離子色譜法在食品分析中的應(yīng)用研究

楊樂樂

摘要：隨著人們健康意識和環(huán)保意識的增強(qiáng)，食品和環(huán)境監(jiān)控研究發(fā)展尤為迅速。采用離子色譜可以對食品中各種防腐劑、添加劑等進(jìn)行分析，應(yīng)用簡單及實(shí)用性強(qiáng)。為此，本文主要對食品分析中離子色譜應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：離子色譜法；食品分析；概況

一、離子色譜法的概況

離子色譜法是指將改進(jìn)后的電導(dǎo)檢測器安裝在離子交換樹脂柱的后面，以連續(xù)檢測色譜分離的離子的方法。1975年H.斯莫爾等人將經(jīng)典的離子交換色譜與高效液相色譜技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造了使用連續(xù)電導(dǎo)檢測器的現(xiàn)代離子色譜法，它與經(jīng)典的離子交換色譜的區(qū)別（見表）在于分離柱的高效能，即現(xiàn)代離子色譜使用小粒度和低交換容量的樹脂及小柱徑的分離柱，以及進(jìn)樣閥進(jìn)樣，泵輸送洗脫液璉續(xù)檢測測，故具有迅速、連續(xù)、高效、靈敏等優(yōu)點(diǎn)。離子色譜作為高效液相色譜的一個(gè)新的發(fā)展，只有十幾年的歷史，今后在選擇新的洗脫液，合成新的低交換容量離子交換樹脂和高靈敏度的檢測器方面有很廣闊的發(fā)展前景，以便實(shí)現(xiàn)在盡可能短的分析時(shí)間內(nèi)能分離含有多種陰離子（或陽離子）的混合物，并能高度靈敏地檢測被分離的離子。

二、食品分析中離子色譜法的應(yīng)用

1、食品添加劑分析

（1）防腐劑。防腐劑采用離子色譜抑制電導(dǎo)檢測分離了苯甲酸和山梨酸，分離柱為兩根Dionex HPLC-A G保護(hù)柱，1.5mmol/L Na2 CO3作為淋洗液，分離快速而準(zhǔn)確。較常見的防腐劑苯甲酸以及尼泊金系列防腐劑，如對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯的測定，采用AG9HC分離柱，1mmol/L Na2 C03和5mmol/L NaOH淋洗液，抑制電導(dǎo)檢測和紫外檢測聯(lián)用（紫外檢測波長為254nm），分離效果和線性關(guān)系都比較好。

（2）酸味劑。食品中常見的酸味劑如檸檬酸、蘋果酸、乳酸、琥珀酸等，可以采用離子排斥（如Dionex IonPacICE2AS6）和離子交換（如Dionex Ion-Pac AS11等）兩種離子色譜方法進(jìn)行分析。近年來隨著色譜柱效的提高，離子交換色譜可以直接用于有機(jī)酸和無機(jī)陰離子的同時(shí)分析邀些方法也可直接用于分析酒類和煙草中的各種有機(jī)酸和無機(jī)陰離子。

（3）甜味劑。甜味劑多為糖類或聚醇類物質(zhì)，其測定方式與糖類相同，以食品中常用的甜味劑糖精的測定為例來說明，采用8.0mmol/LNa2CO3+5.0 mmol/LNaOH作為淋洗液，在陰離子交換分離柱AS-4上分離，抑制電導(dǎo)檢測，常規(guī)陰離子不干擾測定對飲料樣品可直接進(jìn)樣分析。新型免試劑離子色譜也可以用于包括甜蜜素、糖精在內(nèi)多種甜味劑的同時(shí)分析。

2、糖類分析

由于糖在堿性條件下陰離子化對在恒電位下的金電極或鉑電極安培檢測會產(chǎn)生響應(yīng)值，因此可采用高靈敏度和選擇性的脈沖安培檢測器一離子色譜對糖類進(jìn)行分析。在分析葡萄糖，果糖，蔗糖等的過程中，采用NaOH作為淋洗液，在陰離子分離柱上分離糖類，金電極脈沖安培檢測器檢測，分析效果較好；采用NaOH作為淋洗液，在陰離子交換柱上分離各種聚合糖醇，以脈沖安培檢測，該方法相對于分析聚醇常使用的GC衍生法來說，分析時(shí)間短，回收率高。與HPLC相比較，采用脈沖安培檢測離子色譜法測定糖類有許多優(yōu)越性。就檢測器而言，通常HPLC采用光學(xué)檢測器，而糖類的光學(xué)特征差，因此采用HPLC-示差折光檢測分析糖類，其檢測靈敏度和選擇性比較低，無法完全滿足痕量生化分析的要求。

而采用脈沖安培檢測，提高了分析的靈敏度和選擇性，對痕量生化樣品及基體復(fù)雜的樣品分析具有優(yōu)勢。如果采用梯度淋洗，以金電極為工作電極、Ag/AgCl電極為參比電極，脈沖安培檢測分析不同類型糖等，不僅分析時(shí)間縮短，檢測限可低至幾十個(gè)ng/L，可以直接用于海水沉積物中痕量糖的測定。對于分析成分更復(fù)雜的糖類化合物如不同聚合度的麥芽糖、果糖等多糖時(shí)，常用NaOH與醋酸鈉進(jìn)行梯度淋洗，其中醋酸鈉在淋洗過程中主要起推進(jìn)作用對淋洗液的p H值不會產(chǎn)生影響。

3、氨基酸分析

目前氨基酸分析較常用的方法是高效液相色譜分離和柱前或柱后衍生紫外或熒光檢測，這種方法已非常成熟。然而衍生反應(yīng)總會影響測定的靈敏度和準(zhǔn)確性。由于氨基酸是一種酸堿兩性化合物，因此即可采用陽離子交換，又可采用陰離子交換進(jìn)行分離。雖然采用離子交換色譜間接電導(dǎo)檢測法可以測定氨基酸，但該法采用的是活性的流動相，實(shí)際測定過程有一定局限性。在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件下，幾乎所有氨基酸都能在鉑電極或金電極上產(chǎn)生響應(yīng)，而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是金屬電極表面生成的氧化物對氨基酸氧化起催化作用。根據(jù)氨基酸的這種特性，采用離子交換色譜-安培檢測可實(shí)現(xiàn)氨基酸的直接分離檢測。

陽離子交換分離氨基酸，一般采用高氯酸作為淋洗液，梯度洗脫，鉑電極為工作電極參比電極為氫離子選擇電極。然而該方法存在一定的局限性，如對于強(qiáng)酸性氨基酸，其在陽離子交換柱上保留很弱，分辨率很差，并且有部分氨基酸如酪氨酸、苯丙氨酸等在酸性條件下不穩(wěn)定，因此氨基酸多采用陰離子交換法分離，在此條件下幾乎所有氨基酸都處于陰離子狀態(tài)。由于不同氨基酸結(jié)構(gòu)差異很大，同時(shí)分離20種常見氨基酸，一個(gè)固定濃度的淋洗液條件是不可能完成的，必須采用梯度淋洗。陰離子交換分離氨基酸，目前常采用較復(fù)雜的氫氧化鈉/醋酸鈉作梯度淋洗，金電極為工作電極，pH電極為參比電極，積分脈沖安培檢測，能同時(shí)測定17種α-氨基酸及部分糖類和糖胺，大部分氨基酸的檢測限可達(dá)到fmol范圍。

4、農(nóng)藥測定

大多數(shù)農(nóng)藥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、品種繁多，雖然大多數(shù)可用HPLC或者GC分析。然而對部分不具光學(xué)吸收且能夠離子化的化合物而言，離子色譜是較好的選擇。草苷膦是一種除草劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但它在環(huán)境中不易降解，并且易溶于水，可對環(huán)境造成污染。由于草苷瞵對光弱吸收，采用HPLC分離需要進(jìn)行衍生或低波長紫外吸收，致使測定耗時(shí)且靈敏度不高。而草苷膦在水中有較大的電離，采用離子色譜抑制電導(dǎo)檢測，分析柱為AS4SC，9mmol/LNa2CO3和4mmo/L NaOH為淋洗液，流速為1.5mL/min，在此條件下，常規(guī)陰離子對分離無干擾，該方法可直接用于環(huán)境水樣中痕量草苷膦的測定。

三嗪類除草劑作為一種陽離子形態(tài)有機(jī)化合物可以用陽離子交換柱分離，在紫外波長為230nm處檢測。采用CG-12陽離子交換分離柱一紫外檢測，淋洗條件為0.2mol/LH2 SO4+25/100（v/v）CH3CN，能夠得到較好的分離檢測。

5、其它化合物分析

離子色譜對毒物的測定也有廣泛的應(yīng)用。Jaime等采用離子交換色譜柱一電化學(xué)氧化熒光檢測一MS對海產(chǎn)品中常見的PSP毒素進(jìn)行測定，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠，該方法可用于測定浮游植物和監(jiān)控海產(chǎn)品中PSP的含量。對于一些常見的毒物如苯酚等一些酚類物質(zhì)的分離，采用離子色譜法也能獲得良好的分離效果。

三、結(jié)束語

綜上所述，伴隨著市場經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展變化，人們的消費(fèi)觀念也逐漸地趨于健康化，綠色化和營養(yǎng)化，更加注重對生活品質(zhì)質(zhì)量的提高，食品安全也成為關(guān)注的焦點(diǎn)。在此趨勢下，離子色譜鑒定法的問世，有效填補(bǔ)了儀器分析和傳統(tǒng)化學(xué)在鑒定時(shí)的空白，不僅操作方便、反應(yīng)靈敏，而且能對不同食品進(jìn)行檢驗(yàn)，適應(yīng)能力較強(qiáng)。通過對離子色譜法在食品檢測中的應(yīng)用進(jìn)行分析，可為食品檢測提供一個(gè)全新的視角，為食品安全打開一個(gè)新的思路。