才洪冰，趙艷輝

（1.武城縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，山東武城　253300；2.武城縣檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東武城　253300）

食品分析主要包括營(yíng)養(yǎng)成分、添加劑、污染物等的分析檢測(cè)。食品在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，一方面需要添加色素、防腐劑、甜味劑、保鮮劑、抗氧化劑等化學(xué)物質(zhì)來(lái)提高產(chǎn)品特性，如果這些物質(zhì)的添加量過(guò)高，則會(huì)影響人體健康；另一方面，在生產(chǎn)、包裝和運(yùn)輸過(guò)程中，一些農(nóng)藥、獸藥等化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)污染食品。這些有毒、有害物質(zhì)經(jīng)過(guò)食物鏈的富集作用進(jìn)入人體，其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)變得更為復(fù)雜，對(duì)人體造成傷害，因此，食品分析顯得非常重要。

高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）又稱為高速液相色譜、高壓液相色譜、高分離度液相色譜，是色譜分析法的一個(gè)重要分支[1]。HPLC是20世紀(jì)60年代末期，在氣相色譜法和經(jīng)典液相色譜的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種新型色譜技術(shù)，主要包括柱色譜、紙色譜和薄層色譜[2]。起初，氣相色譜法發(fā)展迅速，而經(jīng)典的液相色譜法采用常壓輸送液體流動(dòng)相，操作繁瑣，柱效能低，費(fèi)時(shí)，發(fā)展比較緩慢。隨著氣相色譜法局限性的顯現(xiàn)（難以分析高沸點(diǎn)有機(jī)物），對(duì)液相色譜法的研究又開(kāi)始重視。HPLC擁有高壓輸液泵、高靈敏度檢測(cè)器，使液相色譜重獲新生。HPLC具有分析速度快，分離效能高，靈敏度好，能分析高沸點(diǎn)但不能氣化的熱不穩(wěn)定生理活性物質(zhì)的特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于食品分析、生物化學(xué)、藥物及臨床分析等研究領(lǐng)域，是應(yīng)用非常廣泛的分離分析手段。本文主要介紹了HPLC的工作原理、特點(diǎn)，高效液相色譜儀的主要組成部分，及HPLC在食品分析領(lǐng)域的應(yīng)用。

1　高效液相色譜儀的工作原理及基本構(gòu)造

1.1　工作原理

高效液相色譜法是溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間進(jìn)行的一種連續(xù)多次交換的過(guò)程，借溶質(zhì)在兩相間分配系數(shù)、親和力、吸附力或分子大小不同引起排阻作用的差別使不同溶質(zhì)得以分離[3]。以液體為流動(dòng)相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)各成分被分離后，進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的分析。根據(jù)作用力的不同，HPLC主要類型分為吸附色譜、分配色譜、離子色譜、體積排阻色譜、親和色譜。該方法已成為化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)學(xué)、商檢和法檢等學(xué)科領(lǐng)域中重要的分離分析技術(shù)。

在經(jīng)典液相色譜的基礎(chǔ)上，HPLC采用了高效微粒固定相、高壓輸液泵、高靈敏度檢測(cè)器使液相色譜煥發(fā)活力，成長(zhǎng)為現(xiàn)代分離測(cè)定的重要手段。HPLC的優(yōu)點(diǎn)概括如下：一是，固定相顆粒極細(xì)、規(guī)則均勻，傳質(zhì)阻力小，柱效高，分離效率高；二是，采用高壓輸液泵輸送流動(dòng)相，流速快，檢測(cè)時(shí)間通常數(shù)分鐘完成，復(fù)雜試樣分析在數(shù)十分鐘內(nèi)即可完成；三是，檢測(cè)器靈敏度高。

圖1　HPLC的工作原理圖Fig.1　The working principle of HPLC

1.2　高效液相色譜儀的主要構(gòu)造

高效液相色譜儀的主要部件有進(jìn)樣器、高壓輸液泵、色譜柱以及檢測(cè)器等裝置。

1.2.1高壓輸液泵

高壓輸液泵一般分為恒流泵和恒壓泵，都必須滿足以下要求：一是，泵體材料能耐化學(xué)腐蝕。通常采用普通耐酸不銹鋼或優(yōu)質(zhì)耐酸不銹鋼。二是，耐高壓，能在40～50MPa/cm2壓力下正常連續(xù)工作9～24h。三是，輸出流量穩(wěn)定，重復(fù)性高。

1.2.2色譜柱

色譜柱由柱管和固定相組成。柱壁材料通常采用不銹鋼、銅、鋁或聚合材料。色譜柱的長(zhǎng)度及內(nèi)徑直接影響分離的效果，色譜柱長(zhǎng)度一般選擇5～30cm，內(nèi)徑為5μm～5mm。

1.2.3檢測(cè)器

檢測(cè)器主要是用來(lái)檢測(cè)經(jīng)色譜柱分離后的組分隨洗脫液流出的濃度變化，得到的色譜圖用于進(jìn)行定性和定量分析。檢測(cè)器需要適應(yīng)范圍廣、線性范圍寬、重復(fù)性好、靈敏度高、溫度波動(dòng)不敏感等。常用的檢測(cè)器為熒光檢測(cè)器、紫外吸收檢測(cè)器、電導(dǎo)檢測(cè)器、折光指數(shù)檢測(cè)器。HPLC中沒(méi)有哪種檢測(cè)器是通用的，需要根據(jù)待檢測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)及各檢測(cè)器的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

2　高效液相色譜儀在食品分析中的應(yīng)用

食品種類繁多，特性和營(yíng)養(yǎng)成分較為復(fù)雜，主要營(yíng)養(yǎng)成分有碳水化合物、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等。食品在生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要添加防腐劑、甜味劑、抗氧化劑、色素、增稠劑等化學(xué)物質(zhì)，有些物質(zhì)過(guò)量可能會(huì)危及人體健康，因此，食品中的農(nóng)藥殘留等也是人們近年來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。近年來(lái)，HPLC在食品分析中的應(yīng)用更加廣泛，可以為人類提供更多的有關(guān)食品信息。

2.1　食品營(yíng)養(yǎng)成分分析

維持人體正常代謝和機(jī)能所必需的營(yíng)養(yǎng)元素中有些不能在體內(nèi)自行合成，必須從食物中獲得，例如有機(jī)酸、維生素、氨基酸等。因此，食品中營(yíng)養(yǎng)成分的種類及含量的分析非常有必要，HPLC就是常用的檢測(cè)分析方法。沈向紅等[4]建立了用HPLC測(cè)定保健食品中人參皂甙的方法。成志強(qiáng)等[5]采用反相高效液相色譜法，測(cè)定奶粉、飲料等中的水溶性維生素、煙酸、煙酞胺和葉酸的分析方法，試驗(yàn)中所建立的方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、分離效果好，且一次可以同時(shí)分析多種水溶性維生素。許龍福[6]建立了用HPLC同時(shí)測(cè)定飲料中對(duì)羥基苯甲酸乙（丙）酯及咖啡因的方法。胡志群等[7]用高效液相色譜法測(cè)定荔枝果肉中的可溶性糖、有機(jī)酸和維生素，得到分離良好的色譜圖，且靈敏度高、重復(fù)性好、回收率高，在妃子笑和糯米核荔枝果肉樣品檢測(cè)中應(yīng)用該法，得到荔枝果肉中的可溶性糖主要為蔗糖、葡萄糖和果糖，荔枝果肉中主要的有機(jī)酸為蘋果酸和酒石酸。

2.2　檢測(cè)農(nóng)藥殘留

農(nóng)藥及其衍生物，以及具有毒理學(xué)意義的雜質(zhì)被稱為農(nóng)藥殘留。在食品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分配及加工過(guò)程中，通常會(huì)使用農(nóng)藥，因此農(nóng)殘是不可避免的。目前使用的農(nóng)藥都是有機(jī)化合物，具有強(qiáng)極性、熱不穩(wěn)定性、分子量大及低揮發(fā)性。對(duì)于受熱易分解或失去活性的物質(zhì)，不能直接使用氣相色譜法。HPLC可測(cè)定氨基甲酸酯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、百草枯、殺草快、草甘膦及氨基膦酸、苯并咪唑類殺菌劑、利谷隆、滅草隆及敵草隆、三嗪類農(nóng)藥等。苯并咪唑類殺菌劑殘留的多殘留分析亦可采用HPLC方法。韓灝等[8]建立了高效液相色譜法測(cè)定飲料類食品中的類雌激素的方法。楊濤等[9]建立了果蔬中防腐殺菌劑噬苯咪哇、鄰苯基苯酚、多菌靈、聯(lián)苯胺、抑霉哇、聯(lián)苯同時(shí)測(cè)定的反相高效液相色譜法，該方法可同時(shí)簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地測(cè)定果蔬中的防腐殺菌劑。彭錦峰[10]建立了用高效液相色譜測(cè)定食用香菇中甲醛的方法。Dommarco等[11]用HPLC同時(shí)檢測(cè)了敵草隆、利谷隆等13種除草劑。

2.3　檢測(cè)食品添加劑

食品添加劑是指為改善食品品質(zhì)和色、香、味，以及防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或者天然物質(zhì)。這些物質(zhì)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生潛在的毒害作用，嚴(yán)重的有致畸性、致癌性和致突變性。陳青力等[12]采用HPLC同時(shí)測(cè)定食品中的多種添加劑，防腐劑苯甲酸、山梨酸，甜味劑糖精鈉、安塞蜜，以及可可堿、咖啡因等，通過(guò)一次進(jìn)樣，回收率高，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。

2.4　獸藥分析

獸藥主要是指用于人工飼養(yǎng)動(dòng)物的，用來(lái)調(diào)節(jié)生理機(jī)能，預(yù)防和治療疾病的物質(zhì)。按用途分類，常見(jiàn)的有殺蟲劑、抗生素、生長(zhǎng)促進(jìn)劑等。獸藥殘留是獸藥作用于動(dòng)物后，在動(dòng)物組織及其產(chǎn)品（蛋、奶等）中形成的殘留。獸藥殘留是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一，世界各國(guó)，特別是西方發(fā)達(dá)國(guó)家，加強(qiáng)了對(duì)國(guó)際貿(mào)易動(dòng)物性食品中獸藥殘留的檢測(cè)，我國(guó)對(duì)這方面還處在起步階段。宋歡等建立了HPLC分析兔肉中四環(huán)素類藥物多殘留方法，結(jié)果表明,該方法準(zhǔn)確、靈敏、檢測(cè)限低，適用于動(dòng)物性產(chǎn)品中四環(huán)素類抗生素殘留的檢測(cè)。

3　展望

作為一種高效的分離分析方法，HPLC在食品分析上的應(yīng)用，擴(kuò)大了食品的檢測(cè)范圍，提高了分析水平，尤其對(duì)食品中殘留的微量、痕量有毒有害物質(zhì)能快速準(zhǔn)確地分析出來(lái)，進(jìn)一步提高了食品衛(wèi)生質(zhì)量，保障了食品安全和人們身體健康，增加了食品出口量。與質(zhì)譜等技術(shù)聯(lián)用，解決了HPLC檢測(cè)器方面的缺點(diǎn)，提高了靈敏度和選擇性，節(jié)省了樣品的準(zhǔn)備時(shí)間和分析時(shí)間,不但使定量分析結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠、豐富，而且還可以提供物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息。隨著食品工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)食品安全的關(guān)注，以及高效液相色譜分析技術(shù)的進(jìn)一步完善，相信其在食品分析中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。

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