液相色谱技术在预包装食品安全检测分析中的应用

摘 要：本文阐述预包装食品的分类与特点，以及液相色谱技术的基本原理与优势，探讨液相色谱技术在预包装食品安全检测分析中应用的主要制约因素，如流动相兼容性不足、色谱峰分辨率不足、分析速度慢等，并从优化流动相配方与条件、改进色谱柱材料与性能、开发高效快速分析方法等方面提出了解决对策，为提高预包装食品液相色谱检测效能提供参考。

关键词：液相色谱；预包装食品；安全检测；高效分离

Application of Liquid Chromatography in Safety Detection and Analysis of Pre-Packaged Food

ZHANG Jie

（Jinan Food and Drug Inspection and Testing Center， Jinan 250100， China）

Abstract： This paper describes the classification and characteristics of prepackaged food， as well as the basic principles and advantages of liquid chromatography technology， and discusses the main constraints of the application of liquid chromatography technology in the safety detection and analysis of prepackaged food， such as insufficient mobile phase compatibility， insufficient chromatographic peak resolution， slow analysis speed， etc. Some solutions were put forward from the aspects of optimizing mobile phase formulation and conditions， improving column materials and properties， and developing efficient and rapid analytical methods， which provided reference for improving the detection efficiency of pre-packaged food.

Keywords： liquid chromatography; pre packaged food; security testing; efficient separation

近年来频发的预包装食品安全事件，引发了社会各界对预包装食品安全问题的广泛关注[1]。液相色谱技术作为一种高效、灵敏的分析检测手段，在预包装食品安全检测中发挥着日益重要的作用。本文阐述预包装食品的分类与特点，以及液相色谱技术的基本原理与优势，探讨液相色谱技术在预包装食品安全检测分析中应用的主要制约因素，并提出相应的对策建议，为预包装食品安全检测工作提供参考。

1 预包装食品的分类与特点

预包装食品是指预先定量包装或者制作在包装材料、容器中的食品，包括预先定量包装以及预先定量制作在包装材料和容器中并且在一定量限范围内具有统一的质量或体积标识的食品。根据《预包装食品标签通则》（GB 7718—2011）的规定，预包装食品可以分为定型包装食品、非定型包装食品、散装食品和裹包食品等[2]。其中，定型包装食品是指按照一定规格要求制作，具有固定形状和特定包装的食品，如罐头、饮料等；非定型包装食品是指采用非固定形状包装，其净含量以质量或体积表示的食品，如肉制品、熟食等；散装食品则是指计量销售的散装状态的食品。不同类型的预包装食品在生产工艺、包装材料、保质期限等方面都有其特点。以薯片为例，其属于定型包装食品，采用挤压成型、油炸等工艺制作而成，包装材料多为铝箔复合膜，具有阻隔性好、保香性强等特点，但保质期相对较短。而真空包装的腊肠等肉制品则属于非定型包装食品，其生产工艺涉及发酵、烘烤、烟熏等多个步骤，包装材料需要具备良好的阻隔性和抗穿刺性，且真空包装能够有效延长产品保质期。预包装食品的这些特点对于其安全检测技术的选择和应用提出了更高的要求。

2 液相色谱技术的基本原理与优势

液相色谱技术的基本原理是利用待测物质在流动相和固定相之间分配系数的差异，通过多次分配达到分离的目的。在液相色谱分析过程中，进样器将样品注入色谱系统，高压泵将流动相泵入色谱柱，在柱内填料表面与流动相之间，待测组分不断重复着吸附解吸、分配富集的过程，由于各组分在两相中的分配系数不同，导致其在色谱柱中的滞留时间不同，从而被分离开来，再由检测器检测，定性定量分析。以反相高效液相色谱为例，其固定相通常采用键合烷基如C18的硅胶填料，利用疏水作用力实现待测物的分离。流动相则根据待测物的性质选择甲醇、乙腈等有机溶剂与水的混合物，通过优化体系的极性梯度，改善色谱行为。液相色谱技术相较于其他分析技术，具有适用范围广、分离效率高和灵敏度好等优势[3]。

3 液相色谱技术在预包装食品安全检测分析中应用的主要制约因素

3.1 流动相兼容性不足

尽管液相色谱技术在预包装食品安全检测分析中表现出良好的应用前景，但其分析效能的发挥仍面临诸多挑战。其中，流动相兼容性不足是一个关键制约因素。流动相作为液相色谱分离过程的重要组成部分，其选择与优化对分离效果至关重要。然而，由于不同检测对象的理化性质差异显著，对流动相的类型、pH值、离子强度等参数要求不尽相同，导致建立一个通用的流动相体系难度很大[4]。以植物源性食品中农药残留检测为例，由于不同极性农药残留分子在固定相上的保留机制不同，为实现分离往往需选择甲醇-水、乙腈-水等不同体系。但基质中共萃取物质与流动相不兼容时，易产生沉淀，堵塞色谱柱，影响分离效果。类似地，畜禽产品中兽药残留检测也面临流动相兼容性不足的问题。样品经提取、净化等前处理后，仍含有脂肪、蛋白质等基质干扰，选择合适的流动相组成与洗脱条件以去除这些干扰是一大难题。

3.2 色谱峰分辨率不足

液相色谱分析过程中，色谱峰分辨率不足会直接影响定性定量的准确性，是限制其在预包装食品检测领域应用的技术瓶颈之一。尤其是对于结构相似的同系物，如果不能获得理想的色谱分离度，就难以实现可靠的检测。以糖精钠中三氯蔗糖的测定为例，由于其与糖精钠的化学结构高度相似，在常规C18色谱柱上二者的保留时间非常接近，出峰重叠严重，无法实现有效分离。即便采用质谱联用技术，三氯蔗糖与糖精钠的分子量相差仅一个氯原子，质谱图上的离子峰也难以区分。类似地，在豆制品中α-亚麻酸与亚油酸的检测中也面临出峰重叠的问题，二者的分子结构仅双键位置不同，导致色谱行为极为相似。针对这些结构相似物质的分离检测的关键在于优选具有高柱效、强分离能力的填料，改善色谱系统的选择性[5]。例如，采用五氯苯基硅胶键合固定相，利用大π电子体系增强与待测物的相互作用力，提高分离度[3]。但受限于填料表面化学键合技术，高选择性固定相的制备成本较高。

3.3 分析速度慢

在当前食品安全形势日益严峻的背景下，液相色谱技术虽然凭借高效分离、灵敏检测等优势在预包装食品检测领域得到广泛应用，但其分析速度的限制却日益凸显。以植物源性食品中农药多残留检测为例，由于待测农药种类达数百种，采用常规液相色谱方法进行逐一分析，耗时往往高达数小时甚至数天，难以满足食品安全应急检测的时效性要求。类似地，畜禽水产品中兽药残留检测也面临检测效率低下的问题，尤其是四环素类、喹诺酮类等禁用药物。为实现对多组分的同时检测，液相梯度洗脱时间需数十分钟，严重制约了检测通量[2]。造成分析速度慢的主要原因在于，为获得理想的分离度，液相系统往往采用较小的粒径填料和较长的色谱柱，导致进样量受限，柱压较高，洗脱时间延长。此外，为抑制峰展宽，流速通常控制在毫升每分钟级别，进一步限制了分析速度。

4 提高液相色谱技术在预包装食品安全检测分析中应用的对策

4.1 优化流动相配方与条件

针对流动相兼容性不足的问题，可从优化流动相配方与选择条件入手。①在选择流动相组成时，应综合考虑待测物的理化性质，如极性、酸碱性、溶解度等，尽可能选用与目标分析物兼容性好的有机溶剂。例如，在茶多酚检测中，可选用乙腈-水体系构建梯度洗脱，利用乙腈与茶多酚分子的芳香环结构产生的π-π相互作用，减少峰拖尾，改善分离效果。②流动相的pH值与离子强度对柱效也有重要影响。在食品添加剂如苯甲酸、山梨酸等的分析中，可通过向流动相中加入醋酸铵缓冲盐，并调节pH值至目标物的等电点附近，抑制硅羟基的解离，减少分子间的静电排斥作用，提高柱效。需要注意的是，过高的缓冲盐浓度易产生沉淀，应将其浓度控制在20 mmol·L-1以下[2]。此外，在复杂基质样品的分析中，除优化流动相体系外，样品前处理提取净化技术的改进也不可忽视。例如，畜禽肉制品中β-受体激动剂残留检测中，采用分子印迹固相萃取柱净化，利用高度互补的空间结构与官能团，选择性结合目标物，去除脂肪、蛋白质等干扰基质，进而减轻进样基质效应，提高目标物与流动相的兼容性。

4.2 改进色谱柱材料与性能

为突破液相色谱检测中色谱峰分辨率不足的局限，色谱柱材料与性能的改进优化是关键所在。近年来，以表面多孔型硅胶为代表的新型填料的开发备受关注。相较于传统全多孔硅胶，这类填料粒径分布更窄，比表面积更大，孔径更均一，有利于提高柱效，改善峰形。例如，在黄酮类化合物的分析中，采用1.8 μm表面多孔硅胶填料，配合酰胺键合固定相，利用材料的高比表面积与亲水性作用，实现了芹菜素、槲皮素等结构相似异构体的基线分离[3]。粒径减小虽然有助于提升柱效，但也带来了柱压升高的问题。为此，填料表面可进一步键合功能基团如季铵盐，形成双电荷表面，增加分子间的静电斥力，改善分离度的同时降低柱压。在油脂氧化产物如反式脂肪酸、极性醛等结构相近物质的分离中，就采用了这种带电表面填料，并取得了良好的效果。此外，对于结构特殊的检测对象，开发专用键合相色谱柱是提高选择性的有效途径。以茶叶中儿茶素、表没食子儿茶素等结构相似的儿茶素类化合物为例，常规C18柱很难实现理想的分离效果。通过在硅胶表面键合手性环糊精，利用其空腔内疏水性与亲水性的协同作用，对儿茶素类异构体实现了高效拆分[1]。

4.3 开发高效快速的分析方法

针对当前液相色谱法在预包装食品检测中分析速度慢的问题，开发高效快速的新分析方法成为亟待突破的关键。近年来，以超高效液相色谱为代表的快速分离技术的兴起，为加快多组分样品的分离检测提供了新思路。超高效液相色谱采用粒径更小的填料，配合耐高压的色谱系统，在保证分离度的同时大幅缩短了分析时间[1]。例如，在果蔬农药残留检测中，采用UPLC-MS/MS联用技术，利用小粒径填料的高柱效，实现了150余种农药的快速梯度分离，将总分析时间缩短至10 min，显著提升了分析通量[1]。

为充分发挥超高效液相色谱的高速分离优势，配套使用高效率的样品前处理技术也十分必要。以豆制品中黄曲霉毒素检测为例，采用分散固相萃取净化，通过将样品分散于除杂剂中，利用毒素分子与吸附剂表面作用力的差异，实现了快速提取净化，整个前处理过程仅需10 min[3]。近年来，基于整体柱理论的液相色谱芯片技术也成为快检领域的研究热点。色谱芯片采用光刻、蚀刻等微加工技术，在硅、玻璃等基底上构建微米级流路，将进样、分离、检测等功能单元高度集成，具有分析速度快、试剂用量少、便携性强等特点，目前已成功应用于食品添加剂如柠檬黄、日落黄等的快速筛查，且样品从进样到检测仅需1 min，为实现现场快检提供了新方案。此外，超临界流体色谱技术凭借其独特的分离机制，在食品脂溶性营养成分检测领域也显示出应用潜力。超临界流体色谱以超临界CO2为流动相，无须使用大量有机溶剂，绿色环保，黏度低，传质阻力小，可实现高流速快速分离[2]。

5 结语

液相色谱技术以其高效分离、灵敏检测等优势在预包装食品安全检测分析领域发挥着重要作用。但受限于流动相兼容性、色谱分辨率、分析速度等因素，其检测效能的进一步提升仍面临诸多挑战。未来应着力于新型色谱填料、快速分离机制、联用检测技术等方面的研究，针对性地开发与不同检测对象相匹配的分析新方法，全面提升液相色谱在预包装食品安全检测中的应用水平，为保障食品安全提供更加有力的技术支撑。

参考文献

[1]赵永锋，蔡翔宇，欧玉玲，等.进口预包装食品标签标示研究分析[J].中国口岸科学技术，2024，6（增刊1）：91-94.

[2]李君.预包装食品标签常见问题与对策[J].中国食品工业，2024（8）：68-70.

[3]郑璇，凌莉，潘素华，等.进口预包装食品标签检验要点浅析[J].中国食品卫生杂志，2024，36（2）：186-189.

[4]蒋思平，黄彩云，廖爱霞.对预包装食品标签应符合的法律法规和相应食品安全标准的探讨[J].食品界，2023（12）：128-130.

[5]李湖中，张晓满，王起赫，等.中国乳及乳制品类预包装食品营养强化现状研究[J].中国食品添加剂，2023，34（9）：146-152.

作者简介：张洁（1989—），女，山东济宁人，本科，工程师。研究方向：食品检测。