摘 要：隨著生活水平的提高，人們對食品安全問題的關(guān)注也在不斷增加。離子色譜技術(shù)作為檢測食品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)手段，在食品安全領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文綜述了離子色譜技術(shù)的分離原理及技術(shù)優(yōu)勢，并探討了其在食品檢測領(lǐng)域的應(yīng)用，旨在提升食品檢測水平，為保障食品安全提供理論參考。

關(guān)鍵詞：食品檢測；離子檢測技術(shù)；離子色譜儀

Application of Ion Chromatography in the Field of Food

ZUO Meng

（Lijin County Inspection and Testing Center， Dongying 257400， China）

Abstract： With the improvement of living standards， people’s attention to food safety issues is also constantly increasing. Ion chromatography technology， as a key technical means for detecting food quality， plays a crucial role in the field of food safety. This article summarizes the separation principle and technical advantages of ion chromatography technology， and explores its application in the field of food detection. Aim to improve the level of food testing and provide theoretical reference for ensuring food safety.

Keywords： food detection; ion detection technology; ion chromatograph

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，分析領(lǐng)域的需求也在不斷上升。離子色譜儀作為一種高效、準(zhǔn)確的分析工具，在分析領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，尤其是在食品安全檢測方面。離子色譜技術(shù)能夠迅速且準(zhǔn)確地檢測出食品中的農(nóng)藥殘留、重金屬、添加劑等有害物質(zhì)，同時(shí)精確測定食品中的營養(yǎng)成分，如維生素、礦物質(zhì)等。這些檢測結(jié)果不僅為食品生產(chǎn)和質(zhì)量控制提供了科學(xué)依據(jù)，還保障了消費(fèi)者的健康和權(quán)益，為食品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

1 離子色譜技術(shù)的原理及優(yōu)勢

1.1 離子色譜技術(shù)的分離原理

離子色譜儀是一種高效液相色譜儀器，專門用于分離離子。它主要由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。離子色譜的分離機(jī)理主要基于離子交換原理，其主要有3種分離方式[1]。①高效離子交換色譜。樣品中的離子與樹脂功能基上的平衡離子爭奪樹脂的離子交換位置。由于不同離子對固定相的親和力不同，它們在色譜柱中通過多次交換和平衡過程實(shí)現(xiàn)分離。這種技術(shù)使用的是低容量的離子交換樹脂填充的柱子，主要用于分離親水性的陰離子和陽離子。②離子排斥色譜。它的分離過程主要基于Donnan排斥、空間排阻和吸附3種機(jī)理。在這種技術(shù)中，樣品中的離子由于Donnan排斥效應(yīng)不能進(jìn)入樹脂微孔，而非離子型的組分則可以進(jìn)入。這些組分因受到不同的作用力而被有效分離。這種技術(shù)使用的是高容量的離子交換樹脂填充的柱子，主要用于有機(jī)酸、無機(jī)弱酸和醇類的分離。③離子對色譜。離子對色譜分離過程先向流動相中加入表面活性離子，使其直接吸附在流動相界面。被測離子則通過與這層吸附的表面活性層的相互作用力的差異而實(shí)現(xiàn)分離。這種技術(shù)通常使用不含離子交換基團(tuán)的多孔樹脂填充的柱子，主要用于疏水性離子的分離。

1.2 離子色譜技術(shù)的優(yōu)勢

目前，我國對離子的檢測方法多種多樣，包括分光光度法、電化學(xué)法、容量法、比色法和離子交換色譜法等。其中，分光光度法、電化學(xué)法、容量法和比色法等技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但仍存在一定局限性，如檢測精度低、工作效率低，通常一次只能檢測一種離子。近年來，離子色譜技術(shù)得到了快速發(fā)展，成為一種不可或缺的分析技術(shù)。主要原因在于離子色譜法具有優(yōu)異的分離性能，是一種用于分離和測定常見陰離子和陽離子的高效技術(shù)。通過選擇合適的分離柱和淋洗液，該技術(shù)可同時(shí)測定多種組分，大幅提高了分析效率。例如，利用電導(dǎo)檢測器和陰離子分離柱可以測定F-、Cl-、SO32-、SO42-和NO3-等陰離子；而陽離子分離柱則適用于測定K+、Na+、Ca2+和Mg2+等陽離子。此外，利用電化學(xué)檢測器也可用于測定I-、S2-、CN-及某些有機(jī)化合物。

離子色譜法操作簡便，無須復(fù)雜的前處理步驟。一旦設(shè)置好分離條件，即可開始分析，非常適合實(shí)驗(yàn)室中的常規(guī)分析工作。它具有高靈敏度和高精度，能夠檢測出極低濃度的離子化合物，通?？蛇_(dá)微克甚至納克級別。此外，離子色譜法還具有較好的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性，在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2 離子色譜技術(shù)在食品檢測領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 離子色譜儀在食品添加劑檢測中的應(yīng)用

食品添加劑是指為改善食品的品質(zhì)、色澤、香氣、味道，以及出于防腐和加工工藝的需要而添加到食品中的化學(xué)合成或天然物質(zhì)。食品添加劑種類繁多，包括防腐劑、甜味劑、增白劑等。

實(shí)驗(yàn)室常用的防腐劑和護(hù)色劑有亞硝酸鈉和硝酸鈉。在細(xì)菌作用下，硝酸鹽可以被還原成亞硝酸鹽。然而，亞硝酸鹽過量容易與人體攝入的其他食品中的次級胺反應(yīng)，生成致癌的亞硝胺，這對人體健康是不利的。因此，必須嚴(yán)格控制這些添加劑的含量。在檢測鹵肉制品時(shí)，使用離子色譜儀是一種有效的方法。SIU等[2]使用加熱的去離子水提取經(jīng)過勻漿的樣品，再經(jīng)過離心和過濾，就可以直接進(jìn)樣。采用AS11的分析柱和氫氧化鈉作為淋洗液，配合紫外檢測器，即可實(shí)現(xiàn)良好的分離效果。這種方法操作簡單，能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求。常用的阿斯巴甜、甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉等甜味劑，適當(dāng)使用可以增強(qiáng)食欲和改善食品口感，過量使用容易損傷神經(jīng)系統(tǒng)和肝腎功能，導(dǎo)致肝腎功能減退，甚至可能引起大腦病變，從而危害人體健康。目前，針對不同的甜味劑的檢測，有不同的國家標(biāo)準(zhǔn)方法，包括液相色譜技術(shù)和氣相色譜技術(shù)等，但通常一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法只能檢測一種甜味劑。相比之下，離子色譜法可以實(shí)現(xiàn)對阿斯巴甜、甜蜜素、安賽蜜和糖精鈉的同時(shí)分離[3]。通過使用氫氧化鉀作為淋洗液，并采用梯度淋洗技術(shù)，該方法展現(xiàn)出較高的電導(dǎo)響應(yīng)。此外，它在準(zhǔn)確度、精密度方面都可以達(dá)到要求，并具有較好的重現(xiàn)性。增白劑主要包括溴酸鹽和亞硫酸鹽。其中，溴酸鉀是一種已知的致癌物質(zhì)，過量攝入可能會損害人的神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟，因此已被禁止使用。目前，國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法采用離子色譜法來檢測小麥粉中的溴酸鹽，該方法可以實(shí)現(xiàn)溴酸鹽的有效分離和檢測。亞硫酸鹽作為增白劑也在食品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但由于它對人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)，對其殘留量有嚴(yán)格的限制。在檢測亞硫酸鹽時(shí)，通常需要先將樣品進(jìn)行酸處理，然后通過水蒸氣蒸餾，將亞硫酸鹽氧化成硫酸根離子。再利用離子色譜儀檢測出硫酸根離子的含量，并乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)來計(jì)算亞硫酸鹽的含量。

2.2 離子色譜儀在食品包裝飲用水檢測中的應(yīng)用

包裝飲用水是指密封在符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)定的包裝容器中，可供人們直接飲用的水。臭氧作為一種低毒性消毒劑，在水處理中被廣泛使用。然而，溴酸鹽是臭氧消毒時(shí)可能產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，對人體有潛在的致癌作用。因此，為了保障人們的身體健康，對水質(zhì)進(jìn)行有效的檢測是必要的。離子色譜法是檢測溴酸鹽的首選方法，其主要優(yōu)勢有以下幾個(gè)方面。①通過使用AS19陰離子分析柱

（4 mm×250 mm）、ADRS600抑制器和氫氧化鉀淋洗液，可以實(shí)現(xiàn)溴酸鹽的高效分離。②在包裝飲用水中，氯離子可以與溴酸鹽在同一次進(jìn)樣中實(shí)現(xiàn)分離，這意味著一次進(jìn)樣就可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)分離多種離子。③采用離子色譜儀通常可以在20 min左右完成氟化物、氯化物、硝酸鹽氮和硫酸鹽等常規(guī)項(xiàng)目的分析。④通過配制標(biāo)準(zhǔn)溶液并選擇合適的濃度，可以制備出用于多個(gè)參數(shù)的混合使用液。利用這些標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而對水質(zhì)樣品進(jìn)行定量分析。由此可見，采用離子色譜法進(jìn)行水質(zhì)檢測不僅方法簡便，而且效率高，其在水質(zhì)檢測領(lǐng)域起到非常重要的作用[4]。此外，離子色譜儀也適用于陽離子的檢測，如鈉離子、鉀離子、鈣離子等，通過檢測水中不同離子的含量，可以對特殊人群的身體狀況進(jìn)行有效調(diào)節(jié)[5]。例如，對鈉含量的檢測對于高血壓患者膳食管理至關(guān)重要。

2.3 離子色譜儀在食品營養(yǎng)成分檢測中的應(yīng)用

離子色譜儀可以用于分析食品中的營養(yǎng)成分，包括維生素、氨基酸、有機(jī)酸等。這對于評估食品的營養(yǎng)價(jià)值和確保成分標(biāo)簽的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

維生素是人體必需的營養(yǎng)素，由于人體不能自行合成或合成量不足，盡管需要量小，但必須通過食物定期攝取。維生素對機(jī)體的新陳代謝、生長、發(fā)育和健康起著至關(guān)重要的作用。對于水溶性維生素B族而言，常用的檢測方法是高效液相色譜法，但傳統(tǒng)的國標(biāo)方法通常只能檢測一種維生素。相比之下，離子對色譜法可以快速分離水溶性維生素，使得食品工業(yè)中的維生素分離和檢測過程變得更加簡便。氨基酸是維持機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)的一種非常重要的營養(yǎng)成分。因此，對食品原料和成品中的氨基酸含量進(jìn)行檢測是非常必要的，這有助于滿足食品工業(yè)和消費(fèi)者的需求。目前常用的檢測方法是高效液相色譜法，但這種方法通常需要進(jìn)行柱前或柱后的衍生處理，流動相的配制過程復(fù)雜，且樣品前處理步驟煩瑣。相比之下，離子色譜儀結(jié)合脈沖安培檢測器可以直接測定氨基酸含量，無須進(jìn)行衍生處理，淋洗液的配制也相對簡單，且這種方法還可以對食品中氨基酸的質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的

評估[6-7]。有機(jī)酸是健康生活中不可或缺的一種營養(yǎng)成分，果實(shí)中的有機(jī)酸具有增加食欲，促進(jìn)消化，抑制細(xì)菌和促進(jìn)新陳代謝的作用。有機(jī)酸的檢測可以通過離子交換原理或離子排斥原理來實(shí)現(xiàn)分離。例如，以氫氧化鉀為淋洗液，在梯度淋洗條件下，配合抑制型電導(dǎo)檢測器，可以同時(shí)檢測水果汁中的多種有機(jī)酸，如乳酸蘋果酸、檸檬酸等，通常都能得到較好的分離效果[8]。而采用離子排斥原理進(jìn)行分離，可以有效避免無機(jī)陰離子的干擾，對于含有高濃度無機(jī)陰離子的樣品，這種方法簡化了前處理步驟。

2.4 離子色譜儀在食品農(nóng)藥和獸藥殘留檢測中的應(yīng)用

為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，人們會在作物生長期間使用各種有機(jī)化學(xué)物質(zhì)和農(nóng)藥。雖然這些化學(xué)物質(zhì)和農(nóng)藥在很大程度上能促進(jìn)農(nóng)作物的生長，并提高產(chǎn)量，但它們也可能在農(nóng)作物上留下殘留物，對人體健康構(gòu)成潛在威脅。離子色譜儀在農(nóng)藥殘留分析中扮演著重要角色，它主要用于檢測水果、蔬菜、谷物等農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留，包括有機(jī)磷、有機(jī)氯、有機(jī)氮等類型的農(nóng)藥，且適用于大批量樣品的分析[9]。離子色譜儀所需的樣品前處理步驟較少，這有助于簡化操作流程和縮短分析時(shí)間，從而在一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)室的工作效率。

對食品中的獸藥殘留進(jìn)行檢測主要針對動物源食品。其身體的可食用部位可能會殘留藥物或藥物的代謝物。人們食用含有獸藥殘留的動物源食品可能會影響身體健康并導(dǎo)致疾病。離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是檢測氨基糖苷類獸藥殘留的有效方法之一。且離子色譜儀在分離極性強(qiáng)、易電離的動物獸殘方面具有明顯優(yōu)勢，特別是當(dāng)配備抑制器時(shí)，其脫鹽能力可以更好地與質(zhì)譜兼容。而離子色譜儀在獸藥殘留檢測中廣泛應(yīng)用，也可為保障食品安全提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。

3 結(jié)語

食品安全問題直接關(guān)系到人們的身體健康，因此必須對食品安全檢測給予足夠的重視。離子色譜儀作為一種高效、靈敏的分離和分析技術(shù)，在食品檢測領(lǐng)域以及化學(xué)、生物和環(huán)境等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。未來，隨著儀器性能的不斷提升、聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展以及智能化和自動化的實(shí)現(xiàn)，離子色譜檢測技術(shù)也會變得更加先進(jìn)，從而提高食品檢測的質(zhì)量，并為保障人們的食品安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。

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作者簡介：佐蒙（1987—），女，黑龍江伊春人，碩士，工程師。研究方向：食品檢驗(yàn)檢測。