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仪器与食品:色谱在食品检测中的应用

  近年来,随着科学技术的不断发展和各行各业对仪器需求的扩增,科学仪器在现代的生产生活中扮演者越来越不可或缺的角色。色谱作为分析、检测仪器中的重要组成部分,能提供实用的分离、分析方法,被广泛应用于科研、制药、化工、环境监测等领域。而由于食品与人们生活的亲密性,色谱在食品检测领域的应用备受关注。
 
  但凡对食品安全有一些了解的人都应该知道,造成食品不合格的原因很多,其中添加违禁物、农药兽药残留超标、食品添加剂超量或超范围使用、重金属污染等是最主要也是最常见的问题。在国家市场监管总局发布的食品不合格情况通告中,上述问题屡屡上榜,对我国食品安全造成了巨大的隐患。下面,小编就来盘点一下,在以上提及的食品安全问题中,色谱分析所能做的事情。
 
  色谱与农残兽残
 
  食品中农药残留和兽药残留超标是农产品常见的问题,是我国保障食品安全,推动种植业、畜牧业、养殖业、渔业、食品加工业等发展的一大障碍。长期使用农药兽药残留超标的食物,容易诱发帕金森症、糖尿病、早老性痴呆等慢性疾病,还容易印发肝脏病变,甚至致癌、致畸性和基因突变,因此,严抓狠抓食品中农残兽残问题的意义深远、责任重大。
 
  色谱检测法是农药兽药残留分析的常用方法之一,它是一种根据分析物质在固定相和流动相之间的分配系数的不同达到分离目的,并将分析物质的浓度转换成电信号的方法,目前应用广泛的主要有气相色谱法、液相色谱法、薄层色谱法。在农残检测中,气相色谱仪可对蔬菜、水果中的有机磷、有机氯、有机氮农药及各种兽药成分进行检测。在2019年动物及动物产品兽药残留监控计划中,色谱法可谓是挑起了大梁:运用高效液相色谱法可以检测动物源性食品中的氟喹诺酮类、氯羟吡啶、磺胺喹噁啉等兽药,运用气相色谱法可以检测肉源性食物中的氯霉素、克仑特罗等兽药。一些国标,如GB/T 2795-2008《冻兔肉中有机氯及拟除虫菊酯类农药残留的测定方法 气相色谱/质谱法》中,也明确规定了利用色谱进行检测农药兽药残留检测的方法。
 
  除此之外,色谱与质谱的联用方法也被广泛用于食品检测,如DB45/T 1488-2017 《动物源性食品中兽药残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》、SN/T 2800-2011《进出口蜂王浆中四环素类兽药残留量检测方法 液相色谱法-质谱/质谱法》等就是运用了液质联用法。
 
  色谱与违禁药物
 
  如果说农药兽药残留问题还属于“无心”的范畴,那食品中违禁药物的存在,就是恶意竞争的结果。严厉打击食品中违禁药物,不仅有利于保障消费者的人身安全,也是推动市场良性发展的重要措施。
 
  食品中的违禁药物很多,如三聚氰胺、瘦肉精、α2-受体激动剂、五氯酚酸钠等。这些违禁药物无一例外,对人体都会产生十分严重的影响,如长期摄入三聚氰胺可能对肾与膀胱产生影响,导致产生结石;又如瘦肉精,它会引起人体心慌心悸、恶心呕吐等症状,长期食用瘦肉精还可能导致染色体畸变,诱发恶性肿瘤。
 
  食品中违禁药物的检测主要采用的是色谱法或色谱质谱联用法。如《茶叶中美术绿(铅铬绿)的测定》中,就规定了利用离子色谱法测定茶叶中铬酸铅含量的方法和标准。在“毒奶粉”事件后,我国发布了GB/T 22388-2008《原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法》、GB/T22400-200《原料乳中三聚氰胺快速检测 液相色谱法》等标准,明确规定了奶粉中三聚氰胺的色相色谱、气质联用、液质联用等检测方法。而目前,我国的瘦肉精检测方法主要也是液相色谱法、液相色谱质谱联用法、液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法。
 
  色谱与食品添加剂
 
  现代社会中,食品添加剂与我们保持着紧密的联系,糖果、牛奶、食用油、饼干等包装食品中,都有食品添加剂的影子。但是,食品添加剂真的完全无害吗?显然不是。所有我们使用的食品添加剂都有其作用,如甜蜜素可以让高血糖人士无惧糖分困扰,矿物质镁能增强人体免疫力……但,食品添加剂一旦违规添加,如过量使用或超范围使用就可能对人体产生危害。也正是因此,即使食品添加剂是允许使用的物质,也依旧被列为食品安全检测必检项目。
 
  在检测食品添加剂时,除了运用类似甜蜜素测定仪等专用仪器万,色谱仪可发挥大功用。气相色谱具有较高的灵敏度,在检测中可对丙酸钙、抗氧化剂、甜蜜素、山梨酸、脱氢乙酸等多种食品添加剂进行测定,在GB 1886.297-2018《食品安全国家标准 食品添加剂 聚氧丙烯甘油醚》中,就规定了利用气相色谱检测食品中聚氧丙烯甘油醚的方法。离子色谱、液相色谱是食品添加剂检测中的重要检测技术。
 
  色谱与重金属
 
  重金属是一种存在较为广泛的环境污染物,如铅、汞、镉、铬、砷都是较为常见的重金属。这些重金属可以通过大气、水等进入人体,并危害人体健康。不同的重金属会对人体产生不同的危害,如汞破坏视神经,铬会造成四肢麻木,镉会导致高血压,引起肾功能失调,铅会直接伤害人体脑细胞……重要的是,重金属一旦被人体吸收,就难以排除,容易在人体内富集,造成慢性中毒。
 
  食品中的重金属污染主要来源于食品原材料污染,即环境污染和农药、兽药、化肥等造成了食品重金属残留超标,我们熟知的“镉大米”事件就是由于环境污染引起的:采矿、金属冶炼、工矿生产等活动中产生的含有重金属的污水、废料不合理排放,使得重金属污染了该区域的大气、土壤,而土壤中的重金属最终被水稻吸收。农药、兽药、化肥中也还有一定量的重金属元素,大量的施加药物,也会使重金属在动植物体内富集,造成食品重金属超标。此外,食品加工过程中也存在重金属污染食品的可能性。
 
  食品中重金属的检测方法有很多,常见的有光度法、比浊法、光谱法、电化学分析法、中子活化分析等。色谱法在食品检测中的应用比较少,但高效液相色谱凭借其应用范围广、色谱柱可反复使用、样品不易污染、易回收等优点,在食品重金属检测中发挥着比较重要的作用。此外,研究者们还在尝试色谱在食品重金属检测中的其他可能性,如基于原子荧光色谱法的食品重金属检测新技术。
 
  此外,色谱还在食品营养成分检测、微生物及其代谢物检测、风味食品中风味成分检测等方面有着广泛的应用,为保障我们的“舌尖安全”兢兢业业地奉献着。