色谱法在食品添加剂检测中的应用

摘 要：食品添加剂是食品中的常见成分，也是食品安全问题的主要诱因之一。关于食品添加剂的检验检测研究备受国家和社会关注。而色谱法凭借高灵敏度、高准确性等诸多优势，在众多检测技术中脱颖而出，成为当前检测食品添加剂是否规范安全使用的可靠手段。基于此，对色谱法在食品添加剂检测中的应用现状进行研究和分析，阐述常见食品添加剂的种类和性质，对前处理方法进行介绍，并围绕离子色谱法、气相色谱法、液相色谱法等食品添加剂检测中的常用技术进行探讨，为相关工作人员提供理论参考。

关键词：色谱法；食品添加剂；检验检测

Application of Chromatography in the Detection of Food Additives

ZHAO Yanting

（Qufu Inspection and Testing Center， Qufu 273100， China）

Abstract： Food additives are common ingredients in food and are also the main cause of food safety issues. The research on the inspection and detection of food additives has attracted much national and social attention. Chromatography， as a highly sensitive and accurate detection technique， is an important method of verifying whether food additives are used in a standardized and safe manner. Based on this， the current application status of chromatography in the detection of food additives was analyzed， and the common types and properties of food additives were elaborated. The pretreatment methods were introduced， the pretreatment methods were introduced， and the common technologies in the detection of food additives such as ion chromatography， gas chromatography and liquid chromatography were discussed， so as to provide theoretical reference for relevant staff.

Keywords： chromatography; food additives; inspection and testing

防腐剂、甜味剂、抗氧化剂、着色剂等各种食品添加剂在现代食品制造加工中被广泛使用，在一定程度上提升了食品品质，延长了储存周期，但其超量使用或超范围使用也会带来严重的食品安全隐患[1]。为了加强食品添加剂使用安全监管，越来越多的主体参与到食品添加剂检验检测研究中，不断优化创新检验检测技术方法，调整和更新检测项目，推动国内食品添加剂检测技术快速革新，为检验检测工作提供了强大技术保障。在众多检验检测技术中，色谱法脱颖而出，突破了传统食品添加剂检测技术检出限高、前处理步骤烦琐的局限，有效提升了食品添加剂的检测效率。新时期，应当加强色谱法在食品添加剂检测中的应用研究，对试剂选择、仪器条件、检测流程等进行持续优化，最大限度发挥色谱法的应用优势，以技术赋能食品添加剂检验检测工作，筑牢食品安全防线。

1 常见食品添加剂种类和性质

1.1 防腐剂

防腐剂，顾名思义是减缓食品变质速度的食品添加剂。使用防腐剂后，食品中的细菌、真菌等微生物结构会被破坏，从而达到防腐的目的。常见的防腐剂有苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢乙酸及其钠盐、丙酸及其盐类、纳他霉素等。以苯甲酸及其盐类为例，苯甲酸及其盐类属于弱酸性防腐剂，在酸性条件下能够抑制或杀灭微生物，对酵母菌、霉菌作用效果很好，其钠盐因水溶性更好、可转化为具有防腐活性的苯甲酸、价格低廉而更广泛地用于多类食品中。但摄入过多的苯甲酸可能会增加人体代谢负担，使人出现头晕、肌肉无力等症状，甚至引发中毒事故。针对苯甲酸及其盐类的检验检测可以从其易溶于有机溶剂的特性着手。利用液-液萃取技术等前处理技术提纯苯甲酸及其盐类，在此基础上运用色谱法检测，从而获得准确的检测结果[2]。

1.2 调味剂

调味剂种类繁多，主要包括甜味剂、酸度调节剂、增味剂、鲜味剂等，在食品生产加工中适量添加，可以有效改良食品风味，让食品更加美味，满足大众特定口味需求。以甜味剂为例，常见的甜味剂有环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）、糖精钠等。甜蜜素的甜度为蔗糖的30～50倍，口感自然，稳定性强，与其他甜味剂共同使用，能够发挥出最佳的增甜效果，被广泛应用于糕点、饮料等食品制作中。研究显示，甜蜜素不会被人体所吸收，几乎所有入口的甜蜜素都会随着排泄物排出，相对安全，因而也被人们用于替代蔗糖，满足中老年人、肥胖患者、糖尿病患者等特定人群对甜味食品的需求[3]。但由于缺乏实验数据支持，甜蜜素是否完全没有危害性仍有待验证。而过量食用与甜蜜素相似的糖精钠，则会影响人体肠胃功能，造成人体营养不良。

1.3 着色剂

添加着色剂的目的是提升食品的美观度，激发人的食欲。含有着色剂的食品往往在市场竞争中更受人们欢迎。部分天然的着色剂有着一定的营养价值，适量在食品中添加，有益无害。但绝大部分人工合成的着色剂存在危害性。一旦超限量或超范围使用，就可能会引发食品安全事故[4]。尤其是正处于生产发育期的儿童，对有毒有害物质的代谢能力较成年人低，加上体内器官功能比较脆弱，神经系统发育尚不健全，对化学物质尤为敏感，若过多地食用色素含量高的食品，会影响神经系统，容易引起好动、情绪不稳定、注意力不集中，自制力差、行为怪癖、食欲减退等不良症状，严重影响儿童的生长发育和身心健康。

1.4 抗氧化剂

抗氧化剂的作用与防腐剂相似，是指能防止或延缓油脂或食品成分氧化分解、变质，提高食品稳定性的物质。部分食品如含有油脂成分的食品极易发生氧化反应，外观出现变化，内部发生变质，影响食用。适量添加抗氧化剂，可以使抗氧化剂中的易氧化物质抢先与氧气分子发生氧化反应，消耗氧气，减少食品氧化反应。部分抗氧化剂还可以释放氢离子，破坏食品氧化反应过程中产生的过氧化物，阻止其进一步氧化。抗氧化剂属于化学物质，大多数具有一定的毒性，需根据食品类型和性质谨慎使用[5]。

2 食品添加剂检测中的前处理技术分析

前处理技术的应用是色谱法检测食品添加剂的前置环节。市面上大部分食品的配料极为丰富，除基础的原材料外，更有种类各异的食品添加剂。这些食品添加剂性质和含量各异，造就了食品基质的复杂性，给检测工作增加了不小的挑战。为了提升检验检测结果的准确性和有效性，在运用色谱法检测食品添加剂前，需要对食品样品进行前处理，消除非检测对象因素对检测结果的干扰，实现对检测目标对象提纯，并保证在提纯过程中待测物不损失或者损失很小。

常见的食品添加剂检测前处理技术有液-液萃取技术、蒸馏技术、超临界流体萃取技术衍生化技术、固相萃取技术等。①液-液萃取技术是目前较为常用的前处理技术之一，通过在样品中加入特定的有机试剂，使杂质溶解于试剂中，利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的。该方法虽然操作简单，但耗时长、试剂消耗量大、容易发生乳化反应，需酌情使用。②蒸馏技术是利用不同成分沸点的差异性来实现食品基质成分分离，效率较低。③超临界流体萃取技术囊括了蒸馏技术与液-液萃取技术的优势特点，在操作过程中以超临界二氧化碳替代有机溶液，借助超临界二氧化碳强大的液体溶解力渗透入样品内部，提取出目标对象，效率高，且不会产生化学污染。④固相萃取（Solid-Phase Extraction，SPE）技术是基于液-固色谱理论，采用选择性吸附或洗脱的方式对待测组分进行富集、分离、净化的一种提纯技术。在采用国家标准检验检测脱氢乙酸及其钠盐、乙二胺四乙酸盐、三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾（甜蜜素）、合成着色剂等食品添加剂时，均采用了该种前处理技术，可以实现待测组分的有效分离。常见的固相萃取柱类别有C18固相萃取柱、中性氧化铝固相萃取柱、混合阴离子固相萃取柱、混合阳离子固相萃取柱等。不同前处理技术特色各异，可根据待测组分的结构、物理化学性质，以及基质的不同来进行选择。

3 色谱法在食品添加剂检测中的应用分析

3.1 离子色谱法

离子色谱法的应用原理是离子交换原理，即利用淋洗液的洗脱作用，让检测对象的离子与固定相表面的可交换基团发生可逆静电吸附。由于检测对象中不同类型和性质的成分的离子在色谱柱中的滞留时间各不相同，随着淋洗液的流动，样品中的离子与树脂上的交换基团不断发生交换-洗脱-再交换-再洗脱的过程，逐渐发生成分分离。离子色谱法所用的离子色谱仪器主要由进样器、泵、色谱柱、抑制器、检测器等部分组成。结束进样、淋洗液作用、色谱柱分离等流程后，检测器会将所接收的分离物质信号转化为电信号，形成色谱峰‌。基于此，工作人员可以对检测对象中含有的成分进行定性

定量分析。

离子色谱法可以用于检测防腐剂、甜味剂、着色剂等多种食品添加剂。以检测着色剂为例，常见的合成着色剂有日落黄、赤藓红、胭脂红等，大多具有较好的水溶性，符合离子色谱法的应用条件。检测前需要对带有着色剂的食品样品进行预处理，通过加热和过滤，提取出色素，再选择合适的固定相和离子色谱检测仪器，按照规范流程进行操作，便可以获得较为准确的检测结果。需要注意，离子色谱法在检测肉制品、乳制品等复杂成分食品中含有的食品添加剂时会受到基质效应干扰，难以彻底规避。且该检测技术的检出限较高，也不适用于一些食品添加剂含量较低的食品检测。

3.2 气相色谱法

气相色谱法是一种以气体作流动相的色谱分离分析方法。经气化处理后的试样，其内部的各组分分子作用力与柱中的固定相存在差异，从色谱柱中流出的速度也有所不同，因而能够实现对不同组分的有效分离。根据组分流出色谱柱的出峰时间和顺序，可以分析判断组分的物质类别。峰的高度和面积则代表了物质的含量。基于其应用原理和特点，气相色谱法主要被应用于检测复杂混合物中具有挥发性或者气化温度低的物质成分。在实际操作中，要先对样品进行气化处理，把气化样品混合载气一同注入色谱柱，让载体带动气化样品移动。在移动过程中，受固定相作用，不同组分速度出现差异，以分离状态通过色谱柱。分离后的各种组分依次经由检测器进行定量检测，所生成信号再经过系统记录分析，形成色谱图。通过进一步分析色谱图信息，完成对样品内部成分的最终定性和定量。整个操作过程高效便捷，且检测结果准确性高，使其在食品质量检测领域有着显著的应用优势，成为目前国内食品添加剂检测最为有效的技术手段之一。

在应用气相色谱法前，需要对食品基质进行前处理，通过蒸发蒸馏、固相萃取等手段，充分释放存在于食品基质中的食品添加剂成分，再根据食品添加剂类型和性质，提前准备好合适的色谱柱，再把食品添加剂成分引入色谱柱中进行定性定量分析检测。何亚芬等[6]建立了一种利用气相色谱火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector‌‌，FID）同时检验食品中的9种常见食品添加剂的方法，分别对样品前处理条件、气相色谱条件进行了优化，并利用优化后的条件进行了试验方法的确证，采用4种不同样品进行实验，回收率在85.9%～108.3%，相对标准偏差为2.32%～8.54%，方法检验线性范围为10～500 μg·mL-1，符合《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》（GB/T 27417—2017）要求。

3.3 高效液相色谱法

高效液相色谱法又称为高压液相色谱法，是色谱法的一个重要分支，同气相色谱法的应用原理相似。固定相是由硅胶或其他材料组成的色谱柱填料，流动相则是携带样品的溶剂。样品溶剂在进入色谱柱后，内部的溶质分子会因分配系数差异在固定相和流动相中进行吸附、解吸、迁移等，发生动态变化。各类溶质分子在迁移过程中受自身性质和相互作用力的影响，导致迁移速率不同的溶质分子逐渐分离，进而产生色谱效应。在操作过程中，工作人员必须充分考虑色谱柱类型、温度、流动相性质等因素对检测结果的影响，合理调节检测参数，选用高灵敏度的检测器，用以获取微量检测数据变化情况，为定性定量分析样品成分提供数据支持。