淺析高效液相色譜法在食品添加劑檢驗中的應用

◎ 朱東芹

（蒙陰縣檢驗檢測中心，山東 臨沂 276200）

食品添加劑是食品加工中不可或缺的重要物質，其能提高食品口感，改善食品色澤，延長食品保存期限。然而，在食品加工中存在食品添加劑亂用、過量添加等問題，致使食品所含添加劑種類、含量超出規定范圍，帶來不少食品安全隱患。高效液相色譜法作為操作簡單、檢測準確的檢測技術，對食品著色劑、甜味劑、防腐劑、抗氧化劑、調味劑、增白劑、咖啡因等多種添加劑，均具有良好的檢測作用。

1 高效液相色譜法的原理及類型

1.1 高效液相色譜法的原理

高效液相色譜法基于傳統液相色譜法，引入高壓泵和化學鍵合固定相，結合運用氣相色譜法和經典液相色譜法優勢。高效液相色譜法的作用原理：在高壓條件下，根據溶質固定狀態、流動狀態之間的轉換機制，以分子間物質性質為基礎，將高壓作為驅動力，在不同物質間分子間隔原理、吸附作用原理等多種物理原理支持下，完成不同流動狀態物質的色譜分離，分離后的物質逐一進入專用檢測器，進而對分離后的物質進行檢測分析[1]。

1.2 高效液相色譜法的基本類型

常用的高效液相色譜法主要有以下幾種類型：①液－液分配色譜法。根據流動相、固定相的極性差異，可分為正向色譜法和反向色譜法2 種，樣品通過色譜柱時，經過多次分配作用而分離。②液-固吸附色譜法是最基本的色譜法，又稱吸附色譜法，其通過用高表面積的活性固體作為吸附劑，對不同樣品的吸附作用來分離物質。③離子交換色譜法，用離子交換樹脂作為固定相，利用樣品離子與樹脂親和力的不同，根據作用力強弱分離物質。④凝膠色譜法，又叫尺寸排阻色譜法，以多孔性惰性物質作為固定相，根據樣品分子體積和分子大小的不同，分離物質[2]。

2 食品添加劑檢驗中高效液相色譜法的應用

2.1 在食品著色劑檢驗中的應用

人工合成色素具有改變食品顏色的作用，食品加工中，主要以人工合成色素作為食品著色劑，常使用的色素有胭脂紅、日落黃、檸檬黃及莧菜紅等。在食品添加劑檢測中，主要利用高效液相色譜法檢測合成色素是否超量或超范圍使用，其中，糖果、飲料等色彩鮮艷的食品是重點檢測對象。檢測時，先稱取適量食物樣品，經超聲除氣等處理后，加入一定量水振蕩超聲充分混合樣品，定容，離心，取上清液過膜后，利用高效液相色譜法分離樣品各組分，再用對應檢測器進行定性和定量分析。例如，利用高效液相色譜法檢測市售碳酸飲料中的日落黃和檸檬黃色素含量時，需先超聲除氣，然后稱取一定量除氣后的樣品，加超純水混勻，振蕩超聲定容，離心后取上清液過0.22 μm 濾膜，注入進樣瓶上機檢測[3];選擇ZORBAX SB-C18 色譜柱進行分離，色譜柱溫度控制為35 ℃；用二極管陣列檢測器進行檢測，檢測波長設為410 nm；用甲醇為有機相，用含有乙酸銨的0.1 mol·L-1的磷酸二氫銨溶液為水相進行梯度洗脫，洗脫速度設定為1 mL·min-1。檢測結果與國標法進行對比，日落黃與檸檬黃國標法檢測結果分別為10.60 mg·kg-1和8.84 mg·kg-1，高效液相色譜法檢測結果分別為10.40 mg·kg-1和8.87 mg·kg-1，相對標準偏差分別為1.85%和0.71%?？傊?，利用高效液相色譜法檢測食品樣品中的著色劑，過程簡單，精密度較高，且檢測結果精準。

2.2 在食品甜味劑檢驗中的應用

在加工食品時，為改善食品的口感，常會添加糖精鈉、安賽蜜、甜蜜素等合成甜味劑。因此，在食品添加劑檢測時，要重點檢測合成甜味劑，主要檢查對象為飲料、面包、糖果、糕點等甜味食品。在合成甜味劑檢測中，可利用高效液相色譜分離試樣，根據試樣的保留時間定性，采用峰面積外標法進行定量分析，進而得到食品甜味劑的檢測結果。例如，在檢測糕點中的安賽蜜和糖精鈉時，用含有甲酸的甲醇水溶液超聲，用沉淀劑沉淀蛋白質，經渦旋離心，移取上清液定容混勻，用0.22 μm 濾膜過濾，上機檢測甜味劑含量[4]。選用Agilent Poroshell 120 EC-C18 色譜，色譜柱溫度設為30 ℃；選用甲醇作為有機相，含甲酸的乙酸銨溶液作為水相進行梯度洗脫，洗脫速度設定為1 mL·min-1；安賽蜜、糖精鈉2 種甜味劑檢測的波長設為230 nm。通過優化檢測條件，安賽蜜和糖精鈉檢出限分別為0.15 mg·kg-1和0.16 mg·kg-1，定量限分別為0.49 mg·kg-1和0.52 mg·kg-1，相關系數分別為0.999 9 和0.999 8，不同添加量的加標回收率為94.9%～110.2%，相對標準偏差為1.66%～4.60%。相關人員僅用10 min 便完成了檢測，且檢出限、定量限、加標回收率和相對標準偏差均符合國家標準檢測要求。由此可見，在食品甜味劑檢測中，高效液相色譜法具有較高的應用價值。

2.3 在食品防腐劑檢驗中的應用

防腐劑具有抑制食品中微生物繁殖、殺滅微生物的作用，可以防止食品腐敗、延長食品保質期。常用的食品防腐劑包括苯甲酸、山梨酸等。在抽檢食品時，也可利用高效液相色譜法檢測食品防腐劑。例如，在檢測醬油、軟飲料、香腸、蜜餞中的山梨酸、苯甲酸含量時，可根據樣品特性的不同，用不同的前處理方法處理樣品，取最終溶液用0.45 μm 濾膜過濾，進行上機檢測[5]。通過優化檢測方法，選用紫外檢測器，檢測波長設為230 nm；選用ZORBAX AB-C18 柱作為分析柱，色譜柱溫度設為30 ℃；有機相選用甲醇，水相選用乙酸銨溶液，采用梯度洗脫方式，洗脫速度設為1 mL·min-1；進樣量為5 μL。經檢測發現，檢測樣品在0.08～100 mg·L-1范圍內呈現出較好的線性關系，且相關系數高于0.999 5，山梨酸和苯甲酸的加標回收率分別為96.89%和96.73%，相對標準偏差值分別為0.8%和0.9%。由此可見，利用高效液相色譜法測定食品防腐劑，不僅能獲得良好的目標分離度，檢測過程便捷，而且能得到準確的檢測結果?？傊?，在食品防腐劑檢測方面，高效液相色譜法具有前處理方式簡潔、檢測通量高、分析高效與精準等優勢。

2.4 在食品抗氧化劑檢驗中的應用

氧化是導致食品腐爛的主要原因，因此，食品加工中通常會添加抗氧化劑來延緩食品的氧化速度，提升食品的穩定性，延長食品的貯存期限。食品加工過程中，除了添加茶多酚、花青素等天然抗氧化劑外，還會應用二丁基羥基甲苯、叔丁基對苯二酚、丁基羥基茴香醚等人工合成抗氧化劑。而高效液相色譜法也適用于食品抗氧化劑的檢測。例如，用高效液相色譜法檢測食用油中的丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯等12 種抗氧化劑含量時，需要先用飽和正己烷渦旋振蕩溶解食用油樣品，用乙腈提取抗氧化劑，提取液經旋蒸濃縮定容，過0.45 μm 濾膜后，注入進樣瓶供上機檢測。選用Eclipse XDB-C18 色譜柱，色譜柱溫度設為40 ℃；選用紫外檢測器，檢測波長設為280 nm；水相選用水，有機相選用乙酸-甲醇-乙腈（2 ∶70 ∶30，V/V），進行梯度洗脫，洗脫速度為1 mL·min-1；最后使用外標法定量分析檢測結果。經檢測，食用油中所含抗氧化劑在0.2～200 mg·L-1濃度范圍內呈現出良好的線性關系，定量限為0.2～1.0 mg·kg-1，抗氧化劑的加標回收率介于81.13%～107.57%，相對標準偏差最大值為4.52%，最小值為0.26%。根據得到的檢測結果與傳統檢測方法對比分析發現，高效液相色譜法在抗氧化劑檢測中具有準確、高效的檢測效果。

2.5 在食品調味劑檢驗中的應用

香精是食品加工中常用的調味劑，包括純天然香精、人工合成香精、擬天然香精等，其會改變食品的氣味和味道。在加工食品時，為增強食品香味，通常會添加各種人工合成型香精，改變食物味道。在食品檢測中，也常采用高效液相色譜法檢測香精成分。例如，檢測奶味飲料中香蘭素和乙基香蘭素含量時，需要用含有乙酸的乙腈溶液提取調味劑，超聲、定容后離心，取上清液過0.22 μm 濾膜，將前處理后的樣品溶液放入高效液相色譜儀中實施檢測。選用二極管陣列檢測器，檢測波長設為308 nm；選用SB-C18 色譜柱，溫度設為30 ℃；流動相流速設為1 mL·min-1。經檢測，在0.1～100 μg·mL-1時，香精呈現出良好的線性關系，相關系數為0.999 9，檢出限為0.02 μg·mL-1；香精回收率在96.0%～101.1%，相對檢測偏差值在5%以下。整個檢測過程速度快、準確性高，加標回收率良好，可靠性高。

2.6 在其他食品添加劑中的應用

除上述食品添加劑外，高效液相色譜法還可用于檢測增白劑、酸味劑及咖啡因等其他食品添加劑。①增白劑是一種對食品顏色變化起抑制作用的成分，常用的增白劑有硫磺、二氧化硫、過氧化苯甲酰等，主要應用于食糖、干果、腐竹、面粉等食品加工中。例如，小麥粉中常使用過氧化苯甲酰作為增白劑，可利用高效液相色譜法對面粉中的增白劑含量進行檢測，檢出限為0.5 mg·kg-1。②有機酸作為食品加工中常用的酸味劑，不僅可增強食品酸度，還具有延緩食品腐敗的作用，利用高效液相色譜法，可以檢測醋酸、蘋果酸、乳酸等成分的含量。③咖啡因是食品添加劑的一種，屬于黃嘌呤生物堿化合物，在茶類飲品、咖啡、巧克力等食品加工中使用較多，利用高效液相色譜法檢測，檢出限咖啡因最低可以達到0.07 mg·kg-1。

3 結語

食品添加劑分為天然型和合成型，其中，合成型添加劑具有成本低、效果佳的特征，在食品加工中應用率較高。因此，食品安全檢測應重點檢測各種人工合成類食品添加劑，利用高效液相色譜法檢測著色劑、甜味劑、防腐劑、抗氧化劑、調味劑、增白劑、酸味劑及咖啡因等各種食品添加劑。目前，高效液相色譜法在食品安全檢測中應用范圍較廣，能快捷地完成樣品組分的分離與分析，獲得精準、可靠的檢測結果，對多種類型的食品檢測過程均適用。因此，食品安全檢驗人員要正確把握高效液相色譜儀的應用原理與基本方法，結合不同食品添加劑，選用適合的高效液相色譜法實施檢測，從而保障食品添加劑檢測結果的可靠性。