對氣相色譜技術(shù)的研究，使其在食品安全檢測中的應(yīng)用更加廣泛，從而提高食品安全系數(shù)。

[1]王霽,李國乾,牟善婷.分析氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用價值[J].智慧健康,2017(6):81-83.

[2]江金洪.氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].食品安全導(dǎo)刊,2017(11):26-27.

[3]胡 光 輝,劉 偉 麗,錢 沖,等.氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報,2016(11):4312-4317.

[4]賈文博.氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用探討[J].食品安全導(dǎo)刊,2015(36):126.

[5]李友.氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2015(14):41-42.

[6]王黎明.氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)世界,2012(12):19-21.

[7]譚慶斌.氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(28):38-40.

[8]范怡君.淺析氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].今日科苑,2010(12):26.

徐軼飛（1976—），男，甘肅蘭州人，本科，工程師。研究方向：