食品安全檢測中氣相色譜技術的應用

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食品安全檢測中氣相色譜技術的應用

摘要:本文介紹了食品安全檢測中氣色譜技術的基本概況(分類,原理)以及發展過程(氣相色譜技術的改進、樣品前處理技術、檢測器技術的發展)。詳細分析與探究了食品安全檢測中氣相色譜技術的應用,包括對農作物農藥殘留成份、食品添加劑成分、食品新鮮度、營養新鮮度及營養成分、飲料酒水添加成分、塑料袋中有害物質的分析。

關鍵詞:食品安全;檢測;氣相色譜技術

氣相色譜技術在食品安全檢測中的運用和推廣越來越廣泛,氣相色譜是一項較為成熟的檢測技術,具有多種優勢。新型的氣相色譜檢測技術能夠克服傳統檢測中的問題,通過精簡化的操作、較高的靈敏度、較低的檢測成本以及更短的檢測時間,為食品安全檢測提供了更加安全、便捷的技術。

1氣相色譜法的基本概況

1.1氣相色譜法的分類

氣相色譜法是色譜法主要的構成部分之一,發揮著不可替代的作用。氣相色譜法需要選取不同的固體相,因此可以將其分為兩類。例如氣固色譜主要運用固體吸附體作為固定相,氣液色譜則運用涂有固定液的擔體作為固定相。依照不同的色譜操作形態劃分,氣相色譜類屬于柱色譜。多數情況下,有填充柱與毛細管柱兩種粗細不同的色譜柱。填充相是在館內或壁內安裝的固定相,2~6mm之間是最佳的管內徑長度。毛細管柱有兩個較為重要的構成部分,分別為填充毛細管柱以及空心毛細管柱兩種??招拿毠苁侵苯釉诓A缺诨蚪饘倜毠軆缺谏贤磕ü潭ㄒ海M行毛細管柱填補的則是裝入多孔性粒在厚玻璃壁內,進行加熱處理所制成,一般情況下內徑約為0.25~0.5mm之間。在進行檢測食品安全過程中,需選取以氮氣為載氣的儀器,進行填補毛細管,其中主要填補材料為玻璃與不銹鋼[1]。

1.2氣相色譜法的原理

伴隨迅速發展的市場經濟體制,我國經濟快速發展的制約性因素主要為食品安全問題,食品安全問題與氣相色譜法技術檢測有著密不可分的關系,其技術關系著我國食品的質量與安全。在檢測過程中,工作人員務必將氣相色譜法原理作為主要關注對象,保障我國食品安全。管內的吸附劑和涂有液體的固定相以及管內的氣體流通相,均是氣相色譜法的重要組成部分。在管內填充需要分析或分離的試驗品,固定相能夠對加入的試驗品進行不同程度的吸附與溶解,在進行分組時具有一定差異性,因此,需要反復多次進行分組,并逐漸向前移動,各組分均以不同的速度在管內運動,系數較小的組分通過固定相的作用下,停留時間較為短暫,流出的速度相對較快[2]。

2氣相色譜技術的發展

氣相色譜(GC)分析技術源于20世紀50年代初,是運用物質的沸點以及吸附性等差異進行組分分離或分析的技術,進而得到廣泛運用,迅速發展至今。色譜柱是氣相色譜儀中最為關鍵的構成,試驗品通過載氣的不斷作用途經色譜柱,各組分與固定相在不斷作用力下產生了細小差異性,進而造成不同的流出時間,將組分與固定相分離進入不同檢測器,獲取特殊檢測信號,從而分析其定量與定性。氣相色譜柱、樣品前處理、檢測器技術的不斷發展在很大程度上推進了氣相色譜技術的廣泛運用[3]。

2.1氣相色譜柱技術的改進

色譜柱是氣相色譜儀的核心構成部分,被譽為和心臟一樣重要的構成部分,發揮著最主要的作用。一般情況下,色譜柱主要分為兩類:首先是填充柱,通常是顆粒狀的固定相進行填充的形式。其次是毛細管柱,是通過固定相涂有液體進而附著在毛細管壁內。兩者在外觀、性能、操作以及制備上都存在較大的差異性,但是在我國運用范圍都極其廣泛。毛細管色柱在熱穩定性、惰性以及柱效方面都更具有優勢,伴隨工藝制造標準不斷提升,固定相流失以及使用壽命等方面都得到了較大的改善,能夠更好的包容質譜,被認為是技術的必然發展路徑。伴隨科學技術不斷進步,氣相色譜技術無論在穩定性以及選擇性方面,都得到了更好的改進,許多新型色譜柱產品不斷出現在人們的視野中。

2.2樣品前處理技術的發展

樣品前處理技術發展的最終目標,是利用多種輔助方式進行物質提取,或者在最大程度上去除干擾物質。普通的處理技術包括溶劑提取法、索氏提取法以及超聲提取法等三種。在進行粉粹性樣品以及液體樣品中,添加特定的提取溶劑,通過浸泡、震蕩、超聲等多種方式,進行樣品目標物提取。索氏提取法在提取的過程中,根據不同樣品的本質特征,適用于長時間的溶劑提取,并且隨著樣品前處理技術的不斷發展,該法在一定程度上縮短了提取時間以及樣品處理時間。

2.3檢測器技術發展

檢測器在氣相色譜儀中,起著眼睛一樣重要的作用。伴隨檢測器技術不斷發展,為檢測提供了更多的選擇,并在一定程度上提高了其靈敏性。氣相色譜儀在檢測器種類方面具有較多的選擇性,通常較為普遍的是火焰離子化檢測器(FID),以及熱導檢測器(TCD),這兩類檢測器響應濃度范圍較為廣闊。理論觀念認為:TCD能夠檢測大部分物質除去載氣,FID則對于有機物的響應較為敏捷。而在食品安全檢測過程中,因為大多數為有機物,所以FID更適用于食品安全檢測。

3食品安全檢測中氣相色譜技術的應用

3.1檢測農作物農藥殘留成分

果蔬是人類生活中必需品,在果蔬種植過程中,為預防、治療和減少病蟲災害,會進行噴灑農藥等手段。例如:治療番茄葉霉病的氟硅唑、抑霉唑等,治療白菜軟腐病的噻森銅、葉枯唑以及農用鏈霉素等,也因此造成許多農藥殘留于果蔬上。在食用過這些帶有農藥殘留的果蔬后,便會有害身體健康。因此,在果蔬等進入市場售賣前,必須進行殘留物含量檢測。利用氣相色譜技術進行檢測過程中,能夠有效發現果蔬中的樂果、硫磷等農藥殘留。雖然許多果蔬上的農藥殘留成分,并不危害生命,但在食用量過大的情況下,便會出現嘔吐、昏迷等癥狀,嚴重會影響身體正常代謝。運用氣相色譜檢測技術,能夠檢測出農藥以及農藥殘留中的有機氯、有機磷、有機氮等成分[4]。

3.2檢測食品中的添加劑成分

在多數的食品加工過程中,為了使食品外形更好、食用口味更佳以及為保質期更長久,大部分工廠或商家等均會在食品中加入添加劑。雖然大部分添加劑不會對人類身體產生影響,但部分無良商家或工廠非法添加過量的食品添加劑。如:塑化劑,塑化劑具有較大的危害性,能夠損害人類基因,使之出現毒性,若長時間服用蘊含塑化劑的食品,將會造成心血管病等嚴重疾病,也會在很大程度上破壞人體正常的新陳代謝。運用氣相色譜檢測技術,對食物中添加劑成分進行檢測分類,并能對其進行分離,進而明確食品中的具體添加劑成分及含量。

3.3檢測食品新鮮度及營養成分

肉制品中含有大量的氨基酸、蛋白質等人體必需的營養成分,是人體獲取所需成分的必備途徑。其中的營養來源之一氨基酸,其主要在肉制品口味兒上發揮作用,甘氨酸、絲氨酸以及谷氨酸等成分,是肉制品控制色香味的主要成分。肉或肉制品中的肌肉組織則是風味、新鮮度的主要控制因素,也影響著口感和汁感。例如:化學中的磷脂,能夠通過化學作用改變肉類風味,提升肉類口感。氣相色譜法是分析脂肪酸的最普遍的技術手段,與液相色譜法對比可知,樣品前處理技術縮短了實踐和繁瑣的操作步驟?;谖⑸锩赶嗷プ饔玫那闆r下,能夠將肉類組分進行分解,改變脂肪及蛋白質,造成肉類變質或腐敗。通過此技術進行檢測,還能夠將樣品呈現出良好的重現性。

3.4檢測飲料酒水添加的成分

運用氣相色譜檢測技術能夠將酒類及飲料中的化合物進行分析檢測,將其質量情況呈現出來。如:在檢測白酒中的甲醇等有害物質時,運用FID檢測技術進行分析,嚴格控制產品中化合物的合理性及產品質量。在進行葡萄酒等發酵類酒品檢測時,可運用靜態頂空-氣相色譜(HS-GC)技術對產品中的糖分、二氧化碳、脂肪等多種混合物進行質量檢測,檢測結果中若含有有害物質,可以將其中的揮發氣體與有害氣體進行分別。

3.5檢測塑料袋中的有害物質

食品包裝塑料袋在加工過程中,通常會加入增塑劑,以此提高塑料的高度透明以及可塑性。當前,我國塑料袋加工中使用較為廣泛的增塑劑為酞酸酯,在加工過程中的用量通常在50%以上。然而,酞酸酯無法在化學作用下形成共價鍵,但在包裝過程中,接觸到食物的水或油脂時,便會在其中溶解,其溶解程度與酞酸酯含量有密不可分的關系,會隨著酞酸酯含量增加而溶解度加快。酞酸酯對人類身體健康極為不利,會導致人體慢性中毒或引發癌癥等病變。且其毒性能夠不斷地生殖發育,是一種污染力極強的化學物品。通過運用FID檢測技術,可將有害物質進行檢測分離,給食品安全以充分保證。綜上所述,在食品檢測中合理的運用氣相色譜檢測技術,不僅能夠縮短檢測時間,還能從很大程度上提升食品安全質量,并且能夠為我國安全檢測事業長遠發展提供有力支撐。

參考文獻:

[1]胡光輝,劉偉麗,錢沖,等.氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用[J].食品安全質量檢測學報,2016,7(11):4312-4317.

[2]馬騰達,王慧玲,周鳳霞,等.凝膠滲透色譜技術在食品安全檢測中的應用研究新進展[J].吉林農業,2017,(15):103.

[3]王霽,李國乾,牟善婷.分析氣相色譜技術在食品安全檢測中的應用價值[J].智慧健康,2017,3(06):81-83.

[4]郭培源,劉碩,楊昆程,等.色譜技術、光譜分析法和生物檢測技術在食品安全檢測方面的應用進展[J].食品安全質量檢測學報,2015,6(08):3217-3223.

作者:鄒禹 單位:大連恒安理化檢測技術服務有限公司

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