离子色谱技术在食品有害物质检测中的应用研究

摘 要：离子色谱技术具有灵敏度高、分析速度快、选择性好、重现性强等优点，可准确检测食品中的重金属离子、农药残留、非法添加剂、防腐剂等多种有害物质，能够为食品安全检测提供可靠的技术手段。基于此，本文简要介绍离子色谱技术的原理及特点，重点阐述其在乳制品、水产品、果蔬制品和肉制品等不同类型食品有害物质检测中的应用情况，为食品安全检测工作的开展提供借鉴。

关键词：离子色谱技术；食品安全；有害物质检测

Study on the Application of Ion Chromatography in the Detection of Harmful Substances in Food

CHEN Jiexin

（Pingdu Center for Disease Control and Prevention， Qingdao 266700， China）

Abstract： Ion chromatography has the advantages of high sensitivity， fast analysis speed， good selectivity and strong reproducibility. It can accurately detect heavy metal ions， pesticide residues， illegal additives， preservatives and other harmful substances in food， and can provide reliable technical means for food safety detection. Based on this， this paper briefly introduces the principle and characteristics of ion chromatography， and focuses on its application in the detection of harmful substances in different types of food such as dairy products， aquatic products， fruit and vegetable products and meat products， so as to provide reference for the development of food safety detection.

Keywords： ion chromatography; food safety; hazardous substance detection

食品安全一直是关系到民生福祉和经济发展的重大问题。随着生活水平的提高，人们对食品安全的要求越来越高。然而，在食品生产、加工、包装、运输和贮存的各个环节，都有可能引入有害物质，对人体健康造成危害。为了保障食品安全，必须对食品中的有害物质进行严格检测和控制。传统的检测方法如滴定法、比色法等，操作烦琐、灵敏度低、易受干扰，已不能满足现代食品安全检测的要求。离子色谱技术具有快速、灵敏、准确、重现性好等优点，在食品有害物质检测中的应用越来越广泛。本文简要介绍离子色谱技术的原理及特点，综述其在乳制品、水产品、果蔬制品和肉制品等不同食品有害物质检测中的应用情况，以期为食品安全检测工作的开展提供参考。

1 离子色谱技术的原理及特点

1.1 原理

离子色谱技术的原理是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换以及分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离[1]。具体而言，待测样品溶液在高压泵的驱动下，随流动相（淋洗液）进入色谱柱。色谱柱内填充着带电荷的固定相基质，如阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。样品离子与固定相上的异性电荷相互吸引，而同性电荷则相互排斥。这种相互作用导致不同离子在色谱柱中的滞留时间也不同，从而实现离子的分离。随着流动相的不断淋洗，离子逐步从固定相上被洗脱下来。流出色谱柱的离子进入电导检测器，根据离子的电导率差异转换为相应的电信号，再经放大、记录和处理，即可得到离子的定性定量分析结果。离子色谱技术通过利用离子与固定相之间的相互作用以及电导检测器的灵敏检测能力，实现了对复杂样品中微量离子组分的高效分离和定量分析。

1.2 特点

离子色谱技术具有一系列突出的特点，使其在食品检测领域得到了广泛应用。①灵敏度高。采用高灵敏度的检测器，如电导检测器或荧光检测器等，能够在极低浓度下检测到离子。直接进样的灵敏度可达微克级别，如果采用浓缩柱进行富集，灵敏度可以进一步提高到纳克级别[2]。②分析速度快。通过优化色谱柱和淋洗条件，采用离子色谱技术能够快速地分离和洗脱样品组分，单次进样分析时间一般在10～30 min，大幅缩短检测周期。③选择性好。离子交换色谱柱对目标离子具有专一的选择性截留能力，能有效地排除其他干扰离子的影响，准确测定出样品中目标离子的含量[3]。④多组分同时测定。离子色谱仪具有多组分同时测定的能力，一次进样可以同时分析多种离子化合物。需要注意的是，对于样品成分之间浓度差太大的样品，多组分同时测定可能会受到一定的限制。

2 离子色谱技术在不同食品有害物质检测中的应用

2.1 乳制品

乳制品是人们日常饮食的重要组成部分，其安全性和品质备受关注。在生产加工过程中，乳制品可能引入多种有害物质，如山梨酸、苯甲酸等防腐剂，次氯酸钠、过氧乙酸等杀菌消毒剂，铅、汞、砷等重金属污染物，磺胺类、喹诺酮类等兽药，以及三聚氰胺等非法添加物，这些物质都会对消费者健康造成威胁。利用离子色谱技术可以有效检测乳制品中的这些阴阳离子型有害物质。例如，印杰等[4]建立一种使用离子色谱技术测定乳制品中的亚硝酸盐和硝酸盐的方法，即乳制品试样经水溶解后使用亚铁氰化钾和硫酸锌溶液沉淀其中的蛋白质，上清液经过C18柱、银柱、钠柱净化后，采用离子色谱-电导检测器进行测定，使用外标法定量。结果表明，亚硝酸盐和硝酸盐含量分别在0.01～0.20 μg·mL-1和0.1～

2.0 μg·mL-1与峰面积线性关系良好，定量限分别为0.2、0.4 mg·kg-1，加标回收率为92.5%～102.0%，相对标准偏差为1.5%～6.6%。该方法操作简单、结果准确、重复性好，适用于乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定。王云霞等[5]采用乙腈沉淀乳粉和牛乳中的蛋白质后，移取上清液经过微孔滤膜过滤、LC-C18 SPE柱提纯去除干扰的有机物质后，滤液经离子色谱检测仪检测分析，从而得到样品中硫氰酸根离子含量。淋洗液经过优化后选用1.7 mmol·L-1碳酸氢钠+1.8 mmol·L-1碳酸钠+10%丙酮水溶液进行洗脱，抑制剂使用0.2%硫酸进行抑制器活化再生。该方法的硫氰酸根离子定量检出限为2.0 mg·kg-1，标准曲线的线性相关系数在0.99以上，检测范围为0.1～

20.0 mg·kg-1（mg·L-1），回收率在93%～97%，相对标准偏差在0.8%～1.34%。该方法操作简便、结果准确、重复性良好、检测限低，适用于乳制品中硫氰酸根离子的检测。帕提曼·卡吾力等[6]建立了离子色谱法测定牛奶中硫氰酸根离子的方法，结果表明该方法结果准确、重复性良好，适用于牛奶中硫氰酸根的快速测定。

2.2 水产品

水产品是人们饮食中重要的组成部分，其富含优质蛋白、多不饱和脂肪酸、矿物质和维生素等营养物质。但由于环境污染和养殖管理不当，水产品中可能残留多种有害物质，如汞、砷、镉、铅等重金属污染物，有机氯、有机磷等农药，河豚毒素、贝类毒素等微生物代谢毒素，硼砂、过氧化氢等食品添加剂，以及孔雀石绿、硝基呋喃类等兽药。利用离子色谱技术可以快速、准确地检测这些有害物质。例如，陈帅等[7]建立了一种同时测定水产品中二甲胺、三甲胺以及氧化三甲胺的非抑制性离子色谱方法。该方法具有快速、准确、灵敏度高、精密度好等优点，适用于海产品及其制品中3种物质的测定。孙永等[8]建立抑制性电导检测-离子色谱法快速测定水产品中常见的几种生物胺，该方法测定的生物胺的线性范围为0.02～10.0 mg，检出限在0.5 mg·kg-1以下，加标回收率在85.2%～106.9%。该方法前处理简单快捷，结果灵敏、准确，适用于水产品中常见生物胺的快速检测。

2.3 果蔬制品

果蔬制品富含维生素、膳食纤维、矿物质等，具有营养价值高、易消化吸收等特点。但在种植和加工过程中，可能引入多种有害物质，如有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等杀虫剂，三唑类、甲霜腈、多菌灵等杀菌剂，铅、汞、砷、镉等重金属污染物，硝酸盐、亚硝酸盐等氮肥，二氧化硫等漂白剂和防腐剂，以及罐头类果蔬制品中的锡、铅等重金属溶出物。离子色谱技术凭借高效分离和灵敏检测的特点，被广泛应用于果蔬制品有害物质分析。例如，陈先森等[9]建立同时测定蔬菜罐头中NO2-、NO3-、SO32-及SO42-4种阴离子的离子色谱法，结果表明4种阴离子线性关系良好，相关系数均在0.999 2～

0.999 7，检出限为0.05～0.10 mg·kg-1（S/N=3），加标回收率为91.3%～105.0%。结果表明该方法适用于蔬菜罐头样品定量分析。吕伟超等[10]采用离子色谱法对腌制酸菜、酸乳瓜及榨菜中的NO2-及其他5种阴离子进行测定，结果显示，样品中NO2-的最高检出量为5.65 mg·kg-1，未超过《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）规定的限值，测定结果的相对标准偏差为4.65%，加标回收率为92.3%～96.4%。宋卫得等[11]建立了梯度淋洗-电导抑制-离子色谱法测定果汁中20种有机胺、生物胺和阳离子的方法，通过对流速、色谱柱温度、pH值等因素的考察，探索出了适合20种组分测定的多级梯度淋洗条件。结果表明，当流速为0.25 mL·min-1、pH值为3.5～4.5、柱温为40 ℃时，20种组分在0.05～2.00 mg·L-1浓度范围内具有良好的线性关系，检出限为0.000 6～0.050 3 mg·L-1，回收率为78.4%～108.9%，相对标准偏差为2.1%～7.3%。该方法适用于果汁中20种有机胺、生物胺和阳离子的分析测定。

2.4 肉制品

肉制品是人们日常饮食的主要动物性食品来源。肉制品中常见的有害物质有硝酸盐/亚硝酸盐等添加剂，β-内酰胺类、四环素类等抗生素，瘦肉精等β-受体激动剂，铅、汞等重金属。利用离子色谱技术可灵敏、快速、准确地检测肉制品中这些离子型物质。例如，李营等[12]建立了离子色谱法和分光光度法测定卤肉制品中亚硝酸盐的分析方法，结果表明，离子色谱法与分光光度法对亚硝酸盐含量的测定结果无明显差异，两种方法均可用于卤肉制品中亚硝酸盐的测定。颜琪[13]建立了离子色谱法快速定量肉制品中亚硝酸盐含量的分析方法。该方法以1.2 mmol·L-1 Na2CO3-1.8 mmol·L-1 NaHCO3为淋洗液，分析柱为Dionex AS14，检测器为化学抑制型电导检测器，检出限为0.04 mg·L-1，加标回收率为96.8%～99.4%。该方法操作简便、快速，可用于肉制品中亚硝酸盐含量的测定。

3 结语

离子色谱技术凭借灵敏度高、分析速度快、选择性好和多组分同时测定等优点，在食品安全检测领域发挥着重要作用，尤其是在乳制品、水产品、果蔬制品和肉制品等多种食品的有害物质检测方面。未来，随着检测技术的不断进步和食品安全标准的日益严格，离子色谱技术将向着灵敏度更高、检测速度更快、抗干扰能力更强的方向发展，并有望与其他先进分析技术实现联用，为保障食品安全提供更可靠的技术支撑。

参考文献

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