1高效液相色谱法
高效液相色谱法是一种高效、高选择性、高灵敏度的分离分析方法,适用于分析食品中的各种添加剂。HPLC是20世纪80年代发展起来的一种高效分离和测定技术,主要用于食品、生物样品、药物中微量或痕量成分的分析检测,具有很好的分离效果,并且操作简便、快速,灵敏度高。
在食品添加剂的检测中,高效液相色谱法是一种经典方法。目前常用的液相色谱仪有高效液相色谱仪(HPLC)、毛细管电泳仪(CE)、液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS)等。
高效液相色谱法也是目前食品添加剂检测中最常用的方法之一。高效液相色谱法检测食品中的添加剂具有以下几个优点:
⑴灵敏度高。由于 HPLC法是基于极性不同的两种或两种以上的物质在流动相作用下会产生分离和检测,所以可以用来分析具有极性或非极性的物质。
⑵选择性好。HPLC法在选择分离试剂和检测波长方面有很大的灵活性,能将两种或两种以上具有相同性质的物质分离开来。
⑶分析速度快,一般在几分钟内就可完成一次检测。
⑷能够进行定性、定量分析。HPLC法具有很高的灵敏度,能够对低浓度或微量成分进行测定,不需要样品进行处理就可以进行分析检测,为食品添加剂的分析检测提供了方便。然而由于 HPLC法操作复杂,因此应用范围受到一定限制,无法广泛用于食品添加剂的分析检测中。
1.1高效液相色谱法的前处理方法
高效液相色谱法前处理方法包括净化和富集两个步骤。净化是指去除样品中不溶性杂质和溶解性杂质,常用的净化方法有固相萃取、超临界流体萃取、活性炭吸附、过氧化氢氧化、固相微萃取等。富集是指在流动相中加入适当的试剂将样品中的待测成分分离出来,常用的富集方法有固相吸附法和固相微萃取法。固相吸附法主要有硅胶、硅藻土等,常用的富集方法有固相萃取法、溶剂萃取法等。固相萃取是一种新型的样品前处理技术,其原理是通过萃取溶剂与待测组分之间相互作用而达到分离目的。固相萃取柱在应用于高效液相色谱中时,吸附剂与样品中的待测组分之间形成一种物理吸附,在流动相中加入适当的有机溶剂后,就会将吸附物洗脱下来。固相萃取柱适用于测定微量组分的分析。
近年来,随着高效液相色谱技术的发展,衍生化技术在高效液相色谱前处理中得到了广泛应用,衍生化技术包括紫外光衍生化、碱提取衍生化、酶促反应衍生化等,这些方法提高了检测灵敏度,减少了干扰物质的存在。
1.2色谱条件的选择
在对食品中添加剂的检测过程中,高效液相色谱法使用范围非常广泛,而且操作比较简单。因此在食品添加剂的检测过程中,经常用到的色谱条件主要有流动相、检测波长以及流速等。例如在测定食品中的防腐剂时,流动相可以选择乙腈-水(50:50),其具有良好的溶解能力,而且在流动相中加入少量乙醇能够提高对防腐剂的分离效果。在测定食品中的甜味剂时,流动相可以使用乙酸乙酯-水(25:75),其具有较强的溶解性。
1.3样品前处理的优化
样品前处理的优化主要包括以下几个方面:首先,样品前处理过程中应该尽可能减少杂质对检测结果的干扰。因此,样品在提取和净化之前,必须将其置于净化液中,使杂质和残留的溶剂能够充分与流动相中的杂质分离。另外,要尽可能去除样品中可能存在的蛋白质、脂肪等成分。其次,应该将提取物进行浓缩、净化、净化等处理后再进行检测。在提取物的浓缩过程中,需要采用超低容量法。此外,采用正己烷洗脱时,应尽量避免使用有机溶剂和含氧化合物。另外,对于样品中含有大量有机物的情况下,必须进行富集处理后才能进行检测。最后,可以将提取物在提取液中超声提取和过筛后再进行检测。在选择超声提取条件时,应该尽量采用较高频率的超声波振荡时间来实现样品的有效提取。同时还需要考虑超声提取是否会破坏样品中的目标化合物成分。过筛是指在提取物浓缩前将其过筛,以减少样品中的杂质、沉淀物等对分析检测结果造成影响的情况发生。
2色谱-质谱法
色谱-质谱联用技术是将色谱分离与质谱质谱结合起来,实现同时定性定量的一种技术,常用于检测食品中添加剂。近年来,色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测领域得到了广泛应用。与传统的分离和分析方法相比,色谱-质谱法具有分析速度快、灵敏度高、分离性能好等优点,尤其适合于复杂基质的样品分析。目前色谱-质谱联用技术主要包括气相色谱-质谱联用技术、高效液相色谱-质谱联用技术、液相色谱-质谱联用技术和电喷雾离子化-质谱联用技术。其中气相色谱-质谱联用技术已成为目前食品添加剂检测的主要方法之一,具有良好的分离效果和较高的灵敏度,并且具有操作简便、快速、准确等优点,在食品添加剂检测中得到了广泛的应用。
气相色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用主要包括三个方面:一是建立多种类型食品添加剂的检测方法,以提高检测精度和效率;二是建立食品中多种添加剂的定性定量方法;三是进行多种添加剂同时检测的方法研究。目前,气相色谱-质谱联用技术已成功地应用于牛奶、肉制品、水产品等多个领域中多种食品添加剂的定性定量分析,如牛奶中三聚氰胺的定性方法是用气相色谱-质谱联用技术对其进行定性,结果显示其定性灵敏度高、准确性好。高效液相色谱-质谱联用技术也已成功地应用于肉制品、水产品等多种食品中三聚氰胺的定性定量分析。电喷雾离子化-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用也越来越广泛,如对蜂蜜、味精等食品中多种食品添加剂的定量测定。
液相色谱-质谱联用技术是一种新型高效的分离分析方法,其具有检测速度快、灵敏度高、多组分同时分析等特点,目前已经成为食品添加剂分析和研究的主要手段。
3高效毛细管电泳法
高效毛细管电泳法是近年来发展起来的一种新型分离分析方法,在食品添加剂分析方面具有高效、快速、分离能力强等优点。这种方法具有高灵敏度、高选择性等优点,在食品添加剂检测方面的应用比较广泛,特别是对蛋白质、氨基酸、糖类及其他生物活性物质等的分析具有独特的优势。目前,高效毛细管电泳法在食品添加剂中检测方面主要有两种方法:一种是毛细管电泳法,另一种是高效液相色谱法。毛细管电泳法的基本原理是:将待测样品作为样品溶液(或缓冲液)进入毛细管,在一定电压作用下,由于样品中各组分在不同 pH值条件下,或在电场作用下产生迁移的电泳速度不同,从而使样品分离,然后将分离后的样品溶液和进样溶液送至检测室。
高效毛细管电泳法的主要原理是:在高压电场作用下,电迁移使带电荷的物质移动,并受电场的控制而产生不同的迁移率和运动速度。根据进样溶液中各组分在不同 pH值条件下产生的迁移率和运动速度不同而进行分离。在这种方法中,所用工具是毛细管(通常是玻璃或塑料毛细管)。根据各组分在毛细管内表面上所吸附的固定相种类、大小和厚度不同而进行分离。
高效液相色谱法检测食品添加剂具有分析速度快、灵敏度高、操作简便、成本低等优点。由于其分离能力强、灵敏度高,能够分离出较多种类和浓度范围不同的化合物。由于其操作简单、选择性好,适用于现场快速分析。高效毛细管电泳法检测食品添加剂具有快速、准确、灵敏度高等特点,因此是食品添加剂分析中最常用的检测方法之一。
4高效毛细管电泳-质谱联用技术
毛细管电泳(CE)技术是20世纪80年代发展起来的一种高效分离分析技术,它与传统的分离分析方法如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和原子吸收光谱法(AAS)相比,具有分离速度快、灵敏度高、重现性好和选择性强等优点。但由于毛细管电泳技术所需样品量较大,其在分析高含量添加剂时,存在一定的局限性。而质谱技术具有高灵敏度、高选择性和高分辨率等优点,目前已成为食品添加剂分析的主要手段。
高效毛细管电泳-质谱联用技术是在毛细管电泳基础上发展起来的一种新型分离分析技术,具有灵敏度高、样品用量少和重复性好等优点,尤其适合于复杂基质样品中微量添加剂的分析检测。它是一种以电喷雾电离技术为基础的新型液相色谱-质谱联用技术,利用质谱对化合物进行定性和定量分析。在分离方面,其主要是通过电泳对添加剂进行分离,由于添加剂一般都含有较多的金属离子或非金属离子,因此在检测过程中往往需要进行衍生化处理。衍生化是指在离子交换柱上用不同的离子源对样品进行分离,使待测组分离子在流出过程中通过与其他离子的相互作用而被分离。采用不同的离子源可以使化合物从电喷雾开始经过碰撞诱导解离、电离、一级和二级解离等过程而产生不同类型的碎片离子,最后根据碎片离子进行定性和定量检测。质谱具有高分辨率和高丰度分析能力,能实现同时定量分析和多组分同时分离分析。在检测方面,可以采用电喷雾离子源、双质量检测器、串联质谱等方式实现对样品的同时检测。
在食品添加剂的分离检测过程中,食品添加剂种类繁多且成分复杂,传统方法往往会存在定性和定量难度大、灵敏度低等问题。因此,对食品添加剂的分离分析方法进行创新和改进十分必要。
5化学发光法
化学发光是物质被激发后,能在一定的激发条件下,以光辐射形式释放能量,使体系的电子能量向激发态跃迁而产生的辐射光,这种由激发态所产生的辐射光被称为发光。化学发光反应是在化学反应中产生化学发光现象的反应过程,由于其具有较高的灵敏度、较好的选择性、易于实现在线监测等特点,目前已广泛用于各种生化物质的测定。利用化学发光法进行食品添加剂分析检测,与其他方法相比,具有灵敏度高、选择性好、分析速度快、试剂消耗少、成本低等特点。但在使用化学发光法进行食品添加剂检测时,需要根据食品中添加剂含量确定检测方法,目前应用较多的是化学发光免疫分析法和化学发光酶联免疫分析法。
5.1化学发光免疫分析法
化学发光免疫分析法是通过将抗原抗体反应体系与化学发光仪器相结合,并利用仪器对化学发光反应产生的光信号进行检测,通过对反应过程中的发光信号变化进行分析,从而确定食品中添加剂的含量。由于化学发光免疫分析法具有灵敏度高、特异性强、操作简便等特点,被广泛应用于食品添加剂含量的测定。陈秋敏等[15]以鲁米诺-H2O2为发光底物,通过化学发光免疫分析法对食品中过氧化氢的含量进行测定,并将其用于检测白酒中过氧化氢的含量。张立辉等[16]利用化学发光免疫分析法对食品中柠檬酸盐、苯甲酸、山梨酸和糖精钠的含量进行测定,并将其用于实际样品中柠檬酸盐和山梨酸的含量测定。
5.2化学发光酶联免疫分析法
化学发光酶联免疫分析法(cluster of laboratory iietization in immunoassay, CLIMIA)是在酶联免疫分析(ELISA)的基础上发展起来的一种新型的免疫分析方法,其以抗原或抗体为检测对象,不需复杂的仪器设备和昂贵的试剂,可直接进行检测,灵敏度高、特异性强,且与传统酶联免疫分析法相比, CLIMIA具有反应速度快、试剂用量少、检测结果准确可靠等优点。根据反应原理的不同,可分为化学发光法和酶联免疫分析法。化学发光法主要有化学发光酶联免疫分析法(cluster of laboratory iietization in immunoassay, CLIMIA)和化学发光法免疫层析法。
结束语
目前,我国食品添加剂的使用范围正逐步扩大,在保证食品质量的同时,也应使其安全、有效地应用于食品生产中。为了确保食品添加剂的安全使用,就需要建立一套完善的检测技术体系,这样才能对食品添加剂进行准确、有效、快速地分析检测。随着科学技术的发展,新技术、新方法在食品添加剂分析检测中得到广泛应用,因此应加强对新型技术的研究与开发,以满足我国对食品添加剂检测的需求。
参考文献
[1]赵伟.食品中的化学添加剂及检测技术的应用[J].中国食品,2022(07):117-119.
[2]顾苗苗.高效液相-质谱联用技术在食品添加剂检测中的使用[J].中国食品,2021(19):112-113.