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色谱分析法应用在食品添加剂检测中探讨
作者:     来源: 中国食品添加剂应用网      点击次数:1220      更新时间:2015-06-16

 要:本文对食品添加剂检测方法中的色谱分析法进行探讨,采用的方法针对色谱分析法中的各种方法的使用性进行阐述,目的是提高色谱分析法在食品添加剂检测中的检测准确的概率和安全性,从而提高食品添加剂的检测准确性和安全性,保证市民食品安全。
      1· 
引言
     
随着生活质量不断提高和人民对生活高品质的追求,越来越多人开始注重食品的安全问题。加之近年来奶粉乳制品、包子、油条和月饼主食频繁爆出内含致病致癌添加剂等消息,一时间人们把目光聚焦在食品添加剂的安全性上。色谱分析法是现今较为先进的食品添加剂检测方法,与传统方法相比其准确性和安全性更高。但由于食品添加剂的种类繁多,色谱分析法的应用也有很多方式,因此了解色谱分析法,正确和恰当的使用色谱分析法来检测食品的各类添加剂对保证我们食用食品的安全性具有十分重要的现实意义。
      2· 
食品添加剂
      2.1 
食品添加剂概述
     
食品添加剂由于食品问题近年来被错误的认为是有害物质。其实食品添加剂是人们为了提升食品的颜色、香气和味道等属性,以及组织结构和防腐贮存等功效而在食品中加入天然或化合的物质。一些添加剂适量使用是安全的。它的主要功效在于防止食品变质坏腐;改善食品食用感观;保持食品营养成分;方便加工供应及其他用途。
      2.2 
食品添加剂分类
     
在我国将食品添加剂划分为二十三大类,两千多种,其中包括抗氧化剂、色素、护色剂、酶制剂、防腐剂、甜味剂、增味剂、增稠剂、抗结剂、香料、膨松剂、消泡剂、漂白剂、营养强化剂等等。常见的检测种类主要有:(1)抗氧化剂,通过自身或释放氢离子与氧结合生成稳定化合物从而保护食品。如VE、硫代二丙酸二月桂酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、特丁基对苯二酚等。(2)着色剂即色素,是提升食品颜色从而提高其外观可视性的一类物质。食用色素分为可食用天然色素和可食用人工合成色素两大类。(3)护色剂,在食品的加工中,为保持或改善食品的颜色和光泽,而适量添加的一类物质,硝酸盐(钠或钾)或亚硝酸盐。(4)酶制剂,是为了催化食品加工过程和提升食品品质而从生物中提取的具有生物催化酶特性的物质。如木瓜蛋白酶、米曲霉蛋白酶、枯草芽孢杆菌蛋白酶、α- 淀粉酶、糖化型淀粉酶等。(5)增味剂,是为了改进、强化或丰富食品原有滋味和口感的一类物质。如谷氨酸钠、L- 丙氨酸、琥珀酸二钠和5’- 肌苷酸二钠等。(6)防腐剂,抑制食品中微生物滋生繁殖,阻止食品腐坏变质以延长保质期限的物质。防腐剂一般分为酸型如山梨酸、苯甲酸和丙酸等)、酯型(如对羟基苯甲酸酯类等)和生物(如乳酸链球菌素)防腐剂。(7) 甜味剂:是增添食品甜味的一类物质,可分为天然甜味剂(木糖醇、山梨糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、三氯蔗糖、甜菊糖甙、甘草等)和人工合成甜味剂(天门冬酰苯丙酸甲酯、环己基氨基磺酸钠、糖精钠等)。
      3 ·
色谱分析法
      3.1 
色谱分析法的概念
     
色谱分析法(Chromatographicanalysis)是通过物理性质进行分离和分析物质的方法,其特点是存在流动和固定两相。流动相是指携带试样混合物流过固定相的气体、液体或超临界等流体;固定相则是指不动的、固定的一相。它是食品、医药、生命、材料、法庭、环境以及航天等领域科学的重要研究方法。
      3.2 
色谱分析法的工作原理
     
在外力作用下将携试样的流动相通过某一固定位置且与流动相互不相溶的固定相表面。令试样各组份在两相中作用,某些与固定相作用强的组份,随流动相流出的速度慢,反之,则速度快。流出速度的差异,令混合物最终形成各个单组份的,从而实现对依次流出的单组份物的定性及定量分析。
      3.3 
色谱分析法的种类
     
色谱分析法的分类方法有多种。按固定相外形分有空心柱色谱、填充柱色谱、纸色谱、薄层色谱;按组份在固定相上的分离机理分包括分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、电色谱、凝胶色谱、激光色谱;按流动相分包括气相色谱、液相色谱和超临界色谱。
      4 ·
各种色谱分析法对应的食品添加剂检测
     
现阶段我国对于食品安全中添加剂的检测方法主要有薄层色谱法、气相色谱法、离子交换色谱法、高效毛血管电泳法及高效液相色谱分析法。
     
薄层色谱法(TLC)是在酸性条件下,以某特定固定相,特定溶剂为流动相,对混合试样进行分离、鉴定和定量。TLC 对与分离脂肪酸、核苷酸、氨基酸、类固醇、生物碱及其他多种物质特别有效。该法曾用于检测甜味剂、着色剂及防腐剂,但由于耗时和准度差而被气相色谱和高效液相色谱取代。
     
气相色谱法(GC)是将待测试样蒸发为气体,在惰性气体的带入下流入柱内进行分离,其原理是基于试样在固气相间的分配或吸附脱附方式来实现。气相色谱法分离选择性好、造价低、柱效高、灵敏度高的特色曾一度使它成为食品防腐及甜味剂的主要检测方法。气相色谱在进行食品添加剂检测时通常使用氢火焰离子化检测器(FID),由于该仪器的前期处理繁琐且使用范围较窄,因此气相色谱法目前已逐渐被取代。但一些单位仍采用这种仪器进行气相色谱分析。
     
离子交换色谱法(IEC)其原理是建立在溶剂中能形成离子的组分条件上,通过流动相中带与离子交换树脂上可电离的离子相同电荷的组分离子实现可逆交换,这些离子对交换树脂表现的亲和力差异令它们彼此分离。其检测器主要有紫外检测器和抑制电导检测器。离子交换色谱进行检测时,试样前处理便易性及检测速度的快捷性,能解决大部分液相色谱无法检测的类目,因此近些年发展较快。其补充作用不仅适用于分离无机离子,同样可用于蛋白质、氨基酸、核酸等有机物和生物物质的分离。离子交换色谱多用来检测酸型防腐剂、部分甜味剂和漂白剂。
     
高效毛细管电泳法(HPCE) 是近年来被广泛关注和研究的新型色谱分析法,它的原理是利用试样各组分间淌度差和分配行为差,以毛细管分离为通道,高压电场为驱动力,来实现分离分析的方法。高效毛细管电泳法与高效液相色谱法相比没有了涡流扩散、传质阻抗等低柱效干扰因素,而由于毛细管壁双电层的存在纵向扩散也受到抑制,所以其理论塔板的到达数很高,分离效果极好。可用于食品中人工合成色素及山梨酸、苯甲酸等防腐剂的检测。HPCE 具有选择性强;柱效高达105  106/m;分离速度区域在几十秒至几十分间;试样和溶剂极少消耗量;其仪器因无高压泵花费成本更低等优点。
     
高效液相色谱法(HPLC)是现在使用频度最高的色谱分析法,高效液相色谱是在经典的液相色谱之上拓展开的高压液体流动相色谱分析。目前,全球约80% 的有机化合物均可以通过HPLC 来实现检测分析。当其流动相为甲醇或乙晴时,高效液相色谱分析法可同时加入磷酸盐和乙酸铵来改善分离。其所用检测器主要有二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器和紫外可见光检测器。
     
高效液相色谱选用5um-10um 的小粒度固定相来保证传质快、柱效高,而其优势在于与上述几种色谱分析法相比,无需过多提取净化试样完成前处理,操作相对便捷且可对多种食品添加剂同时进行测定,这使其近年广泛应用于食品添加剂、保健食品功效成分、营养强化剂、维生素类、蛋白质的分离测定中。尤其在食品添加剂方面的表现,十分突出。如 HPLC 对食品中天然甜味剂甘草苷、甜菊苷成分的测定,甜味素、甜蜜素、糖精钠、安赛蜜等多种甜味剂的测定及人工合成甜味剂的测定;还可串联对防腐剂CABA、脱氢乙酸、对羟基苯甲酸乙酯(丙酯)成分的测定,简便、准确度高且灵敏;同时还可进行有机酸中各种乳酸、琥珀酸、醋酸、果酸、柠檬酸、甲(乙、丙)酸、延胡索酸及焦谷氨酸的测定;可同时测定人工合成色素和天然色素如新红、胭脂红、赤藓红、苋菜红、柠檬黄、日落黄、亮蓝等;也可用于各类食品中漂白剂亚硫酸含量的测定;可同时测定PGBHTBHA 种抗氧化剂;还以应用于食品中咖啡因的测定。可以说是比较全面先进的一种色谱分析法。

 

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