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1、食品分析论文高效液相色谱在食品检测中的应用摘要高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，具有高效、高灵敏度、范围广、流动相选择范围宽等优点，因此在生物化学、药物及食品卫生领域广泛应用，是现代分离测定的重要手段。本文概述了高效液相色谱的分析原理及其在食品检测中的应用。关键词：高效液相色谱 食品分析 应用The applications of high performance liquid chromatography in food testingAbstractHigh performance liquid chromatography is an important branch of chrom

2、atography, with the advantages of high efficiency, high sensitivity, wide range, mobile phase to select a wide range, which is widely used in biochemistry, medicine and food hygiene, and the important means of modern separation and determination. The article summarized the application of liquid chro

3、matography in food testing.Key words: HPLC Food analysis Application1 前言随着社会的进步和人民生活水平的不断提高，人们对食品安全问题日益关注。食品安全问题涉及到的主要方面有:农药残留、兽药残留、违规食品添加剂、重金属污染、微生物污染等。近年来食品安全问题日益凸现，据世界卫生组织（WHO）估计，全球每年发生食源性疾病约十亿人次，发达国家（包括美国）发生食源性疾病的概率也相当高，平均每年有1/3的人群感染食源性疾病1。国内食品安全问题也频繁发生，人们广为关注的食品安全事件诸如：蔬菜残毒事件、红心鸭蛋事件、三聚氰胺奶粉事件、瘦肉精

4、事件等均属于此类。食品中的各种残留物、添加剂和污染物对机体有一定的毒性，多数都能产生致癌、致畸作用，若不加以控制，将对人体健康产生重大危害。因此食品安全问题已成为人类面临的最大健康问题，食品安全监督检验工作越来越受到重视，各种新的分析测试仪器也被不断开发2。采用高效、可靠的分析技术检测食品中的有害物质，杜绝超标食品进入市场是降低食品安全风险的有效手段之一。高效液相色谱法是一项发展前景非常好的检测技术，尤其是在食品安全指标快速检测中的表现尤为出色。它融合了液相和气相两种色谱分析方法的优势，因而功效更明显，在食品检测工作中被越来越广泛的应用。2 高效液相色谱2.1 高效液相色谱法高效液相色谱法（H

5、PLC）是目前应用广泛的分离、分析、纯化有机化合物（包括能通过化学反应转变为有机化合物的无机物）的有效方法之一。高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography/HPLC）又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。它是色谱分析法的一个分支，是在20世纪60年代末期，在经典液相色谱和气相色谱的基础上，发展起来的新型分离分析技术。问世以来，因其具有分离效能高、分析速度快、检测灵敏度好、能分析高沸点但不能气化的热不稳定生理活性物质的特点而被广泛应用于生物化学、食品分析、药物及临床分析。近年来，随着色谱技术的不断发展，各

6、种工作站软件的开发，以及与质谱等仪器的联用，大大拓宽了HPLC的应用范围。食品是人类生活中不可缺少的必需品。各种食品具有不同的特性和营养成分，直接关系人体的健康。在食品生产过程中往往需要添加防腐剂、激素等化学物质，他们的含量过高对人体健康不利。此外食品在生产、包装和运输过程中可能会被化学物质污染，如发生农药、毒素和兽药残留等，危害人体健康，因此食品分析的重要性日益显著。在食品分析中应用最为广泛的是高效液相色谱法（HPLC）。高效液相色谱仪的型号有很多种，但主要部件和结构系统是相同的。高效液相色谱仪装置示意图，见图1。2.2 高效液相色谱分析原理高效液相色谱法是在高压条件下溶质在固定相和流动相之

7、间进行的一种连续多次交换的过程，它借溶质在两相间分配系数、亲和力、吸附力或分子大小不同引起排阻作用的差别使不同溶质得以分离。液相色谱柱的分离度用下列公式表示3。式中：R液相色谱柱分离度；n柱效率，用理论塔板数来表示；a溶剂效率，是固定相对某两个混合物分离能力的表征；k容量因子，是在平衡状态下组分在固定相与流动相中质量之比。从上面公式可见，要提高分离度，可通过以下三个途径：a）增加n：在其他条件相同的情况下，增加n可以使色谱峰变狭。这点可以通过增加柱长来实现，但增加柱长分离时间也会增加，但如果采用高效能的填充剂，不仅可提高分离度，而且能使广峰形变狭而提高检出的灵敏度。b）增加a：使后一组分相对于

8、前一组分的保留时间增加来提高分离度。这可通过改变移动相或固定相的组成来达到。最有效的方法就是改变移动相的极性，这就是高效液相色谱中通常采用连续改变移动相极性的梯度淋洗法。c）增加k：对液相色谱来讲，移动相极性增高，k减小，色谱峰向前移，分离度降低；移动相极性减小，k增加，色谱峰的流出时间增加，同时峰形变宽，分离度提高。但若k过大，不但分离时间拖得很长，而且峰形变平坦，影响分辨率和检出灵敏度，k的有效范围以a k 5 为宜。3 高效液相色谱在食品检测中的应用HPLC法适宜于分离分析高沸点、热不稳定性、分子量比较大的物质，因而已广泛应用于核酸、稠环芳烃、高聚物、药物的分析。近年来，HPLC也不断引

9、入食品中对有毒害成分的分析，明显提高了分析速度和灵敏度。HPLC比液相柱层析法和气相色谱法先进，因而完全可以大范围的在食品快速检测中应用。3.1 HPLC 在食品分析中的应用高效液相色谱法应用于食品分析中自80年代就已经有过试验了，如国家标准食品卫生检验方法理化部分GB/T.50091996中就有关于HPLC法的相关说明。3.2 HPLC 在乳及乳制品分析中的应用自2008年三聚氰胺事件发生以来，乳及乳制品的分析检测要求变得更加严格，新的国家标准中规定:检测乳及乳制品中的蛋白质含量必须采用HLCP技术。牛奶以及各种奶制品富含糖、脂、蛋白质、维生素等营养以及强化的营养物质，应用HPLC技术可以很

10、好的检测奶制品所含的各种营养成分及其含量，如在低分子糖类的测定中通常采取氨基键合柱、糖类分析专用柱进行分离，或者采取低成本非特定色谱柱测定低分子糖这一方式。3.3 HPLC 在肉制品分析中的应用腌腊肉制品通常含有一定量的硝酸盐以及亚硝酸盐，这些添加剂往往作为发色剂来使用，而这些物质如果使用量超过规定要求或者在与肉品的相互作用下容易生成N亚硝胺。N亚硝胺可诱发肝癌、结肠癌等。某些N亚硝胺化合物，如N亚硝基二甲胺、N亚硝基二乙胺、N亚硝基四氢吡咯等也是一类致癌物质4。过去采用气相色谱法测定食物中挥发性亚硝胺其中仅色谱测定一步便需耗时1h，而采用高效液相色谱法则只需要13min。3.4 HPLC 在

11、食品中农药残留检测中的应用农药残留是由于使用农药而导致的在食品、农产品或动物饲料中残留的一定物质，国家相关标准都有明确的药物最大残留量，超过其值有可能对人体造成危害。分析食品中尤其是水果和蔬菜中的农药残留十分重要，因为它与人类生活息息相关。HPLC是分离、分析热不稳定和难挥发性化合物的有效方法。早在20世纪90年代初，杨蓉5等阐述了应用高效液相色谱对食物及生物样品中呋喃丹、氯菊酯、溴氰菊酯、抗蚜威及双甲眯五种农药残留进行分离测定研究。农药的使用可以提高农作物的产量和生产水平，但是农药的大量使用也会影响环境，并通过食品潜在地影响人类的健康。因此，对普通食品中农药最大残留的监测非常重要。黄永春3等

12、采用SPE和HPLC相结合的方法，对除虫脲、灭幼脲和杀铃脲在黄瓜中的残留进行了分析。检测条件如下：流动相为甲醇水（体积比7525）；波长254nm；分析柱为C18；该法采用乙腈提取，经盐析脱水后，取5.0mL稀释1倍直接上样，经甲醇洗脱后定容至4mL，摇匀后进行液相色谱直接检测，方法简便，易于操作。测得3种农药的最小检出浓度分别为0.0143mg/kg，0.0167mg/kg，0.020mg/kg。李海飞等运用HPLC柱后衍生荧光检测法，测定苹果、梨、桃、葡萄、香蕉和芒果等水果样品中涕灭威亚砜、涕灭威砜、灭多威、三羟基克百威、涕灭威、克百威和甲萘威7种氨基甲酸酯类农药的残留量，结果7种农药3种

13、不同浓度平均添加回收率在72.5%-116.2%，最低检出限为0.0037-0.0074mg/kg6。谢文明7等建立了分析土壤和水中的莠去津农药残留的反相高效液相色谱方法，莠去津的最小检出量为0.01ng，土壤和水中莠去津最低检出浓度分别为1.5ng/g和0.03g/L水平。3.5 HPLC 在食品中兽药残留检测中的应用近年来，伴随着经济全球化和动物源性食品国际贸易的持续、快速增长，相继发生了几起世界性的重大食品污染事件，加剧了人们对动物源性食品安全和质量的担忧，并直接影响到消费者对动物源性食品的消费信心。我国对这方面问题的研究还处在起步阶段，开发检测食品中兽药残留的分析方法迫在眉睫。兽药残留

14、是导致动物源性食品安全性下降的一个重要原因。食品中的兽药或饲料添加剂残留超标，食用后在人体内经过富集易产生过敏、畸形、癌症等后果，直接威胁人的生命和健康。现在国际上比较重视的残留药物有抗生素、激素类、磺胺类、呋喃类、喹诺酮类和转基因类药物。陈辉华等建立了同时检测水产品中四环素类和氟喹诺酮类兽药多残留的HPLC法。样品经固相萃取小柱净化，以甲醇-丙二酸+氯化镁水溶液梯度洗脱，紫外检测器检测。对样品前处理和色谱分析条件进行了优化，8种抗生素(土霉素、四环素、金霉素、沙拉沙星、恩诺沙星、达氟沙星、环丙沙星、单诺沙星)在0.1-10.0mg/L范围内与峰面积线性关系良好，最低检出限(S/N=3)为0.

15、011-0.051mg/kg，定量下限(S/N=10)为0.035-0.170mg/kg，平均加标回收率为81.0%-96.0%8。景立新等用ODSC18色谱柱，乙腈/水/磷酸体积比为40601溶液为流动相，流速1.0mL/min，柱温25的色谱条件，测定海虾中呋喃唑酮残留量。测定结果表明工作曲线线性范围为0.01g/mL1.00g/mL，相关系数0.9991，检测下限为1.0g/mL，回收率89.7%94.7%。王建华9等采用液相色谱电化学法测定了鸡肉中磺胺类药物残留量。检出限为磺胺嘧啶0.2ng，磺胺甲氧哒嗪0.06ng，磺胺甲基异噁唑0.07ng。盐酸克仑特罗(俗称瘦肉精)系2受体兴奋剂

16、，禁止作为畜禽类生长促进剂使用。近年来，我国曾多次报道了因食用含有盐酸克仑特罗残留的猪肉及内脏等造成的中毒事件。陈金枝10等建立HPLC法测定猪眼、猪肝、猪肺中微量盐酸克仑特罗，样品经乙醚丁醇提取，用HypersilC18色谱柱，甲醇0.01mol/L磷酸二氢钾溶液为流动相。结果样品中盐酸克仑特罗最小检测量为0.20ng。3.6 HPLC 在食品中的各种添加物质检测中的应用食品添加剂，指为改善食品品质和色、香、味以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品的人工合成或者天然物质。主要分为防腐剂、甜味剂、天然或人工合成色素、抗氧化剂、香精香料等。天然食品添加剂一般对人体无害，但目前所使用的绝大多数是

17、化学合成添加剂，有的具有一定的毒性，如不加以限制使用，对人体健康会产生危害11。因此，测定食品中添加剂的含量以控制其使用量，对保证食品质量,保障人民健康具有十分重要的意义。食品添加剂分析多采用RHPLC、IPC、HPICE。检测器应用最多的是紫外-可见光检测器（UVD），其次是电导检测器（CD）和折光示差检测器（RID）或采用UVD-RID，UVD-CD检测器的串联技术。色谱柱主要是C18柱，其次是阴离子色谱柱。同时，多种食品添加剂组分同时检测技术备受关注。李敬慈、丁天惠12采用乙二胺作为硅胶柱改善剂的高效液相色谱法测定了奶制品和淀粉水解液中糖的含量。对样品处理方法及色谱条件作了探讨，采用Pb

18、（Ac）2-Na2C2O4-K2HPO4处理样品，含0.01%乙二胺的乙腈水（65:35，V/V）作流动相，示差折光检测器检测。本方法操作简单、价廉、准确。HPLC用于糖的定性和定量分析具有快速、灵敏、样品处理简单等优点13。余涛14等采用ODSC18柱，甲醇乙酸铵作为流动相，针对不同类型样品，采用不同前处理方法，样品处理液最后于液相色谱仪进行分析定量。结果：乙酰磺胺酸钾、苯甲酸、山梨酸、糖精钠、脱氢乙酸、阿斯巴甜在00.32mg/ml浓度范围内，标准曲线线性关系良好，RSD为0.67%6.8%；乙酰磺胺酸钾加标回收率为93.1%99.6%、苯甲酸为90.5%98.7%、山梨酸为91.5%10

19、2.5%、糖精钠为91.8%100.9%、脱氢乙酸为92.3%99.8%、阿斯巴甜为90.3%103.5%。3.7 食品中无机成份的分析无机成份是食品的重要成份之一，无机成份的分析常采用化学法、原子吸收法及离子色谱法。近几年来，也有一些HPLC法测定无机离子的报道。尹江伟等采用UV/VIS295检测器，ProdigyODS色谱柱(5um，4.6mmI.D250mm)，反相HPLC法同时测定食品中锌、铜、铅、镉，取得了令人满意的结果15。3.8 HPLC 在食品微生物及微生物代谢物检测中的应用食品中含有大量的微生物以及微生物的代谢物，其中很多比如黄曲霉素等对人体是有害的，当食品中的这些代谢物超标

20、就会影响到人们的食品安全。高效液相色谱法在食品微生物的检测中有着较广泛的应用，其原理就是依据不同微生物的化学组成或其产生的代谢产物，利用HPLC法检测可直接分析各种体液中的各种细菌代谢产物，确定病原微生物的特异性化学组分，进而确定被检测食品中是否存在微生物超标的情况以及是否威胁到人们的健康等。赵宁16等采用高效液相色谱法，使用Agilent1100色谱柱、在柱温30、乙腈甲醇水（112）为流动相、流速为1.0ml/min、荧光检测器；测出黄曲霉素在花生中的含量，方法重复性的RSD为0.38%，平均回收率为78.4%。王峰莹17采用甲醇水溶液提取粮食中的黄曲霉毒素，提取液经过过滤、稀释后，用免疫

21、亲和柱净化，以甲醇为流动相洗脱，用高效液相色谱法直接测定。方法重复性的RSD为1.5%，平均回收率为90%105%。玉米烯酮霉素也是较为常见的霉菌毒素。E.Rosenberg18用高效液相色谱与大气压化学电离质谱联用，检测了玉米食品和玉米种子中的玉米烯酮霉素，检测限下降为0.12g/kg。由于质谱的高灵敏度，可以对粗提物中的玉米烯酮霉素进行定量检测19。3.9 HPLC 在其他食品检测中的应用HPLC不仅用于上述农药残留、霉菌毒素、食品添加剂等的检测，用于食品中营养成分的分析，还可用于食用药材指纹图谱的检测。阎正等建立了丹参药材20、鹿茸21、人参22等高效液相指纹图谱，研究了不同的预处理方法

22、、流动相组成、最佳检测波长等操作因素对指纹图谱的影响。冯丽娟23等建立了食品中可能出现的罂粟壳生物碱成分吗啡、可待因、罂粟碱的提取和测定方法，用超声微波协同萃取的方法提取罂粟壳中的生物碱，高效液相色谱法（HPLC）进行含量分析。其平均回收率分别为97.87%、96.80%、94.47%；精密度相对标准偏差（RSD）分别为0.070%、0.037%、0.029%；重现性相对标准偏差（RSD）分别为0.040%、0.209%、0.665%。彭锦峰24建立了用高效液相色谱测定食用香菇中甲醛的方法。刘云惠25等建立了高效液相色谱对玉米大斑病菌毒素的分离方法。4 结论高效液相色谱技术作为一种十分有效的分

23、析、分离手段，已广泛地用于食品分析领域，与一些色谱技术的相互结合解决了传统液相检测器械灵敏度和选择性不够的缺点，提供了可靠、精确分析结果，简化了试验步骤，节省了样品准备时间和分析时间，随着技术的不断改进与发展，相信在不久的将来，HPLC必将在食品分析领域发挥越来越重要的作用。高效液相色谱法这项技术有着很好的发展前景，是1种高效的现代化分析检测方法，具有分离速度快、检测效率高、重现性好的特点。近年在食品检测上应用后，扩大了检测范围，提高了分析水平，尤其对食品中残留的微量、痕量有毒有害物质，能快速、准确的分析出来，进一步提高了食品卫生质量，保障了食品安全和人民身体健康，促进了食品出口。因而完全可以

24、在大范围的应用开来，而且随着这项技术的不断成熟与完善，这项技术也会越来越被专业人士熟练地掌握，有着很好的发展前景。参 考 文 献1陈妙兰.浅谈高效液相色谱在食品检测中的应用J.科学之友,2012,4:67-68.2郑玲,李丽华.高效液相色谱法测定食品中的甜蜜素J.化学分析计量,2005（03）.3黄国宏.高效液相色谱技术在食品分析中的应用J.食品工程,2006,4:47-50.4樊惠民,余实,谭远方.液相色谱在食品检测方面的应用J.食品安全质量检测学报,2011,3(2):174-177.5杨蓉,傅承光.高效液相色谱对痕量农药残留分析的研究及其应用J.河北大学学报:自然科学版,1993,(3)

25、:101-108.6李海飞,李静,徐国锋,等.HPLC快速分析水果中氨基甲酸酯类农药残留量J.分析试验室,2009,28(B05):72-75.7张萍,叶利民.短链脂肪酸的梯度高效液相色谱法分析研究J.华西口腔医学杂志,2001,19(5):294.8陈辉华,戴军,王洪新,等.HPLC法对鱼肉中3种四环素类和5种氟喹诺酮类兽药残留的同时测定J.分析测试学报,2008,27(9):951-955.9王建华.鸡肉中多种磺胺兽药残留量测定的高效液相色谱-电化学检测法J.分析测试学报,2002,21(4):78-81.10陈金枝,柳光斌.高效液相色谱法测定动物源食品中微量盐酸克仑特罗方法的研究J.中国

26、卫生检验杂志,2006,16(7):819820.11孙贝贝,房文红.高效液相色谱技术在食品检测中的应用J. 安徽农业科学,2010,35(38):20454-20455.12李敬慈,丁天惠.高效液相色谱法测定奶制品和淀粉水解液中的糖J.河北大学学报:自然科科学版,1996,(3):72-75.13李敬慈.高效液相色谱法测糖J.河北大学学报:自然科学版,1997(4):87-92.14余涛,叶坚,刘昶.高效液相色谱同时测定食品中多种甜味剂和防腐剂的研究J.中国卫生检验杂志,2008,(10).15赵青山,冯志彪.高效液相色谱在食品分析领域的应用J.生命科学仪器,2005,6(3):20-24.

27、16赵宁,郭玉梅,姚妍妍等.高效液相色谱法测定花生中黄曲霉素的含量J.科技信息,2009,(25):43-45.17王峰莹.粮油食品中黄曲霉毒素含量的测定J.2001，(4):67-7018MarialLgiaMartins,H.MarinaMartins.AflatoxinMIinyoghurts inportugal.InternationalJournalof FoodMioroioloy,2004,91:315317.19Rosenberg E,Krska R,Wissiack R,et al.High2performanceliquidchromatography-atmospher

28、ie-pressurechemicalionizationmassspectrometryasanewtoolforthedeterminationofthemycotoxin zearalenone in food and feed.Journal ofChromatogranhy A,1998,819(2):277280.20阎正,苑若瑶,等.人参HPLC指纹图谱的研究J.河北大学学报:自然科学版,2009,(3):278-283.21阎正,于趁,等.鹿茸的HPLC指纹图谱J.河北大学学报:自然科学版,2010,(2):164-170.22冯丽娟,王庭欣,赵志磊等.超声微波协同萃取HPLC检测掺罂粟壳肉汤中的生物碱J.河北大学学报:自然科学版,2009,(3):291-294.23彭锦峰,刘景富,吕爱华等.HPLC法测定食用香菇中的甲醛J.分析试验室,2005,(4):5-57.24刘云惠,张利辉,董金皋.高效液相色谱对玉米大斑病菌毒素的分离与制备J.河北大学学报:自然科学版,2005,(5).