糧油食品質(zhì)量檢測中氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用

◎ 劉 旭，王增慧，劉曉鋒

（中儲(chǔ)糧山東質(zhì)檢中心有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

氣相色譜是近年迅速發(fā)展起來的新型分離、分析技術(shù)，其主要應(yīng)用于低分子量、易揮發(fā)的有機(jī)化合物分析，具有高效能、高選擇性、高靈敏度、分析速度快和應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn)。其原理是利用不同物質(zhì)的吸附能力、沸點(diǎn)、極性存在一定差異，不同的組分在固定相和流動(dòng)相構(gòu)成的體系中具有不同的分配系數(shù)，當(dāng)待測物質(zhì)被汽化后，會(huì)在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，從而實(shí)現(xiàn)對多種組分的分離和檢測。

1 氣相色譜分析法的分類

氣相色譜分析法的分類較多，①按照分離機(jī)制的不同，可將氣相色譜分為吸附色譜和分配色譜。②按照固定相物態(tài)的不同，可將氣相色譜分為氣固色譜和氣液色譜。③按照測定方式的不同，可將氣相色譜法分為色譜法、聯(lián)用法、毛細(xì)管色譜法、多層色譜法。④按照流動(dòng)相種類的不同，可將氣相色譜分為以空氣為流動(dòng)相、以惰性氣體為流動(dòng)相、以氫氣為流動(dòng)相、以甲烷、乙炔為流動(dòng)相[1]。

目前，氣相色譜分析法中使用最多的是毛細(xì)管氣相色譜法，它一般以惰性氣體作為流動(dòng)相，利用不同組分在兩相間分配系數(shù)的差異，通過吸附、擴(kuò)散等作用使樣品中多種組分有效分離。該技術(shù)主要有以下優(yōu)勢：①靈敏度高，適用于多種有機(jī)物及其同分異構(gòu)體的檢測。②應(yīng)用范圍廣泛，適用于生物、化工、食品、藥品等多個(gè)領(lǐng)域。③分析快、分離效果好，適用于多種混合有機(jī)物的分析。然而，毛細(xì)管氣相色譜法也具有一定的局限性：①因?yàn)閮?nèi)徑和柱容量較小，所以求載氣流速的控制更為精確，檢測器的靈敏度更高。②無法直接分析未知物質(zhì)，必須有已知純物質(zhì)的色譜圖進(jìn)行對照。③在分析無機(jī)物質(zhì)和高沸點(diǎn)有機(jī)物時(shí)，具有一定的困難。

2 氣相色譜技術(shù)應(yīng)用檢測流程

2.1 樣品采集

2.1.1 采樣的條件

采集樣品時(shí)，先應(yīng)確保樣品的均勻性和代表性，再根據(jù)樣品的理化性質(zhì)選取合適的加工方式，對食品原料或半成品進(jìn)行處理。值得注意的是，在對食品原料進(jìn)行處理時(shí)，其內(nèi)部性狀通常會(huì)發(fā)生一些變化，這些變化主要包括酶分解、微生物分解、氧化、水解等。一般情況下，食品原料處理方式有以下2 種：①通過物理加工方法實(shí)現(xiàn)對食品原料中酶的分解。②通過化學(xué)方法進(jìn)行處理。由于不同種類的酶對分析結(jié)果會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，因而在解決食品原料中的酶分解問題時(shí)，檢測人員應(yīng)當(dāng)提前進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的檢測方法。

2.1.2 樣品預(yù)處理

樣品的預(yù)處理應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：保證預(yù)處理的效果與所選擇的檢測方法相符；保證預(yù)處理過程不會(huì)對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，對于一般谷物類樣品來說，預(yù)處理方法較為簡單，只需將谷物樣品除雜、磨粉、過篩、混勻，再使用相應(yīng)的溶劑進(jìn)行提取和凈化即可。對于油脂類樣品來說，因其在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中極易出現(xiàn)被微生物污染而發(fā)生腐敗變質(zhì)，或在加工過程中因氧化而產(chǎn)生大量脂肪氧化物的情況。在檢測前，應(yīng)使用某種添加劑（沉降劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑等）除去樣品中的雜質(zhì)或干擾物質(zhì)，從而降低對分析結(jié)果的影響。具體處理方法有以下幾類：①對油脂類食品進(jìn)行氧化處理。②對油脂類食品進(jìn)行酸解處理。③對油脂類食品進(jìn)行干燥處理。④對油脂類食品進(jìn)行氧化酸解處理。⑤對油脂類食品進(jìn)行堿性氧化處理。⑥對油脂類食品進(jìn)行熱處理。

2.2 樣品檢測

樣品檢測方法是氣相色譜技術(shù)的核心內(nèi)容，也是影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。根據(jù)分析對象和樣品性質(zhì)，可以將檢測方法分為定性和定量2 種。其中，定性分析是指確定被分析物質(zhì)是否符合檢測要求，即確定待測樣品中是否含有某種物質(zhì)；定量檢測是指在定性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步測定待測樣品中某種物質(zhì)的具體含量。此外，由于不同的檢測方法具有不同的適用范圍和局限性，在樣品檢測前，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)提前考慮樣品的種類、性質(zhì)和組成成分，選擇最為合適的檢測方法，以提高檢測分析的準(zhǔn)確度和精密度[2]。

2.3 數(shù)據(jù)處理和分析

目前，氣相色譜技術(shù)常用的數(shù)據(jù)處理和分析方法有3 種，即外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo)法和面積歸一化法。實(shí)驗(yàn)人員可根據(jù)樣品種類結(jié)合具體檢測項(xiàng)目，選擇最為合適的方法。

3 氣相色譜技術(shù)在糧油食品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用進(jìn)展分析

隨著色譜科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步，目前，氣相色譜技術(shù)已經(jīng)能夠滿足糧油食品中多種組分同時(shí)開展定性分析和定量檢測的要求。憑借選擇性強(qiáng)、檢測靈敏度高的優(yōu)勢，氣相色譜技術(shù)在糧油食品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，主要包括農(nóng)藥殘留、油脂脂肪酸、溶劑殘留以及食品添加劑等檢測項(xiàng)目[3]。

3.1 農(nóng)藥殘留檢測

我國目前在農(nóng)作物種植中使用農(nóng)藥的種類和數(shù)量繁多，其中不乏一些劇毒、高毒以及高殘留農(nóng)藥，這些農(nóng)藥進(jìn)入人體后，會(huì)對人體造成嚴(yán)重?fù)p害，甚至還可能導(dǎo)致癌癥和其他疾病的發(fā)生。因此，持續(xù)深化加強(qiáng)對糧油食品中農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用力度，提高糧油食品質(zhì)量安全，已成為當(dāng)下食品安全檢測工作的重中之重。在糧油食品的農(nóng)殘檢測中，氣相色譜技術(shù)主要用于有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測。相關(guān)研究人員在對有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測時(shí)，通常采用固相萃取法，但是這種方法消耗的時(shí)間較長，在實(shí)際操作過程中并不適用。反觀氣相色譜技術(shù)不僅具有操作簡便、靈敏度高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)對糧油食品中多種農(nóng)藥殘留的快速分析和檢測，還能加強(qiáng)對糧油食品農(nóng)藥殘留的有效監(jiān)測、調(diào)研工作，極大地提高糧油食品質(zhì)量安全監(jiān)測工作的效率，為相關(guān)部門提供更加準(zhǔn)確、可靠的質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)[4]。

3.2 油脂脂肪酸檢測

油脂的主要成分為甘油三酸酯，即一分子甘油和三分子脂肪酸脫水酯化而成，攝入適量的油脂不僅能提供人體所需營養(yǎng)物質(zhì)，還能維持人體的正常生理活動(dòng)。此外，不同種類的油脂制品所含脂肪酸種類及含量也存在一定特征差異，其營養(yǎng)價(jià)值、理化性質(zhì)、儲(chǔ)藏特性具有較大的差別。因此，油脂脂肪酸檢測是油脂制品質(zhì)量檢測中需要重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)。

3.3 浸出油脂溶劑殘留檢測

油脂按照加工工藝可分為壓榨油和浸出油，其中，壓榨油一般是通過物理壓榨獲得；浸出油脂則是使用“六號溶劑”浸出獲得，故而會(huì)產(chǎn)生部分溶劑殘留。“六號溶劑”是以六碳烷烴為主的石油餾分，對人體呼吸中樞有一定麻醉和危害作用。目前，浸出油脂溶劑殘留的測定方法常采用頂空氣相色譜法，即將氣化瓶中的油脂進(jìn)行加熱振蕩，使殘留的溶劑與瓶內(nèi)頂部空氣達(dá)到分配平衡，再取頂空氣體進(jìn)行氣相色譜分析。頂空氣相色譜技術(shù)具有操作簡單、分析準(zhǔn)確、精密度高的特點(diǎn)，可通過內(nèi)標(biāo)法快速分析出 “六號溶劑”的含量。

3.4 食品添加劑的檢測

食品添加劑是指在食品加工生產(chǎn)過程中，由于某些需要，向食品中添加少量化學(xué)合成或天然物質(zhì)。食品添加劑是保障食品質(zhì)量的重要因素，能夠有效改善糧油食品的品質(zhì)和防腐特性。在進(jìn)行糧油食品質(zhì)量檢測過程中，氣相色譜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于對食用油、谷物、糖果等各種糧油食品中添加劑的分析和檢測，可以確保糧油食品質(zhì)量安全，滿足人們對于糧油食品質(zhì)量安全的需求。目前，食品添加劑的主要分析測定內(nèi)容包括食品添加劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全性檢測，食品添加劑的定性、定量分析以及糧油食品中禁用添加劑的測定[5]。

4 氣相色譜技術(shù)的發(fā)展前景

近年，隨著生活水平的提高，人們對糧油食品安全問題更為關(guān)注，國家對于糧油食品的質(zhì)量安全檢測也越來越嚴(yán)格，尤其是農(nóng)藥殘留的檢測，已經(jīng)成為糧油食品質(zhì)量安全檢測的重點(diǎn)內(nèi)容。氣相色譜技術(shù)作為一種精準(zhǔn)、高效的糧油食品質(zhì)量檢測技術(shù)，可以有效對農(nóng)藥殘留、食品添加劑及食品中有害物質(zhì)進(jìn)行檢測和分析。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)重視氣相色譜技術(shù)在糧油食品質(zhì)量安全檢測中的應(yīng)用，積極開發(fā)新型氣相色譜技術(shù)，以提升氣相色譜技術(shù)在糧油食品質(zhì)量安全檢測中的應(yīng)用效果。同時(shí)，還可以將氣相色譜技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境、化工、生物等多種領(lǐng)域，進(jìn)一步推動(dòng)其在各領(lǐng)域的發(fā)展。由此看來，氣相色譜技術(shù)在多重領(lǐng)域的分析檢測中，都具有良好的發(fā)展前景。

5 結(jié)語

氣相色譜技術(shù)是一種用于分離和分析復(fù)雜混合物的重要方法。它基于樣品中化學(xué)物質(zhì)的揮發(fā)性和分配系數(shù)的原理，通過待測組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，可以實(shí)現(xiàn)化合物的分離和定量分析。利用氣相色譜技術(shù)的高靈敏度和準(zhǔn)確度，可以實(shí)現(xiàn)對糧油食品中農(nóng)藥殘留、食品添加劑、揮發(fā)性有機(jī)物以及其他有害物質(zhì)的快速、準(zhǔn)確分析。此外，氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和氣質(zhì)質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（GC-MS/MS）具有更高的分析靈敏度和準(zhǔn)確性，可以對食品中微量的化合物進(jìn)行檢測；自動(dòng)化氣相色譜系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，也會(huì)使樣品的處理和分析更加便捷和高效。綜上所述，隨著氣相色譜技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)和方法將會(huì)被引入食品質(zhì)量安全領(lǐng)域中，為人們提供更安全、健康的食品。