色譜技術(shù)在食品安全的運(yùn)用
時(shí)間:2022-08-08 10:37:06
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摘要:文章介紹了色譜技術(shù)的概念、原理及特點(diǎn),重點(diǎn)論述了液相色譜法及其與其他質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品中農(nóng)藥殘留、添加劑及黃河濕地污染等檢測(cè)中的應(yīng)用。最后對(duì)色譜技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:色譜技術(shù);食品安全;黃河濕地;檢測(cè);應(yīng)用
色譜技術(shù)在現(xiàn)代儀器分析方法中占有重要的地位,因其具有特殊的高效、迅速的分離特性,已經(jīng)成為物理、化學(xué)、生物分析不可缺少的重要工具。從色譜學(xué)的發(fā)展上看,自1903年以來(lái),俄羅斯的植物學(xué)家茨維特成功分離葉綠素以來(lái),經(jīng)典的色譜方法由于分離緩慢,分離效率低、長(zhǎng)時(shí)間沒有引起廣泛關(guān)注;直到20世紀(jì)50-60年代,由于以氣相色譜(GC)為突破口,出現(xiàn)了氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用的儀器,使色譜進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期;70年代進(jìn)入高效液相色譜法(HPLC)為代表的現(xiàn)代色譜時(shí)期;80年代以HPLC的文獻(xiàn)數(shù)量、應(yīng)用范圍已超過(guò)GC。近年來(lái),由于高壓輸出泵的應(yīng)用和分析檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn),使得高效液相色譜技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。如今,因?yàn)楦哽`敏度的檢測(cè)器、高效率的色譜柱以及微型處理機(jī)的使用,使得該法成為了一種靈敏度高、分析速度快、應(yīng)用范圍廣泛的分析方法。社會(huì)上出現(xiàn)有毒大米、加有添加劑的奶粉、地溝油、注水肉等損害人們身體的物質(zhì)出現(xiàn),如何讓消費(fèi)者買得放心、吃得安心成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。另外,濕地環(huán)境作為水生及陸生生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)渡,兼有豐富的陸生和水生資源,所以,其和森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。近年來(lái),濕地被各種物質(zhì)所污染,尤其有機(jī)污染物危害更大,所以,文章著重綜述了色譜技術(shù)在食品進(jìn)行安全檢測(cè)中的應(yīng)用,簡(jiǎn)要介紹了在黃河濕地污染物檢測(cè)中的應(yīng)用情況,以便更好的指導(dǎo)對(duì)各種環(huán)境污染物的防治,保證人們健康的生活。
1色譜技術(shù)的基本原理及特點(diǎn)
1.1色譜技術(shù)的原理。色譜法一般存在兩相,固定不動(dòng)的一相稱為固定相;不斷流過(guò)固定相的一相稱為流動(dòng)相。色譜法分離樣品中不同物質(zhì)的原理是利用各種物質(zhì)在兩相中的吸附能力、分配比及親和能力等的不同而達(dá)到分離的目的。在外力作用下,含有樣品的液體或氣體流動(dòng)相流過(guò)固定相后,固定相和流動(dòng)相對(duì)樣品中各組分的作用力強(qiáng)弱不同,使各組分被固定相保留時(shí)間的差異,使混合物中各組分得以分離。分離出的不同的組分,按照時(shí)間的差異逐個(gè)流經(jīng)檢測(cè)器,通過(guò)色譜儀器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,按流出物的濃度比例實(shí)現(xiàn)電訊號(hào)的輸出,最后實(shí)現(xiàn)對(duì)不同組分的定性、定量分析。1.2色譜技術(shù)的特征。色譜技術(shù)幾乎可以對(duì)所有的有機(jī)物進(jìn)行分離,且具有好的分離效能、好的選擇性、高靈敏度、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn),在食品安全檢測(cè),河水、濕地有機(jī)污染物分析得到廣泛的應(yīng)用。用此法不僅快速、方便、樣品用量極少,且定量精密度高、技術(shù)相對(duì)較為成熟。
2色譜技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用
2.1食品中各種農(nóng)藥殘留物的檢測(cè)。果類、蔬菜中的有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥殘留對(duì)人體帶來(lái)的傷害、副作用及慢性中毒,使消費(fèi)者對(duì)食品安全問(wèn)題更為重視。所以,食物中含有的農(nóng)藥殘留是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),就需各級(jí)檢查部門進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)??梢哉f(shuō)世界上最為先進(jìn)的測(cè)試公司-安捷倫科技有限公司對(duì)水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中的189種農(nóng)藥殘留進(jìn)行了檢測(cè)[1]。許泓[2]等采用氣質(zhì)聯(lián)用可以同時(shí)檢測(cè)出107種農(nóng)藥殘留。在所采用的色譜檢測(cè)方法中,具有高靈敏度的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)法是當(dāng)前采用最廣泛的方法之一。利用該法能對(duì)瓜果、蔬菜中殘留的各類農(nóng)藥進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒定與檢測(cè),是非常適用于痕量檢測(cè)的。徐遠(yuǎn)金等[3]采用固相萃取-高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)疏菜中痕量的有機(jī)磷類農(nóng)藥,如甲胺磷、敵百蟲、馬拉硫磷、對(duì)硫磷等7種污染物質(zhì)的殘留量同時(shí)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果顯示:7種農(nóng)藥的含量與其色譜峰的峰面積在一定范圍內(nèi)線性相關(guān)。檢出限為0.002~0.090μg/kg,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3.1%~5.2%。從研究結(jié)果可以看出,與固相萃取-高效液相色譜(SPE-HPLC)法相比,該方法不僅檢出限低、回收效率高、快速方便,而且重現(xiàn)性好、靈敏性高,適于對(duì)蔬菜中7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量進(jìn)行既準(zhǔn)確又可靠的痕量測(cè)定。馬又娥[4]等采用固相萃取-高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(SPE-LC-MS/MS)同時(shí)對(duì)蔬菜、水果中21種農(nóng)藥殘留量進(jìn)行了痕量測(cè)定。結(jié)果表明,樣品中最低檢出限為0.005μg/kg~0.030μg/kg,樣品的平均加標(biāo)回收率為76.34%-119.33%。研究結(jié)果表明,與分光光度法、比色法等相比較,該方法具有選擇性好、靈敏度高、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果完全符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)的要求,為茶葉出口提供了質(zhì)量保證。SHENJin-can等[5]利用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)對(duì)小米和大米中的6種環(huán)己烯酮類除草劑如烯草酮、吡喃草酮、禾草滅、苯草酮、稀禾定和唆草酮等的殘留量進(jìn)行了測(cè)定。這些物質(zhì)屬于脂肪類除草劑,是細(xì)胞有絲分裂抑制劑。該方法作為一種新型的現(xiàn)代儀器分析手段,由于其具有分析檢測(cè)范圍寬、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),因此在食品分析檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它能分析檢測(cè)環(huán)己烯酮類的痕量殘留物,對(duì)控制進(jìn)出口產(chǎn)品質(zhì)量提供有力的保障。李海飛[6]等利用高效液相色譜柱后衍生熒光檢測(cè)了梨、蘋果、桃、葡萄、香蕉和芒果等水果類樣品中7種氨基甲酸酯類農(nóng)藥如涕滅威颯、涕滅威亞颯、滅多威、三羥基克百威、涕滅威、克百威和甲蔡威的殘留量進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果顯示:7種農(nóng)藥的3種不同濃度平均加標(biāo)回收率為72.5%~116.2%,檢出限為0.0037~0.0074μg/kg。該方法不僅快速、方便,而且定量結(jié)果準(zhǔn)確。2.2食品中添加劑的檢測(cè)。在食品中適當(dāng)?shù)募尤胍恍┨砑觿┦强梢缘模粲昧砍^(guò)一定限度將會(huì)危害人類的健康。一般的食品添加劑有:甜味劑、防腐劑、人工色素、糖精、山梨酸鉀、安賽蜜、苯甲酸鈉防腐劑和環(huán)己基氨基磺酸鈉等。經(jīng)過(guò)處理后,利用色譜技術(shù)進(jìn)行有效、迅速、準(zhǔn)確地檢測(cè)。食品添加劑帶來(lái)了食物的多樣性,但過(guò)度的使用會(huì)危害人體的健康。因此,食品企業(yè)應(yīng)該合理、恰當(dāng)?shù)氖褂檬称诽砑觿?,避免加入?duì)人體有害的添加劑,保證人們吃的安心。ZHANGJian-li等[7]采用高效液相色譜-質(zhì)譜法(LC/MS)定性檢測(cè)了保健品中的伐地那非。實(shí)驗(yàn)中用LC/MS法同時(shí)測(cè)定了13份樣品。結(jié)果與伐地那非在同樣條件下的標(biāo)準(zhǔn)色譜完全一致。從而證明樣品中含有伐地那非。該方法測(cè)定的前處理簡(jiǎn)單、專一性強(qiáng)、準(zhǔn)確性及可靠性高,適合于保健品中非法添加的伐地那非的定性檢測(cè)。姚潯平等[8]采用高效液相色譜法測(cè)定了咖啡因、糖精鈉、苯甲酸、安塞蜜等10種食品添加劑。結(jié)果表明:10種添加劑的檢出限為0.004~0.010μg/kg?;厥章蕿?0.0%~105%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.0%,適用于對(duì)這10種添加劑的含量進(jìn)行檢測(cè)。從研究結(jié)果可以看出,與GC法相比,該方法不僅靈敏、準(zhǔn)確,而且提高了檢測(cè)效率,降低了檢測(cè)成本。2.2.1食品中防腐劑的檢測(cè)。為了防止食品腐爛,往往向其中添加一定量的防腐劑。常用的防腐劑有山梨酸及其鈉鹽、苯甲酸及其鈉鹽等,但是防腐劑若在人體內(nèi)長(zhǎng)期富集,到一定程度后會(huì)對(duì)人體各個(gè)器官產(chǎn)生嚴(yán)重的損害,故測(cè)定食品中防腐劑的含量尤為重要。王靜等[9]用高效液相色譜法對(duì)食品中苯甲酸、山梨酸、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸異丙酯和對(duì)羥基苯甲酸丁酯進(jìn)行了同時(shí)測(cè)定。7種防腐劑可以進(jìn)行分離,加標(biāo)回收率為93.3%~100.5%,檢出限為0.025~0.500μg/kg。研究結(jié)果表明:與GC、薄層色譜(TLC)法相比較,此法準(zhǔn)確度高、樣品處理簡(jiǎn)單。劉二東等[10]研究利用HPLC測(cè)定含乳飲料中苯甲酸的含量。結(jié)果表明該方法樣品處理過(guò)程簡(jiǎn)單,分析方法靈敏度高,且分離效果好,既適用于純牛奶的測(cè)定,也適用于碳酸飲料中防腐劑苯甲酸、山梨酸含量的測(cè)定,具有廣泛的應(yīng)用前景。蘇愛梅等[11]對(duì)火腿腸樣品用沉淀法進(jìn)行預(yù)處理,首先加沉淀劑將其沉淀,過(guò)濾后用反向高效液相色譜(RP-HPLC)法測(cè)定了樣品中兩種防腐劑山梨酸和苯甲酸的含量。最低檢出限為0.024μg/kg,平均回收率為100.4%,RSD為0.68%。從研究結(jié)果可以看出,該方法具有分離效率高、色譜相選擇范圍寬、靈敏度高、樣品前處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),而且測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠,便于推廣。2.2.2食品中甜味劑的檢測(cè)。為了賦予食品甜味,往往向食品中添加能改善其口味的甜味劑。但是過(guò)量食用仍然會(huì)危害人們的身體健康,所以人們一定要合理適度使用食品甜味劑。丁芳林[12]等采用液相色譜-氣相色譜聯(lián)用法,測(cè)定了果凍等食品中的添加劑如甜蜜素、糖精鈉和安賽蜜等的含量。結(jié)果顯示:加標(biāo)回收率為93.19%~100.90%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.05%~2.04%。此方法有很高的選擇性,且能準(zhǔn)確定性及定量,分析速度很快,同時(shí)也適合于飲料等其它食品中的各種物質(zhì)的定性、定量的檢測(cè)。王敏[13]等先在酸性條件下使用次氯酸鈉將甜蜜素轉(zhuǎn)化為氯基環(huán)己烷,再利用高效液相色譜法進(jìn)行了分析。測(cè)定樣品的最低檢出限可達(dá)0.020μg/kg,對(duì)于干擾較少的液體樣品,最低檢出限為0.5mg/L,加標(biāo)回收率為70%~110%。該方法不僅分離效果好,而且可以有效減少一些樣品中復(fù)雜基質(zhì)對(duì)測(cè)定過(guò)程的干擾。費(fèi)賢明[14]等利用高效液相色譜-熒光法測(cè)定了食品中的糖精鈉,其檢出限為0.005~0.020μg/kg,將其與高效液相色譜-紫外檢測(cè)法相比較,此方法有更好的重現(xiàn)性,更高的準(zhǔn)確度,因?yàn)闊晒夥ǖ倪x擇性響應(yīng),對(duì)色譜柱的性能要求較低,所以可快速分析復(fù)雜樣品,是檢測(cè)糖精鈉最好的方法之一。
3黃河濕地檢測(cè)中的應(yīng)用
黃河水質(zhì)污染主要為耗氧有機(jī)物。主要污染指標(biāo)為氨氮、酚類物質(zhì)、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和石油類。徐媛原[15]等通過(guò)直接向樣品溶液噴入鈦酸四丁酯,將其水解后產(chǎn)生含水二氧化鈦(TiO2•nH2O)的物質(zhì),以此作為吸附劑,建立了原位分散微固相萃取樣品前處理新方法,并聯(lián)用高效液相色譜法測(cè)定了環(huán)境水樣中的雙酚A、三氯生、辛基酚和壬基酚等4種酚類內(nèi)分泌污染物。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了TBOT用量,萃取時(shí)間,離子強(qiáng)度和洗脫液類型等萃取條件。在最佳條件下,4種待測(cè)物的檢出限為0.18~2.16μg/L,檢出限為0.60~7.21μg/L,富集倍數(shù)為14.7~169.4。方法具有良好的線性和精密度,已應(yīng)用于實(shí)際湖水試樣中4種目標(biāo)物的檢測(cè),加標(biāo)回收率在95.0%~112.5%之間,RSD在0.4%~7.1%之間。
4色譜技術(shù)的發(fā)展前景與展望
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為了使食品衛(wèi)生的各個(gè)領(lǐng)域可以健康發(fā)展。越來(lái)越多的色譜檢測(cè)技術(shù)將被開發(fā)應(yīng)用于食品衛(wèi)生安全的控制和監(jiān)督之中。色譜技術(shù)已經(jīng)成為食品安全檢測(cè)中不可或缺的關(guān)鍵方法。與質(zhì)譜法、各類光譜法等分析方法相比,色譜法的突出優(yōu)點(diǎn)是分析能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)多組分混合物高效分離,其分析靈敏度與質(zhì)譜法接近,比光譜法更高,而且運(yùn)用方便,造價(jià)相對(duì)低廉。為了檢測(cè)到樣品中各成分更多、更準(zhǔn)確的定性、定量信息,除了對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)儀器進(jìn)行改良以提高性能外,將色譜儀與質(zhì)譜儀、光譜儀聯(lián)合使用將是一個(gè)更加行之有效的方法,這樣可以發(fā)揮各類檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn),除了實(shí)現(xiàn)在一次色譜進(jìn)樣中得到更多、更準(zhǔn)確的信息,且多種方法聯(lián)用技術(shù)使分析速度更快、靈敏度更高和鑒別能力更強(qiáng)的特點(diǎn),而且可同時(shí)完成待測(cè)組分多種成分的分離和檢測(cè)分析,尤其適合于對(duì)多種組分混合物中的未知組分的定性及定量分析,鑒定化合物的分子結(jié)構(gòu),對(duì)化合物的分子量進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)定。因此,開發(fā)通用、專一、靈敏的色譜聯(lián)用檢測(cè)技術(shù)將是今后研究探索的重要方向。
作者:張鳳鳳 邱小香 單位:渭南師范學(xué)院