分析测试百科网 > 行业资讯 > 技术原理

浅谈“气相色谱”技术在食品安全检测中的应用

2018.6.22

　　摘要：在食品安全检测方法中，气相色谱技术是十分重要的检测技术之一。它具有操作快速、简便、准确及分离效果好等优点，因此本文为反式脂肪酸的研究提供了一种切实可行的分析方法。
　　随着人们生活水平的不断提高，食品安全备受政府和老百姓的关注。人们熟知的蔬菜、茶叶等农产品中的农药残留、油炸食品中的丙烯酰胺、猪肉中的瘦肉精与三甲胺、白酒中的甲醇和杂醇油含量超标，特别是近期在奶粉和鸡蛋中检出的三聚氰胺等严重危害人民生命安全的问题，暴露了我国食品安全领域存在的隐患，人们愈来愈认识到食品安全问题对人类生存的影响，在加强食品生产源头控制管理的同时，如何提高食品安全监控能力和防范能力也成为工作的重点，而在整个食品安全监控过程中，食品安全检测至关重要。
　　在食品安全检测方法中，气相色谱技术是十分重要的检测技术之一。由于气相色谱技术具有技术成熟、易掌握、灵敏度高、分离效能高、选择性高、方便快捷以及特别适合易挥发的物质检测等特点和优势，已被广泛应用于食品和酿酒发酵工业。
　　1 气相色谱技术的概述
　　1.1 气相色谱技术的概念
　　气相色谱法（gas chromatography，简称GC）是色谱法中最广泛使用的一种分析方法，其是以惰性气体（N：或He）为载体将样品带入气相色谱仪进行分析的色谱法，而利用气相色谱仪对气体或液体样品进行组分分析的技术。它特别适用于气体混合物或易挥发性的液体或固体检测，即便对于很复杂的混合物，其分离时间也很短。
　　1.2 气相色谱技术的基本原理
　　基本原理：混合物中各组份在一种流动相（气体或液体）的带动下，流经另一固定相（固体或液体）时，固定相对各组份的作用力不同（溶解、解吸或吸附能力的不同），造成各组份在固定相中滞留时间产生差异，从而使混合物中各组份得以分离。各组份分离后，随流动相逐一按次序进入一种叫做检测器的系统进行非电量转换，转换成与组份浓度成比例的电讯号→记录、绘图、计算。
　　1.3 气相色谱技术的特点
　　（1）高灵敏度。很容易检测浓度≤1ppm（10-6）的物质，环境检测、农药残留检测可达ppb（10-9）～ppt （10-12）。（2）高分离效率。一根1～2米填充柱，可有几千个理论塔板，毛细柱可达105～106个理论塔板（最高效的分离技术）。（3）高选择性。以混合物中某一物质有特殊灵敏的响应；对性质十分相近的异构体可分离检测。如氢的同位素，有机物的异构体。（4）快速分析。很复杂的样品，一般均可在几分钟至几十分钟内完成分析，并十分容易实现自动化。
　　1.4 气相色谱系统的组成
　　气相色谱系统一般由分离系统和检测系统组成。（1）分离系统主要由气路系统、进样系统和色谱柱（GC常用的色谱柱一般有两种：一是填充柱，另一种是毛细管柱）组成，其核心为色谱柱。（2）检测系统主要为检测器，检测器将色谱流出物转变为电信号，由数据记录部分将图谱记录下来，然后进行数据处理。
　　2 气相色谱技术在食品安全检测中的应用
　　2.1 农药和其他药物残留与污染检测分析
　　近年来，在蔬菜和水果中有机氯、有机磷农药残留和肉类、鱼类产品中的兽药残留已被社会广泛关注。目前，可采用GC/ECD气相色谱检测有机氯农药残留，如可利用GC/ECD分析技术准确检测高丽人参中的有机氯农药残留；可采用GC/NPD气相色谱检测有机磷和有机氮农药残留；可采用GC/FPD气相色谱检测有机磷和有机硫农药残留等。另外，胡彩虹等研究证明，采用GC/FID气相色谱可检测出猪肉、鱼和虾中三甲胺的含量。
　　2.2 发酵饮料产品中风味组分的质量控制分析
　　（1）白酒中甲醇、杂醇油是酒类卫生监控指标中的两项重要指标，GB2757和GB10345对甲醇、杂醇油的含量和检验方法作了严格的规定。采用GC/FID气相色谱可直接进样，并可快速、准确地测定出白酒中甲醇和杂醇油的含量。（2）啤酒、葡萄酒和发酵饮料中有许多挥发性化合物和风味物质，可以直接反映产品的质量状况。可采用顶空进样的气相色谱分析（Hs―GC）技术监控啤酒中的硫化物等有害组分、有害色素及挥发性气体，通过检测这些化合物在生产过程中的变化，可以控制啤酒、葡萄酒等发酵饮料产品在生产过程中的产品质量，确定发生在发酵酿造过程中影响饮料产品最终味觉和质量的关键问题。
　　2.3 食品塑料袋有害物质的检测
　　食品塑料袋在加工过程中，为了增加塑料的可塑性、韧性和透明度，往往添加多种增塑剂，其中使用量最大、最普遍的是酞酸酯（邻苯二甲酸酯，PAEs），含量可达终产品的50%。但由于酞酸酯类增塑剂与塑料基质之间没有形成化学共价键，因而在接触到包装食品中所含的水、油脂等时，便会溶出，并且塑料中的酞酸酯增塑剂含量越高，可能被溶出的数量越多。研究证实，酞酸酯对动物和人均有慢性毒性、致突变、致癌作用以及生殖与发育毒性，是全球范围内最广泛存在的化学污染物之一。目前，酞酸酯类化合物对环境的污染及对内分泌的干扰已引起人们的普遍关注。可利用GC/FID气相色谱技术检测塑料制品中的的5种酞酸酯[邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DOP）和邻苯二甲酸二（2―乙基己基）酯（DE-HP）。
　　3 结语
　　综上所述，随着色谱技术的发展，耐高温的极性高效开管柱和选择性好、灵敏度高的检测器的研制，以及计算机软件开发、专家系统应用、检测手段的进步及与质谱等仪器的联用等相关问题的解决，气相色谱技术的应用也会越来越多，在食品安全检测领域具有广泛的应用前景，从而为广大人民群众把好食品质量安全关。
　　参考文献
　　[1]胡彩虹，许梓荣.气相色谱法测定猪肉、鱼和虾中三甲胺的含量[J].食品科学，2001，22（5）：62-64.
　　[2]杨惠芬.食品卫生理化检验标准手册[M].北京：中国标准出版社，1997：577-578.
　　[3]王斌，冯锡凯，马立明.气相色谱内标（环己烷）法测定蒸馏酒中甲醇、杂醇油含量[J].中国卫生检验杂志，2006，16（7）：802-803.