Application of Chromatography Technology in Food Safety and Yellow River Wetland Detecting
张凤凤① ZHANG Feng-feng；邱小香①② QIU Xiao-xiang
（①渭南师范学院化学与材料学院，渭南 714099；②陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，渭南 714099）
（①College of Chemistry and Material，Weinan Normal University，Weinan 714099，China；
②Shaanxi Key Laboratory of River Wetland Ecology and Environment，Weinan 714099，China）
摘要：文章介绍了色谱技术的概念、原理及特点，重点论述了液相色谱法及其与其他质谱联用技术在食品中农药残留、添加剂及黄河湿地污染等检测中的应用。最后对色谱技术的发展前景进行了展望。
Abstract: This paper introduced the concept, classification and theory and the characteristic of chromatographic technology, focused on the applications liquid chromatography and mass spectrometry in pesticide residues, additives, toxins and other detection. Then the future development of chromatography technology was prospected.
关键词：色谱技术；食品安全；黄河湿地；检测；应用
Key words: chromatographic techniques；food safety；Yellow River wetland；detection；application
中图分类号：TS207 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）21-0245-03
0 引言
色谱技术在现代仪器分析方法中占有重要的地位，因其具有特殊的高效、迅速的分离特性，已经成为物理、化学、生物分析不可缺少的重要工具。从色谱学的发展上看，自1903年以来，俄罗斯的植物学家茨维特成功分离叶绿素以来，经典的色谱方法由于分离缓慢，分离效率低、长时间没有引起广泛关注；直到20世纪50-60年代，由于以气相色谱（GC）为突破口，出现了气相色谱和质谱联用的仪器，使色谱进入了大发展时期；70年代进入高效液相色谱法（HPLC）为代表的现代色谱时期；80年代以HPLC的文献数量、应用范围已超过GC。近年来，由于高压输出泵的应用和分析检测技术的改进，使得高效液相色谱技术得到了迅猛的发展。如今，因为高灵敏度的检测器、高效率的色谱柱以及微型处理机的使用，使得该法成为了一种灵敏度高、分析速度快、应用范围广泛的分析方法。社会上出现有毒大米、加有添加剂的奶粉、地沟油、注水肉等损害人们身体的物质出现，如何让消费者买得放心、吃得安心成为人们关注的焦点。另外，湿地环境作为水生及陆生生态系统的过渡，兼有丰富的陆生和水生资源，所以，其和森林、海洋并称为全球三大生态系统。近年来，湿地被各种物质所污染，尤其有机污染物危害更大，所以，文章着重综述了色谱技术在食品进行安全检测中的应用，简要介绍了在黄河湿地污染物检测中的应用情况，以便更好的指导对各种环境污染物的防治，保证人们健康的生活。
1 色谱技术的基本原理及特点
1.1 色谱技术的原理
色谱法一般存在两相，固定不动的一相称为固定相；不断流过固定相的一相称为流动相。色谱法分离样品中不同物质的原理是利用各种物质在两相中的吸附能力、分配比及亲和能力等的不同而达到分离的目的。在外力作用下，含有样品的液体或气体流动相流过固定相后，固定相和流动相对样品中各组分的作用力强弱不同，使各组分被固定相保留时间的差异，使混合物中各组分得以分离。分离出的不同的组分，按照时间的差异逐个流经检测器，通过色谱仪器对信号进行处理，按流出物的浓度比例实现电讯号的输出，最后实现对不同组分的定性、定量分析。
1.2 色谱技术的特征
色谱技术几乎可以对所有的有机物进行分离，且具有好的分离效能、好的选择性、高灵敏度、应用范围广等特点，在食品安全检测，河水、湿地有机污染物分析得到广泛的应用。用此法不仅快速、方便、样品用量极少，且定量精密度高、技术相对较为成熟。
2 色谱技术在食品安全检测中的应用
2.1 食品中各种农药残留物的检测
果类、蔬菜中的有机氯、有机磷农药残留对人体带来的伤害、副作用及慢性中毒，使消费者对食品安全问题更为重视。所以，食物中含有的农药残留是否符合国家标准，就需各级检查部门进行及时、准确地检测。
可以说世界上最为先进的测试公司-安捷伦科技有限公司对水果、蔬菜等农产品中的189种农药残留进行了检测[1] 。许泓[2]等采用气质联用可以同时检测出107种农药残留。在所采用的色谱检测方法中，具有高灵敏度的液相色谱-串联质谱检测法是当前采用最广泛的方法之一。利用该法能对瓜果、蔬菜中残留的各类农药进行准确的鉴定与检测，是非常适用于痕量检测的。徐远金等[3]采用固相萃取-高效液相色谱-电喷雾串联质谱法对疏菜中痕量的有机磷类农药，如甲胺磷、敌百虫、马拉硫磷、对硫磷等7种污染物质的残留量同时进行了测定。结果显示：7种农药的含量与其色谱峰的峰面积在一定范围内线性相关。检出限为0.002~0.090μg/kg，相对标准偏差（RSD）为3.1%~5.2%。从研究结果可以看出，与固相萃取-高效液相色谱（SPE-HPLC）法相比，该方法不仅检出限低、回收效率高、快速方便，而且重现性好、灵敏性高，适于对蔬菜中7种有机磷农药残留量进行既准确又可靠的痕量测定。马又娥[4]等采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法（SPE-LC-MS/MS）同时对蔬菜、水果中21种农药残留量进行了痕量测定。结果表明，样品中最低检出限为0.005μg/kg~0.030μg/kg，样品的平均加标回收率为76.34%-119.33%。研究结果表明，与分光光度法、比色法等相比较，该方法具有选择性好、灵敏度高、准确性高等优点。结果完全符合欧盟标准的要求，为茶叶出口提供了质量保证。SHEN Jin-can等[5]利用液相色谱-串联质谱法同时对小米和大米中的6种环己烯酮类除草剂如烯草酮、吡喃草酮、禾草灭、苯草酮、稀禾定和唆草酮等的残留量进行了测定。这些物质属于脂肪类除草剂，是细胞有丝分裂抑制剂。该方法作为一种新型的现代仪器分析手段，由于其具有分析检测范围宽、时间短等优点，因此在食品分析检测领域得到了广泛的应用。它能分析检测环己烯酮类的痕量残留物，对控制进出口产品质量提供有力的保障。李海飞[6]等利用高效液相色谱柱后衍生荧光检测了梨、苹果、桃、葡萄、香蕉和芒果等水果类样品中7种氨基甲酸酯类农药如涕灭威飒、涕灭威亚飒、灭多威、三羟基克百威、涕灭威、克百威和甲蔡威的残留量进行了测定。结果显示：7种农药的3种不同浓度平均加标回收率为72.5%~116.2%，检出限为0.0037~0.0074μg/kg。该方法不仅快速、方便，而且定量结果准确。
2.2 食品中添加剂的检测
在食品中适当的加入一些添加剂是可以的，但若用量超过一定限度将会危害人类的健康。一般的食品添加剂有：甜味剂、防腐剂、人工色素、糖精、山梨酸钾、安赛蜜、苯甲酸钠防腐剂和环己基氨基磺酸钠等。经过处理后，利用色谱技术进行有效、迅速、准确地检测。食品添加剂带来了食物的多样性，但过度的使用会危害人体的健康。因此，食品企业应该合理、恰当的使用食品添加剂，避免加入对人体有害的添加剂，保证人们吃的安心。
ZHANG Jian-li等[7]采用高效液相色谱-质谱法（LC/MS）定性检测了保健品中的伐地那非。实验中用LC/MS法同时测定了13份样品。结果与伐地那非在同样条件下的标准色谱完全一致。从而证明样品中含有伐地那非。该方法测定的前处理简单、专一性强、准确性及可靠性高，适合于保健品中非法添加的伐地那非的定性检测。姚浔平等[8]采用高效液相色谱法测定了咖啡因、糖精钠、苯甲酸、安塞蜜等10种食品添加剂。结果表明：10种添加剂的检出限为0.004~0.010μg/kg。回收率为90.0%~105%，相对标准偏差小于5.0%，适用于对这10种添加剂的含量进行检测。从研究结果可以看出，与GC法相比，该方法不仅灵敏、准确，而且提高了检测效率，降低了检测成本。
2.2.1 食品中防腐剂的检测
为了防止食品腐烂，往往向其中添加一定量的防腐剂。常用的防腐剂有山梨酸及其钠盐、苯甲酸及其钠盐等，但是防腐剂若在人体内长期富集，到一定程度后会对人体各个器官产生严重的损害，故测定食品中防腐剂的含量尤为重要。
王静等[9]用高效液相色谱法对食品中苯甲酸、山梨酸、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸异丙酯和对羟基苯甲酸丁酯进行了同时测定。7种防腐剂可以进行分离，加标回收率为93. 3%~100.5%，检出限为0.025~0.500μg/kg。研究结果表明：与GC、薄层色谱（TLC）法相比较，此法准确度高、样品处理简单。刘二东等[10]研究利用HPLC测定含乳饮料中苯甲酸的含量。结果表明该方法样品处理过程简单，分析方法灵敏度高，且分离效果好，既适用于纯牛奶的测定，也适用于碳酸饮料中防腐剂苯甲酸、山梨酸含量的测定，具有广泛的应用前景。苏爱梅等[11]对火腿肠样品用沉淀法进行预处理，首先加沉淀剂将其沉淀，过滤后用反向高效液相色谱（RP -HPLC）法测定了样品中两种防腐剂山梨酸和苯甲酸的含量。最低检出限为0.024μg/kg，平均回收率为100.4%，RSD为0.68%。从研究结果可以看出，该方法具有分离效率高、色谱相选择范围宽、灵敏度高、样品前处理简单等优点，而且测定结果准确可靠，便于推广。
2.2.2 食品中甜味剂的检测
为了赋予食品甜味，往往向食品中添加能改善其口味的甜味剂。但是过量食用仍然会危害人们的身体健康，所以人们一定要合理适度使用食品甜味剂。
丁芳林[12]等采用液相色谱-气相色谱联用法，测定了果冻等食品中的添加剂如甜蜜素、糖精钠和安赛蜜等的含量。结果显示：加标回收率为93.19%~100.90%，相对标准偏差为1.05%~2.04%。此方法有很高的选择性，且能准确定性及定量，分析速度很快，同时也适合于饮料等其它食品中的各种物质的定性、定量的检测。王敏[13]等先在酸性条件下使用次氯酸钠将甜蜜素转化为氯基环己烷，再利用高效液相色谱法进行了分析。测定样品的最低检出限可达0.020μg/kg，对于干扰较少的液体样品，最低检出限为0.5 mg /L，加标回收率为70%~110%。该方法不仅分离效果好，而且可以有效减少一些样品中复杂基质对测定过程的干扰。 费贤明[14]等利用高效液相色谱-荧光法测定了食品中的糖精钠，其检出限为0.005~0.020μg/kg，将其与高效液相色谱-紫外检测法相比较，此方法有更好的重现性，更高的准确度，因为荧光法的选择性响应，对色谱柱的性能要求较低，所以可快速分析复杂样品，是检测糖精钠最好的方法之一。
3 黄河湿地检测中的应用
黄河水质污染主要为耗氧有机物。主要污染指标为氨氮、酚类物质、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类。徐媛原[15]等通过直接向样品溶液喷入钛酸四丁酯，将其水解后产生含水二氧化钛（TiO2·nH2O）的物质，以此作为吸附剂，建立了原位分散微固相萃取样品前处理新方法，并联用高效液相色谱法测定了环境水样中的双酚A、三氯生、辛基酚和壬基酚等4种酚类内分泌污染物。实验优化了TBOT用量，萃取时间，离子强度和洗脱液类型等萃取条件。在最佳条件下，4种待测物的检出限为0.18～2.16μg/L，检出限为0. 60～7.21μg/L，富集倍数为14.7～169.4。方法具有良好的线性和精密度，已应用于实际湖水试样中4种目标物的检测，加标回收率在95.0%～112.5%之间，RSD在0.4%～7.1%之间。
4 色谱技术的发展前景与展望
随着科学技术的发展，为了使食品卫生的各个领域可以健康发展。越来越多的色谱检测技术将被开发应用于食品卫生安全的控制和监督之中。色谱技术已经成为食品安全检测中不可或缺的关键方法。与质谱法、各类光谱法等分析方法相比，色谱法的突出优点是分析能力强、实现多组分混合物高效分离，其分析灵敏度与质谱法接近，比光谱法更高，而且运用方便，造价相对低廉。
为了检测到样品中各成分更多、更准确的定性、定量信息，除了对现有的检测仪器进行改良以提高性能外，将色谱仪与质谱仪、光谱仪联合使用将是一个更加行之有效的方法，这样可以发挥各类检测器的优点，除了实现在一次色谱进样中得到更多、更准确的信息，且多种方法联用技术使分析速度更快、灵敏度更高和鉴别能力更强的特点，而且可同时完成待测组分多种成分的分离和检测分析，尤其适合于对多种组分混合物中的未知组分的定性及定量分析，鉴定化合物的分子结构，对化合物的分子量进行准确地测定。因此，开发通用、专一、灵敏的色谱联用检测技术将是今后研究探索的重要方向。
参考文献：
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