浅析高效液相色谱法在食品添加剂检验中的应用

◎ 朱东芹

（蒙阴县检验检测中心，山东 临沂 276200）

食品添加剂是食品加工中不可或缺的重要物质，其能提高食品口感，改善食品色泽，延长食品保存期限。然而，在食品加工中存在食品添加剂乱用、过量添加等问题，致使食品所含添加剂种类、含量超出规定范围，带来不少食品安全隐患。高效液相色谱法作为操作简单、检测准确的检测技术，对食品着色剂、甜味剂、防腐剂、抗氧化剂、调味剂、增白剂、咖啡因等多种添加剂，均具有良好的检测作用。

1 高效液相色谱法的原理及类型

1.1 高效液相色谱法的原理

高效液相色谱法基于传统液相色谱法，引入高压泵和化学键合固定相，结合运用气相色谱法和经典液相色谱法优势。高效液相色谱法的作用原理：在高压条件下，根据溶质固定状态、流动状态之间的转换机制，以分子间物质性质为基础，将高压作为驱动力，在不同物质间分子间隔原理、吸附作用原理等多种物理原理支持下，完成不同流动状态物质的色谱分离，分离后的物质逐一进入专用检测器，进而对分离后的物质进行检测分析[1]。

1.2 高效液相色谱法的基本类型

常用的高效液相色谱法主要有以下几种类型：①液－液分配色谱法。根据流动相、固定相的极性差异，可分为正向色谱法和反向色谱法2 种，样品通过色谱柱时，经过多次分配作用而分离。②液-固吸附色谱法是最基本的色谱法，又称吸附色谱法，其通过用高表面积的活性固体作为吸附剂，对不同样品的吸附作用来分离物质。③离子交换色谱法，用离子交换树脂作为固定相，利用样品离子与树脂亲和力的不同，根据作用力强弱分离物质。④凝胶色谱法，又叫尺寸排阻色谱法，以多孔性惰性物质作为固定相，根据样品分子体积和分子大小的不同，分离物质[2]。

2 食品添加剂检验中高效液相色谱法的应用

2.1 在食品着色剂检验中的应用

人工合成色素具有改变食品颜色的作用，食品加工中，主要以人工合成色素作为食品着色剂，常使用的色素有胭脂红、日落黄、柠檬黄及苋菜红等。在食品添加剂检测中，主要利用高效液相色谱法检测合成色素是否超量或超范围使用，其中，糖果、饮料等色彩鲜艳的食品是重点检测对象。检测时，先称取适量食物样品，经超声除气等处理后，加入一定量水振荡超声充分混合样品，定容，离心，取上清液过膜后，利用高效液相色谱法分离样品各组分，再用对应检测器进行定性和定量分析。例如，利用高效液相色谱法检测市售碳酸饮料中的日落黄和柠檬黄色素含量时，需先超声除气，然后称取一定量除气后的样品，加超纯水混匀，振荡超声定容，离心后取上清液过0.22 μm 滤膜，注入进样瓶上机检测[3];选择ZORBAX SB-C18 色谱柱进行分离，色谱柱温度控制为35 ℃；用二极管阵列检测器进行检测，检测波长设为410 nm；用甲醇为有机相，用含有乙酸铵的0.1 mol·L-1的磷酸二氢铵溶液为水相进行梯度洗脱，洗脱速度设定为1 mL·min-1。检测结果与国标法进行对比，日落黄与柠檬黄国标法检测结果分别为10.60 mg·kg-1和8.84 mg·kg-1，高效液相色谱法检测结果分别为10.40 mg·kg-1和8.87 mg·kg-1，相对标准偏差分别为1.85%和0.71%。总之，利用高效液相色谱法检测食品样品中的着色剂，过程简单，精密度较高，且检测结果精准。

2.2 在食品甜味剂检验中的应用

在加工食品时，为改善食品的口感，常会添加糖精钠、安赛蜜、甜蜜素等合成甜味剂。因此，在食品添加剂检测时，要重点检测合成甜味剂，主要检查对象为饮料、面包、糖果、糕点等甜味食品。在合成甜味剂检测中，可利用高效液相色谱分离试样，根据试样的保留时间定性，采用峰面积外标法进行定量分析，进而得到食品甜味剂的检测结果。例如，在检测糕点中的安赛蜜和糖精钠时，用含有甲酸的甲醇水溶液超声，用沉淀剂沉淀蛋白质，经涡旋离心，移取上清液定容混匀，用0.22 μm 滤膜过滤，上机检测甜味剂含量[4]。选用Agilent Poroshell 120 EC-C18 色谱，色谱柱温度设为30 ℃；选用甲醇作为有机相，含甲酸的乙酸铵溶液作为水相进行梯度洗脱，洗脱速度设定为1 mL·min-1；安赛蜜、糖精钠2 种甜味剂检测的波长设为230 nm。通过优化检测条件，安赛蜜和糖精钠检出限分别为0.15 mg·kg-1和0.16 mg·kg-1，定量限分别为0.49 mg·kg-1和0.52 mg·kg-1，相关系数分别为0.999 9 和0.999 8，不同添加量的加标回收率为94.9%～110.2%，相对标准偏差为1.66%～4.60%。相关人员仅用10 min 便完成了检测，且检出限、定量限、加标回收率和相对标准偏差均符合国家标准检测要求。由此可见，在食品甜味剂检测中，高效液相色谱法具有较高的应用价值。

2.3 在食品防腐剂检验中的应用

防腐剂具有抑制食品中微生物繁殖、杀灭微生物的作用，可以防止食品腐败、延长食品保质期。常用的食品防腐剂包括苯甲酸、山梨酸等。在抽检食品时，也可利用高效液相色谱法检测食品防腐剂。例如，在检测酱油、软饮料、香肠、蜜饯中的山梨酸、苯甲酸含量时，可根据样品特性的不同，用不同的前处理方法处理样品，取最终溶液用0.45 μm 滤膜过滤，进行上机检测[5]。通过优化检测方法，选用紫外检测器，检测波长设为230 nm；选用ZORBAX AB-C18 柱作为分析柱，色谱柱温度设为30 ℃；有机相选用甲醇，水相选用乙酸铵溶液，采用梯度洗脱方式，洗脱速度设为1 mL·min-1；进样量为5 μL。经检测发现，检测样品在0.08～100 mg·L-1范围内呈现出较好的线性关系，且相关系数高于0.999 5，山梨酸和苯甲酸的加标回收率分别为96.89%和96.73%，相对标准偏差值分别为0.8%和0.9%。由此可见，利用高效液相色谱法测定食品防腐剂，不仅能获得良好的目标分离度，检测过程便捷，而且能得到准确的检测结果。总之，在食品防腐剂检测方面，高效液相色谱法具有前处理方式简洁、检测通量高、分析高效与精准等优势。

2.4 在食品抗氧化剂检验中的应用

氧化是导致食品腐烂的主要原因，因此，食品加工中通常会添加抗氧化剂来延缓食品的氧化速度，提升食品的稳定性，延长食品的贮存期限。食品加工过程中，除了添加茶多酚、花青素等天然抗氧化剂外，还会应用二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚等人工合成抗氧化剂。而高效液相色谱法也适用于食品抗氧化剂的检测。例如，用高效液相色谱法检测食用油中的丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯等12 种抗氧化剂含量时，需要先用饱和正己烷涡旋振荡溶解食用油样品，用乙腈提取抗氧化剂，提取液经旋蒸浓缩定容，过0.45 μm 滤膜后，注入进样瓶供上机检测。选用Eclipse XDB-C18 色谱柱，色谱柱温度设为40 ℃；选用紫外检测器，检测波长设为280 nm；水相选用水，有机相选用乙酸-甲醇-乙腈（2 ∶70 ∶30，V/V），进行梯度洗脱，洗脱速度为1 mL·min-1；最后使用外标法定量分析检测结果。经检测，食用油中所含抗氧化剂在0.2～200 mg·L-1浓度范围内呈现出良好的线性关系，定量限为0.2～1.0 mg·kg-1，抗氧化剂的加标回收率介于81.13%～107.57%，相对标准偏差最大值为4.52%，最小值为0.26%。根据得到的检测结果与传统检测方法对比分析发现，高效液相色谱法在抗氧化剂检测中具有准确、高效的检测效果。

2.5 在食品调味剂检验中的应用

香精是食品加工中常用的调味剂，包括纯天然香精、人工合成香精、拟天然香精等，其会改变食品的气味和味道。在加工食品时，为增强食品香味，通常会添加各种人工合成型香精，改变食物味道。在食品检测中，也常采用高效液相色谱法检测香精成分。例如，检测奶味饮料中香兰素和乙基香兰素含量时，需要用含有乙酸的乙腈溶液提取调味剂，超声、定容后离心，取上清液过0.22 μm 滤膜，将前处理后的样品溶液放入高效液相色谱仪中实施检测。选用二极管阵列检测器，检测波长设为308 nm；选用SB-C18 色谱柱，温度设为30 ℃；流动相流速设为1 mL·min-1。经检测，在0.1～100 μg·mL-1时，香精呈现出良好的线性关系，相关系数为0.999 9，检出限为0.02 μg·mL-1；香精回收率在96.0%～101.1%，相对检测偏差值在5%以下。整个检测过程速度快、准确性高，加标回收率良好，可靠性高。

2.6 在其他食品添加剂中的应用

除上述食品添加剂外，高效液相色谱法还可用于检测增白剂、酸味剂及咖啡因等其他食品添加剂。①增白剂是一种对食品颜色变化起抑制作用的成分，常用的增白剂有硫磺、二氧化硫、过氧化苯甲酰等，主要应用于食糖、干果、腐竹、面粉等食品加工中。例如，小麦粉中常使用过氧化苯甲酰作为增白剂，可利用高效液相色谱法对面粉中的增白剂含量进行检测，检出限为0.5 mg·kg-1。②有机酸作为食品加工中常用的酸味剂，不仅可增强食品酸度，还具有延缓食品腐败的作用，利用高效液相色谱法，可以检测醋酸、苹果酸、乳酸等成分的含量。③咖啡因是食品添加剂的一种，属于黄嘌呤生物碱化合物，在茶类饮品、咖啡、巧克力等食品加工中使用较多，利用高效液相色谱法检测，检出限咖啡因最低可以达到0.07 mg·kg-1。

3 结语

食品添加剂分为天然型和合成型，其中，合成型添加剂具有成本低、效果佳的特征，在食品加工中应用率较高。因此，食品安全检测应重点检测各种人工合成类食品添加剂，利用高效液相色谱法检测着色剂、甜味剂、防腐剂、抗氧化剂、调味剂、增白剂、酸味剂及咖啡因等各种食品添加剂。目前，高效液相色谱法在食品安全检测中应用范围较广，能快捷地完成样品组分的分离与分析，获得精准、可靠的检测结果，对多种类型的食品检测过程均适用。因此，食品安全检验人员要正确把握高效液相色谱仪的应用原理与基本方法，结合不同食品添加剂，选用适合的高效液相色谱法实施检测，从而保障食品添加剂检测结果的可靠性。