仪器分析论文

食品安全与色谱分析

摘要食品是人类赖以生存和发展的第一物质需求，食品的卫生质量直接关系到每个人的健康。随着医学科学和公共卫生学的发展，食品卫生的重要性越来越引起人们的关注。但近年出现的毒大米、有毒猪肉、假奶粉、苏丹红事件等，在社会上造成恶劣的影响。本综述将探讨食品中甲醛、亚硝酸盐、瘦肉精的色谱检测方法。

关键词食品安全甲醛亚硝酸盐瘦肉精色谱分析

1 前言

国际上正流行“对食物短缺的担忧已被对食品的安全恐惧代替”这一说法。尽管我国明确规定禁止将甲醛、亚硝酸盐、盐酸克伦特罗等作为食物添加剂添加到日常食品中，但仍有很多不法商家为了谋取暴利铤而走险，严重危害人类健康。因此．检测食品中可能存在的各种污染情况，对我们加强食品监督管理．及时采取有效的防范措施，减少食物中毒和食源性疾病的发生无疑将起到积极作用。目前常用的检测技术有分光光度法、催化动力学光度法、电化学方法、激光光谱法及色谱法。本综述将着重介绍各种色谱技术包括气相色谱-质谱法(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、离子色谱法等在食品中的甲醛、亚硝酸盐、瘦肉精检测方面的应用。在检测中，应根据其可能的含量或浓度范围、潜在的干扰因素、检测方法的灵敏度、样品处理方式和现有的仪器设备条件选择合适的分析方法。

2 甲醛及分析方法

甲醛在食物中能够用作消毒、防腐剂，常被添加到水产品等不易储存的食物中。国家卫生部明确规定禁止使用甲醛作为食品添加剂。甲醛能够刺激眼、上呼吸道粘膜并引起各种症状包括头晕乏力、恶心呕吐、胸闷心悸、眼痛、嗓子痛、失眠、体重减轻、记忆力减退以及植物神经紊乱等，乱食入甲醛会导致消化道粘膜坏死并可能有致癌作用。

2.1 样品前处理

目前食品安全方面针对甲醛的检测主要来自食品本身以及材料的外包装。其实由于样品的不同，前处理方法也各不相同。不过无论是固体、液体，或是GC、LC检测技术，前处理基本如下：对于食品的前处理，样品如果是米、面、肉等固体，一般取定量样品剪碎后加纯水浸泡相当长时间，然后加入磷酸蒸馏，用于衍生GC测定[1]；样品如果是啤酒等液体，可以直接取样进行衍生。对于材料外包装一般按国标法[2]预处理：裁剪一定尺寸的材料清洗干净，然后用盐酸、硫酸或乙酸进行浸泡，然后制取衍生液测定：取浸泡液少量加入2.4-二硝基苯肼衍生溶液(DNPH)，在室温下于涡旋混合器上混匀，加入正己烷涡旋混匀后，高速离心

转动10min取出上正己烷层，下层再加入正己烷，重复提取一次，合并正己烷层。在常温下用氮气流将正己烷浓缩得到的溶液即可以用于分析[3]。

2.2 分析方法

目前用于食品中甲醛含量检测的方法主要有气相色谱法(GC,GC-MS)和高效液相色谱法(HPLC).气相色谱法(GC)由于测定的样品中甲醛的含量特别低导致影响测定结果，因此常采用GC衍生法。黄惠玲等人[3]利用样品预处理微量化学法进行样品前处理，采用乙腈多次重结晶法提纯DNPH，样品经过DNPH衍生后进行GC-ECD测定食品包装材料中甲醛含量；徐天源等[4]分别运用浸泡、蒸馏对样品进行处理然后用DNPH进行衍生，用衍生气相色谱法测定甲醛含量；黄晓兰等[1]利用超声波振荡、离心提取食品样品中甲醛、DNPH进行样品衍生然后进行GC-MS测定甲醛含量；宋新[5]则是采用高效液相色谱法测定水发食品中甲醛含量，样品经过DNPH衍生以二氯乙烷萃取、脱水并蒸干再以甲醇溶解、滤膜过滤最终经过C18-色谱柱过滤，在254nm的紫外检测波长下进行高效液相色谱分析。

2.3 分析方法优缺点比较

气相色谱衍生法具有较好的选择性，过程中的试剂对于实验结果不会造成干扰，其对复杂样品的检测更为灵敏、准确，对低分子量的醛的分离非常有效，但是其设备要求高，测定的范围较窄；高效液相色谱法，由于有效的柱分离性能，抗干扰能力强，对含量<1mg/L的样品液的测定结果很准确，而且测定浓度的线性范围较宽。

3 亚硝酸盐及分析方法

亚硝酸盐是一类无机化合物的总称，主要指亚硝酸钠，肉类制品中也允许作为发色剂、防腐剂限量使用。亚硝酸盐是剧毒物质，成人摄入0.2~0.5克即可引起中毒，3克即可致死。中毒特点是头疼乏力、嗜睡烦躁、呼吸困难、恶心呕吐，严重者昏迷惊厥、大小便失禁，可因呼吸衰竭而死亡。亚硝酸钠外观及滋味都与食盐相似，因此有很多不法商家将其作为食盐添加到腌制肉制品、泡菜等含高盐分食品中以防止腐烂及保持颜色的鲜艳。由于其严重的危害性，我国GB 2762-2003 修订了《食品中亚硝酸盐的限量卫生标准》[6]以限制食品中亚硝酸盐含量。

3.1 样品前处理

由于被检测的食物种类有乳制品、蔬菜水果以及肉制品，根据食品的不同，样品的前处理也各不相同。对于乳制品，经水提取加入乙酸沉淀蛋白，上层清液以NaOH为淋洗液，经过反向固相萃取柱净化，加入乙腈分离硝酸根得到样品溶液；对于蔬菜等植物食物，首先要

将其制成匀浆样品，超声提取并取上层清液流过Envi-Carb柱(Supelco)及PreIC-Ag和PreIC-Na 联合柱(Aglela Technologies)分离过滤留以待用；肉制品样品处理中，一般都要先绞碎加入硼砂饱和液并沸水浴加热，之后加入亚铁氰化钾、乙酸锌溶液以沉淀蛋白质并滤去脂肪，最后要经过C18小柱过滤分离得到的滤液才可使用。值得注意的是，由于腌制样品中同时会含大量盐分，所以前处理时要使用银柱除去。

3.2 分析方法

对于亚硝酸盐的分析，目前最常用的是离子色谱法，当然气相色谱及高效液相色谱法也有应用。如武和平的气相色谱测定食品中亚硝酸盐[7]，利用亚硝酸盐与环己基氨基磺酸钠在硫酸介质中会反应生成环己醇亚硝酸酯，环己醇亚硝酸酯在常温下即呈气态，用顶空法进样，气相色谱仪FID检测器进行定量测定；高效液相色谱法如张秋菊等[8]所作研究，样品经超声提取，再经石墨化炭黑柱(Envi—Carb柱)及PrelC—Ag和PreIC—Na联合柱净化处理后，以磷酸二氢钾-磷酸缓冲溶液(pH=3.20)为流动相，经Capeeil PAK C18色谱柱分离，于210nm处检测，在一定浓度范围内具良好的准确度。而离子色谱法现在已成为众多研究人员青睐的方法。如张磊等[9]采用超声提取、固相萃取柱净化的方法对试样进行前处理，高容量阴离子交换色谱柱分离，抑制型电导检测器检测峰高从而同时测得样品中亚硝酸盐/硝酸盐含量；又如彭锦峰等人[10]的改进的离子色谱法测定乳制品中亚硝酸钠含量，前处理得到的溶液在外加水模式抑制下，经过柱温30℃的AS19离子色谱分析柱分离，在225nm的检测波长下进行测定；王群芳[11]等采用超声提取法提取叶菜中的硝酸盐和亚硝酸盐，用抑制型离子色谱法、电导检测器(CD)测定，亚硝酸盐和硝酸盐分离较好。

3.3 分析方法优缺点比较

气相色谱法测定亚硝酸盐操作简单，抗干扰能力强，线性范围宽，适用范围广，检测限低，可用于食品中亚硝酸盐的测定，但此方法更始于测定高含量样品，低浓度的亚硝酸钠回收率偏低。高效液相色谱法操作灵敏、简便、准确，精密度、回收率都符合要求，适用于腌制食品中亚硝酸盐及硝酸盐含量的同时测定，具有良好的应用前景。而离子色谱法作为新型的色谱分离技术，适用于离子化合物的检测，且试样的前处理简便，具有快速、简便、灵敏、选择性强等特点，因此日益成为蔬果、奶制品、肉制品中亚硝酸盐/硝酸盐含量检测的主要方法。目前欧盟已将离子色谱法规定为肉制品中亚硝酸盐/硝酸盐检测的标准方法。

4 瘦肉精及分析方法

瘦肉精是一类动物用药，而不是某一种特定的药物，此类药物主要是肾上腺类，β兴奋

剂，莱克多巴胺及盐酸克伦特罗等任何能够促进瘦肉生长、抑制肥肉生长的物质都可以叫做“瘦肉精”。国内通常所说的瘦肉精是指克伦特罗。由于其能促进瘦肉生长，减少饲料使用，使肉品提早上市，降低成本，因此曾被一些黑心的不法商家用作牛、羊、禽、猪等畜禽的促生长剂、饲料添加剂。食用过量瘦肉精会产生恶心、头晕、四肢无力、手颤、心跳加速等中毒现象，甚至心脏骤停致昏迷死亡。正是由于其对人体健康危害过大，造成极大的安全隐患，它们也在全球遭到禁用。国家农业部176号公告[12]中明确规定盐酸克伦特罗为禁用药品，不得用于动物饲养。即使如此，仍有不法商家在使用这种危害性物质，因此高效的检测方法是必须的。

莱克多巴胺结构式克伦特罗结构式

4.1 样品前处理

一般瘦肉精(盐酸克伦特罗)残存于动物组织、内脏和尿液中，因此对于样品的前处理也各不相同。对于动物组织样品处理的一般步骤为：称取定量绞碎的动物组织或内脏，分别加入适量定量浓度的乙酸胺缓冲溶液、β-盐酸葡萄糖醛甙酶/芳基硫酸酯酶溶液超声振荡并恒温培养数小时，再进行高速离心分离，取上层清液依次流过C18和SCX固相萃取柱进行萃取进化，流出液加入甲苯溶解并加入BSTFA震荡衍生，再蒸至近干加入甲苯即可留以待用。而对于动物尿样处理，一般取定量尿样加入盐酸调节pH、离心，取上清液过SLS固相萃取柱，收集洗脱液并用氮气吹干，残渣中加入BSTFA和TMCS高温下衍生，氮气吹干加入甲苯即可。

4.2 分析方法

当前常用的检测方法有高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱-质谱法(LC-MS)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、免疫分析技术(IA)、毛细管区带电泳法(CE)。中国将GC-MS法定为检测CLB的确证性方法，国内有很多研究人员用此方法检测β2-兴奋剂含量。如徐小明等人[13]通过固相萃取结合同位素稀释作为样品前处理技术，加入三种同位素内标物，采用GC-MS定量测定动物组织中多种β2-兴奋剂残留量；还有谢孟峡[14]等同样使用固相萃取-气相色谱-质谱联用法同时测定动物组织中多种β2-兴奋剂含量；吴平谷[15]则是采用这种方法测定动物尿样中的目标物含量；孔莹等[16]将样品经β-葡萄糖苷酸酶水解后，用乙酸铵溶液提取，MCX固相萃

取柱迸一步净化，再用N，O双(三甲基硅基)三氟乙酰胺-三甲基氯硅烷(BSTFA+TMCS，99+1)衍生化，采用选择离子监控模式(SIM)检测样品中四种β2-兴奋剂残留量。高效液相色谱法同样有广泛使用，孙建文等[17]采用固相萃取(SPE)前处理净化技术对样品中待测组分提取、净化，反相高效液相色谱(RP-HPLC)测定动物组织中盐酸菜克多巴胺残留量，而高燕红等[18]则是使用高效液相色谱法测定动物饲料中的多种β2-兴奋剂含量。

4.3 分析方法优缺点比较

GC-MS法优点是把色谱高效快速的分离效果和质谱高灵敏度的定性分析有机合起来，能在多种残留物同时存在的情况下对某种特定的残留物进行定性、定量分析，检测灵敏度高，假阳性率更低，因此中国将GC-MS法定为检测克伦特罗的确证性方法，缺点是检测过程繁琐，检测时间长，需贵重仪器、难于操作[19]。HPLC法专属性好、选择性强、检测精确度较高，假阳性率低，中国已将HPLC法作为检测克伦特罗残留的半确证性方法，缺点同样由于检测时间长，仪器贵重、难于操作导致在实际应用中受到一定的限制。

5 结语

本综述总结归纳了对于目前市场上的各种蔬菜水果、肉制品、乳制品以及包装材料中的甲醛、亚硝酸盐和瘦肉精的色谱检测方法，具体方法有气相色谱-质谱法(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、离子检测法。文中对于各种检测样品的前处理以及检测方法都有比较详尽的介绍归纳，并且各种检测方法都进行了对比，GC-MS法能在多种残留物同时存在的情况下对某种特定的残留物进行定性、定量分析，其相对于HPLC法来说灵敏度更高，而离子检测法作为新型的色谱分离技术，适用于离子化合物的检测，且试样的前处理简便，日益成为亚硝酸盐含量测定的主要方法。每种方法都有利弊，应当根据样品的不同选择合适的方法进行检测分析。

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