當(dāng)前,隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高,食品種類越來(lái)越豐富,食品安全問(wèn)題逐漸受到人們的關(guān)注,越來(lái)越多的人開(kāi)始重視食品添加劑的問(wèn)題。目前,食品添加劑的檢測(cè)方法有很多,高效液相色譜法憑借較高的準(zhǔn)確率,被廣泛用。本文主要對(duì)高效液相色譜法在食品添加劑檢測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了探究。
一、高效液相色譜法概述
高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC),又稱高效液相層析法,是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新的分離分析技術(shù),經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和發(fā)展,已經(jīng)成為分離分析的重要方法。根據(jù)分離機(jī)理,高效液相色譜法可分為液-固相色譜、液-液分配色譜、離子交換色譜、離子對(duì)色譜和分子排阻層色譜。高效液相色譜法通常由輸液泵、進(jìn)樣器、色譜柱等組成。其中,輸液泵、色譜柱、檢測(cè)器是主要部件,還會(huì)按需求配備在線脫氣機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫控制器、液相色譜儀控制系統(tǒng)、微電腦控制系統(tǒng)等輔助部件,實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的自動(dòng)控制及數(shù)據(jù)的處理。高效液相色譜是以傳統(tǒng)的色譜方法為基礎(chǔ),引入氣相色譜原理,從技術(shù)上將流動(dòng)相改為高壓傳輸,采用特定的工藝,將顆粒大小的填料填入,使得柱效比傳統(tǒng)的液相色譜高得多(每米塔板的數(shù)量可達(dá)到數(shù)萬(wàn)、數(shù)十萬(wàn))。同時(shí),柱子后面還連接了一個(gè)高靈敏度的探測(cè)器,可以對(duì)流液進(jìn)行持續(xù)探測(cè)。
高效液相色譜法具有分辨率高、速度快、重復(fù)性好、安裝方便、分析精度高等優(yōu)點(diǎn),與氣相色譜相比,不受檢測(cè)物揮發(fā)、熱穩(wěn)定性等因素的影響,適用范圍廣泛。由于流動(dòng)相類型較多,可以通過(guò)優(yōu)化流動(dòng)相,獲得較高的分離效果,通常在常溫下就可以進(jìn)行分析,不需要太高的柱溫度。
高效液相色譜法在合成化學(xué)、石油化學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,在臨床化學(xué)、藥物研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品檢測(cè)等方面也有突出應(yīng)用。在食品檢測(cè)方面,主要應(yīng)用在有機(jī)酸(檸檬酸、蘋果酸等)分析;食品添加劑分析,如甜味劑(甜蜜素、安賽蜜等)、防腐劑(苯甲酸、山梨酸等)、著色劑(合成色素如檸檬黃、莧菜紅、靛藍(lán)、胭脂紅、日落黃、亮藍(lán)等)、抗氧化劑等;食品污染物分析,如真菌毒素(黃曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A等)等。
二、食品添加劑概況
《中華人民共和國(guó)食品安全法》明確規(guī)定,食品添加劑是“為改善食品品質(zhì)和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或者天然物質(zhì)”。食品添加劑的應(yīng)用是食品加工業(yè)發(fā)展的必然要求,對(duì)預(yù)防食品腐敗,改善食品的色、香、味、營(yíng)養(yǎng)等方面具有十分重大的意義。根據(jù)原料來(lái)源的不同,食品添加劑可分成天然和化學(xué)合成兩類,天然的食品添加劑主要是從動(dòng)植物中提煉而來(lái),也可以通過(guò)微生物的發(fā)酵或者酶法得到;化學(xué)合成添加劑分成普通的化學(xué)制品和人造的天然等同物(例如人造香料、人造色素等),由于其成本低、效果好,得到了廣泛使用,但是過(guò)量使用或?yàn)E用均會(huì)對(duì)人體造成極大危害,必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格管控。
隨著我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,各種食品添加劑也越來(lái)越多。比如,為了防止、延緩食品的氧化反應(yīng),通常添加抗氧化劑;為了避免細(xì)菌滋生,影響食品品質(zhì),會(huì)添加防腐劑;為了防止食品的色香味發(fā)生變化,會(huì)添加著色劑、酸度調(diào)節(jié)劑等。目前,世界各國(guó)都對(duì)食品添加劑的使用限量制定了詳細(xì)規(guī)范以及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)也對(duì)食品添加劑的使用種類及限量做了具體規(guī)定,只有在允許的范圍內(nèi)添加符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的食品添加劑,才不會(huì)對(duì)人體健康造成傷害。
三、影響高效液相色譜法
檢測(cè)食品添加劑精準(zhǔn)度的關(guān)鍵因素
1.流動(dòng)相的脫氣與準(zhǔn)備工作。用高效液相色譜儀對(duì)食品添加劑進(jìn)行檢測(cè)前,必須對(duì)流動(dòng)相進(jìn)行配制、處理。第一,在制備流動(dòng)相的過(guò)程中,流動(dòng)相會(huì)出現(xiàn)一些固體顆粒,因?yàn)樯V柱都比較細(xì),很可能造成堵塞,所以檢測(cè)前要先篩選掉超過(guò)0.45μm的流動(dòng)相顆粒,如此才能確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。第二,在用高效液相色譜法進(jìn)行檢測(cè)時(shí),由于存在沸點(diǎn)低、夾雜空氣等問(wèn)題,很可能會(huì)產(chǎn)生氣泡,阻礙后續(xù)的測(cè)試工作,所以在檢測(cè)前必須對(duì)流動(dòng)相進(jìn)行脫氣處理。常規(guī)的脫氣工藝存在組分變化和沸點(diǎn)控制不好等問(wèn)題,通常用超聲波去氣來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氣,對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)留意,流動(dòng)相液體不能高于該流動(dòng)相容器的表面,在超聲時(shí)容器與容器不允許發(fā)生碰撞,以免影響檢測(cè)工作的后續(xù)開(kāi)展。
2.高效液相色譜儀的柱壓與氣泡。柱壓是高效液相色譜儀測(cè)定精度的一個(gè)重要指標(biāo),若采用不同的壓力基準(zhǔn),得出的檢測(cè)數(shù)據(jù)也不盡相同。首先需要保證柱壓是穩(wěn)定的。檢測(cè)時(shí),一般先拆下保護(hù)柱,若拆下后,柱壓未改變,說(shuō)明柱壓是正常的;若柱壓出現(xiàn)改變,應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。其次是解決柱間的堵塞。檢查高效液相色譜儀器有無(wú)柱塞的情況,主要方法是柱壓法,具體方法是取下色譜柱觀察柱壓的改變。若柱壓發(fā)生變化,表示色譜柱未發(fā)生阻塞;反之則說(shuō)明有阻塞,可采取液體流動(dòng)反沖法進(jìn)行處理。柱壓過(guò)大,會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成很大的負(fù)面影響,為了防止柱子發(fā)生阻塞,可以加裝色譜柱保護(hù)柱,并在流動(dòng)相抽取口設(shè)置濾芯,防止柱壓上升。最后是注意流動(dòng)相中氣泡的產(chǎn)生。氣泡會(huì)使檢測(cè)結(jié)果起伏,從而對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成很大的干擾,并損傷色譜柱,因此必須對(duì)氣泡進(jìn)行有效處理,避免在檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)氣泡。
3.溫度、電壓等。在利用高效液相色譜法檢測(cè)食品添加劑時(shí),實(shí)驗(yàn)室的溫度會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果,因此,在進(jìn)行檢測(cè)前,必須控制好實(shí)驗(yàn)室的溫度。當(dāng)室溫較高或較低時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)?shù)纳郎?、降溫措施,控制好室溫,從而檢測(cè)工作提供穩(wěn)定的環(huán)境。此外,電壓也會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果,這就需要檢查電壓是否穩(wěn)定,是否符合高效液相色譜法的要求,為了確保電壓穩(wěn)定,必須安裝穩(wěn)壓電源。由于檢測(cè)物的多樣性和復(fù)雜性,高效液相色譜儀很容易發(fā)生堵塞,為了防止這種情況的發(fā)生,必須對(duì)儀器部分元件進(jìn)行清洗,清洗完畢后安裝回原位,從而確保高效液相色譜儀能正常工作。
四、高效液相色譜法檢測(cè)食品添加劑的過(guò)程
1.定性分析。定性分析是對(duì)檢測(cè)物的組分進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè),在相同的色譜條件下,同種檢測(cè)物的出峰時(shí)間應(yīng)該是一樣的。在檢測(cè)時(shí),若檢測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)溶液出現(xiàn)重復(fù)峰,且不存在顯著的分離,說(shuō)明該檢測(cè)物中存在添加劑,就必須按高效液相色譜的方法進(jìn)行分析并進(jìn)行計(jì)算。若檢測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)溶液未出現(xiàn)重復(fù)峰,則表示樣品中不含食品添加劑。
2.定量分析。定量分析是指檢測(cè)某一樣品組分的含量,操作步驟如下:按食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求制備檢測(cè)物,再選擇適宜的標(biāo)準(zhǔn)品,配制好濃度適宜的標(biāo)準(zhǔn)溶液,利用高效液相色譜儀對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)分析,并繪出標(biāo)準(zhǔn)液的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。將相同量的預(yù)處理后的檢測(cè)物溶液放入高效液相色譜儀中進(jìn)行檢測(cè),將檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)溶液的曲線圖進(jìn)行比較和分析,最后得出檢測(cè)物中所含添加劑的具體含量。若檢測(cè)物的測(cè)定值高于標(biāo)準(zhǔn)曲線的最大值,說(shuō)明檢測(cè)結(jié)果不精準(zhǔn),應(yīng)對(duì)檢測(cè)物進(jìn)一步稀釋,并利用高效液相色譜法進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)。
3.檢測(cè)完成后的處理工作。在完成高效液相色譜檢測(cè)后,要對(duì)儀器進(jìn)行相關(guān)處理,從而保證下次檢測(cè)可以順利進(jìn)行。處理工作包括以下幾方面:首先,在檢測(cè)過(guò)程中,色譜柱會(huì)存留大量雜質(zhì),必須進(jìn)行徹底清除。為了保證清潔效果,可以使用乙腈、甲醇等進(jìn)行清潔。同時(shí)要檢查柱壓,保證柱壓與檢測(cè)之前一樣。其次,為了確保檢測(cè)的結(jié)果,應(yīng)定時(shí)清洗和維護(hù)檢測(cè)設(shè)備,特別是過(guò)濾頭、泵密封墊、單向閥等附件,以免出現(xiàn)污染,影響檢測(cè)結(jié)果。再次,在完成食品添加劑的檢測(cè)后,要仔細(xì)填寫檢測(cè)報(bào)告,并妥善保存相關(guān)數(shù)據(jù),以便以后查找。最后,在使用高效液相色譜技術(shù)對(duì)食品添加劑進(jìn)行檢測(cè)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定的影響,檢測(cè)人員應(yīng)將其記錄在案,并邀請(qǐng)有關(guān)人員參與檢測(cè),以積累經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步提高檢測(cè)的精度。
綜上,高效液相色譜法是一種食品添加劑檢測(cè)技術(shù),提高了食品檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí),檢測(cè)人員要做好液相中的氣體排出、柱壓力的檢測(cè)和其他相關(guān)工作,對(duì)檢測(cè)物進(jìn)行定性和定量分析,并做好檢測(cè)完成后儀器設(shè)備的清理工作,保證設(shè)備清潔、歸位,最重要的是記錄好問(wèn)題、解決方法、檢測(cè)結(jié)果,不斷積累經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步提高食品添加劑檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
作者簡(jiǎn)介:崔逐波(1985-),男,漢族,貴州銅仁人,工程師,大學(xué)本科,研究方向?yàn)槭称诽砑觿z測(cè)。