高效液相色谱技术在食品安全检测中的应用
作者: 曹媛媛 倪成学
摘 要:高效液相色谱技术凭借其准确、灵敏的优势,不仅能精确分析食品中的营养成分,还可有效检测食品中的农药残留、兽药残留以及微生物代谢产物等,有利于确保食品安全性与质量。本文通过对高效液相色谱技术在食品检测中的应用步骤以及实践进行分析,旨在能对该技术有更加深入的了解。
关键词:高效液相色谱技术;食品检测;应用
Application of High Performance Liquid Chromatography Technology in Food Safety Testing
CAO Yuanyuan1, NI Chengxue2
(1.Zhangdian District Disease Prevention and Control Center, Zibo 255000, China;
2.Zhangdian District Market Supervision Administration, Zibo 255000, China)
Abstract: High performance liquid chromatography technology, with its advantages of accuracy and sensitivity, can not only accurately analyze the nutritional components in food, but also effectively detect pesticide residues, veterinary drug residues, and microbial metabolites in food, which is conducive to ensuring food safety and quality. This article analyzes the application steps and practices of high-performance liquid chromatography technology in food detection, aiming to gain a deeper understanding of this technology.
Keywords: high performance liquid chromatography technology; food testing; application
随着公众生活水平的提升和食品安全意识的增强,食品质量与安全问题成为社会关注的焦点。食品中可能存在的农药残留、重金属、添加剂等有害物质,会对人体健康构成潜在威胁[1]。因此,探索快速、准确的食品检测技术尤为重要。高效液相色谱技术(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)作为一种分离和分析复杂混合物的先进技术,凭借其高分辨率、高灵敏度与高选择性,能够有效检测食品中的微量成分与污染物,为保障食品安全提供支持[2]。本文对高效液相色谱技术在食品检测中的具体应用进行探讨,以期为相关研究与实践提供参考,进一步推动食品安全检测技术发展,确保公众饮食安全。
1 高效液相色谱技术在食品检测中的应用步骤
高效液相色谱技术在食品检测中的应用步骤主要分成6步,大致流程见图1。①样品准备。仔细对食品样品进行预处理,去除杂质,保证纯净度。②色谱条件选择。根据检测目标和分析要求,设定合适的流动相、固定相、流速和温度等,优化分离效果。③样品注入。将经过预处理的样品准确注入高效液相色谱系统的进样器中,确保注入量的准确性。这是获得可靠分析结果的前提。④色谱分离。在色谱柱中,样品各组分会根据它们在流动相和固定相之间的分配差异实现高效分离。这是高效液相色谱技术的核心步骤,直接关系到分析的准确性和分辨率。⑤检测分析。分离后的各组分通过高灵敏度检测器进行检测,生成精确的检测信号。这是获取分析数据的关键步骤,要求检测器具有高度灵敏度和准确性。⑥数据处理与解读。深入分析数据,包括数据的整理、统计和分析,以及根据分析结果对食品样品中的各组分进行定量和定性评估,为食品安全评估提供科学依据,确保分析结果的可靠性。
2 高效液相色谱技术在食品检测中的具体应用
2.1 食品营养成分检测
2.1.1 糖类检测
糖类作为食品中重要的营养成分,其含量和种类对于评估食品品质至关重要。高效液相色谱技术在糖类检测中展现出了极大优势。例如,通过配置示差检测器的高效液相色谱仪,能够准确测定食品中果糖、葡萄糖、麦芽糖等多种糖类的含量。刘艳平等[3]采用高效液相色谱-示差折光检测器,并结合外标法定量,测定食品中果糖、葡萄糖、麦芽糖。结果表明,各目标物质的标准曲线线性关系良好,R值均超过0.999;经方法学验证充分证明了该方法具有较高的准确性与可靠性,适用于食品中糖类的精确检测。由此可见,高效液相色谱技术在食品检测领域,特别是在糖类检测中的应用,可为食品质量及安全评价提供准确、可靠的数据支持,有望进一步推动食品检测技术的进步与发展。
2.1.2 氨基酸检测
氨基酸作为组成蛋白质的基本单位,对人体健康具有重要影响。高效液相色谱技术同样在氨基酸检测中得到了广泛应用。贾载凯等[4]采用柱前衍生高效液相色谱法测定了中韩泡菜中的氨基酸含量。结果发现,中国泡菜中各种氨基酸含量均远高于韩国泡菜,特别是天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸和甘氨酸含量,比韩国泡菜高出约1倍,而苯丙氨酸含量更是高出近8倍。这一研究结果为泡菜品质的评估提供了重要依据。
此外,高效液相色谱串联质谱(High Performance
Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS)技术在氨基酸检测中也得到了大力推广。该技术结合了液相色谱的高分离能力和质谱的高选择性、高灵敏度、重现性好等优点,测定结果稳定、可靠,可实现氨基酸的快速、高特异性检测[5]。
2.1.3 维生素检测
维生素是人体不可或缺的微量营养素,对于维持人体正常生理功能有重要作用。高效液相色谱技术同样适用于食品中维生素含量的检测。王霞等[6]采用二硫苏糖醇还原-高效液相色谱法准确测定蔬菜中的还原型维生素C和总维生素C含量,该研究为评价蔬菜营养价值提供了有力的数据支持。此外,在适当的色谱条件和检测器条件下,高效液相色谱法还可以用于食品中维生素A、维生素E、维生素K等多种维生素的检测。例如,有研究人员采用高效液相色谱法测定婴幼儿食品中的维生素A和维生素E含量,旨在为婴幼儿食品的营养评价提供科学依据,确保婴幼儿摄入充足的营养。
2.2 食品添加剂检测
2.2.1 防腐剂检测
防腐剂属于常用的食品添加剂,主要用于延长食品保质期。当前,比较常用的防腐剂有苯甲酸、山梨酸及其盐类等。马晓年等[7]采用高效液相色谱法测定牛奶中苯甲酸、山梨酸以及脱氢乙酸的残留量。实验结果发现,这种方法不仅重复性好,而且准确度高,非常适合用于牛奶中苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸这3种防腐剂的残留量测定。
2.2.2 甜味剂检测
甜味剂是另一类广泛使用的食品添加剂,其中阿斯巴甜、糖精钠和安赛蜜等是较为常见的种类。朱艳等[8]将高效液相色谱仪与蒸发光散射检测联合使用,建立了一种全新的分析方法。结果表明,这
7种天然甜味剂在各自的线性范围内均内展现出了良好的线性关系,R2值均超过0.995;甜味剂的平均回收率在94.36%~106.70%。该方法可对原酒中7种天然甜味剂(包括赤藓糖醇、核糖醇、山梨糖醇、甘露醇、异麦芽酮糖、麦芽糖醇和乳糖醇)进行同时测定,适合作为天然甜味剂含量的测定方法继续推广应用。
2.2.3 色素检测
食品色素的添加能够显著提升食品的视觉效果,但某些合成色素可能对人体健康构成潜在威胁。胭脂红、日落黄和亮蓝是食品工业中较为常用的色素。吴婷[9]采用高效液相色谱法对食品中的喹啉黄、柠檬黄以及日落黄进行检测。实验结果显示,这3种化合物不仅实现了高度的分离,且均呈现出良好的线性关系。各化合物的加标回收率在95.65%~105.29%,相对标准偏差较低,展现了一定的应用价值。
2.3 有害物质检测
2.3.1 农药残留检测
高效液相色谱技术凭借其高分离效能、高灵敏度以及高选择性,已成为检测蔬菜、水果、谷物等农产品中农药残留的有效手段。严娅等[10]利用超高效液相色谱-质谱联用技术测定草莓和生姜中的5种主要农药残留。实验过程中,为了提升QuEChERS方法的性能,选择盐析剂和净化材料,并持续调整液相色谱和质谱参数。实验结果表明,在1~50 ng·mL-1的浓度范围内,所有目标农药均表现出良好的线性关系,且相关系数R2均大于0.99。该方法前处理步骤简单、分析速度快、检测结果准确性高,适合于果蔬中农药残留的检测。
2.3.2 兽药残留检测
兽药在畜牧业中的应用虽然能有效治疗动物疾病并提高生产效益,但同时也可能在食品中产生残留,进而对人体健康构成潜在威胁。为了准确测定肉类、蛋类、奶类等畜产品中的兽药残留种类及含量,高效液相色谱技术得到了广泛应用,其可检测包括抗生素、杀虫剂在内的多种兽药残留。郦明浩等[11]采用固相萃取提取技术结合高效液相色谱串联质谱法检测鸡肉中7种兽药残留。在分离流程中,选择甲醇(含0.2%甲酸)与0.2%甲酸水溶液作为流动相,通过梯度洗脱优化分离效能;在电喷雾正离子模式下进行同步扫描,采用多反应监测模式进行检测,外标法完成精确定量分析。结果表明,该方法展现出良好的线性关系,相关系数均大于0.992。该法简便易行、高效快速、准确可靠,非常适合用于鸡肉样品中7种兽药残留量的精确定量分析。由此可见,高效液相色谱技术在兽药残留检测中的应用,可为食品安全提供有力保障,推动食品检测技术持续进步与发展。
2.3.3 微生物残留检测
尽管高效液相色谱技术在微生物残留检测中的应用相对有限,但在某些特定领域,仍展现出较高的应用价值。特别是在食品发酵工业中,这项技术可用于检测发酵产品中的微生物代谢产物,有效评估发酵过程的效果及微生物残留状况。此外,在乳制品、肉制品等特定食品中,高效液相色谱技术被用于检测其中的微生物残留情况。杨柳[12]初步建立了基于变性高效液相色谱技术的食品微生物快速检测方法,该法结合常规聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术,针对特定食品微生物(如产黄曲霉毒素菌、白色念珠菌、A型肉毒梭菌等)设计了特异性引物,且优化了PCR反应体系。在这种方法的应用下,可实现食品中微生物的快速、准确检测。值得注意的是,微生物本身及其大多数代谢产物并不属于有机化合物,或者无法直接通过高效液相色谱技术进行检测,因此在微生物残留检测中,这项技术应与微生物培养法、免疫学检测法等其他检测方法结合使用,以提高检测的准确性。
3 结语
HPLC技术的应用不仅提高了食品检测的准确性与效率,还为食品安全监管提供了科学依据。随着技术的不断完善和进步,HPLC在食品检测领域的应用前景将更加广阔,进而为保障公众健康做出更大贡献。
参考文献
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