儀器分析論文 色譜在食品安全檢測中的應(yīng)用.doc

1、 儀器分析課程論文 題 目 色譜在食品安全分析中的應(yīng)用 學(xué)生姓名 葉祥 專業(yè)班級 化學(xué)工程與工藝 學(xué) 號 1010441110 院 系 化學(xué)與化工學(xué)院 指導(dǎo)教師 趙春玲 完成時間 2012年11月20日 氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用1、 色譜技術(shù)特點(diǎn)和分類 (1）特點(diǎn) 色譜法為一種物理分離方法。起原理是利用混合物中各組分在兩相中（一個相位固定相，另一個為流動相）不同程度地分布。流動相流經(jīng)固定相,使各組分以不同速度移動，從而達(dá)到分離。 （2） 分類 一操作形式、兩相狀態(tài)以及分離機(jī)理分類。 以操作形式分類 固定相裝于柱內(nèi)的色譜稱為柱色譜，如氣相色譜、高效液相色譜等;而固定相呈平面狀的色譜稱為

2、平面色譜，如紙色譜、薄色譜等。 以兩相狀態(tài)分類 流動相為氣體的色譜稱為氣相色譜，依固定相為吸附型和分配型又可分為氣固色譜和氣液色譜，后者為氣相色譜中的主流；流動相位液體的色譜稱為液相色譜；流動相為超臨界流體的色譜，稱為超臨界流體色譜。 以分離機(jī)理分類 可分為吸附色譜、分配色譜、凝膠滲透色譜、親和色譜和離子色譜等。 （3)食品分析中應(yīng)用 色譜技術(shù)在食品分析中應(yīng)用極為廣泛，依目標(biāo)物的物理化學(xué)性質(zhì)而采取不同的色譜法。 2、 色譜技術(shù)在食品安全分析中的地位 在樣品前處理和測定中，有機(jī)分析主要采用各種色譜技術(shù)。作為樣品前處理技術(shù)各種柱色譜是傳統(tǒng)的凈化技術(shù)，仍為最普遍應(yīng)用的手段；基于液相色譜原理發(fā)展起來的

3、固相萃取系列，已廣泛應(yīng)用于食品化學(xué)分析領(lǐng)域；免疫親和色譜雖然有潛力,但尚待發(fā)展。此外,還有適合脂質(zhì)食品樣品凈化的凝膠滲透色譜等。測定方法向多種類、多組分分析方法發(fā)展，其核心技術(shù)為色譜法。農(nóng)藥殘留的檢測以從單個化合物的檢測發(fā)展到可以同時檢測數(shù)十種甚至上百種化合物的多組分殘留系統(tǒng)分析；獸藥殘留的檢測也向此類分析發(fā)展。目前國際上最具有代表性的多組分殘留分析方法主要是美國FDA的農(nóng)藥多組分殘留分析方法。為了適用于不同基質(zhì)樣品的分析，將農(nóng)藥殘留分析的主要步驟:樣品的采集、制備、萃取、凈化、濃縮、分析、確證等各步驟采用的不同方法建成不同的模塊，根據(jù)樣品及分析要求的不同,組合成不同的處理分析流程，從而建立起

4、一個多組分殘留檢測選擇檢索程序的前處理技術(shù)平臺，是復(fù)雜的技術(shù)流程簡化且又有分析質(zhì)量保證。鑒于某些化學(xué)污染物的高度危害和在環(huán)境和生物體內(nèi)難降解性造成的在食品和人體蓄積，2001年5月被列為斯德哥爾摩公約規(guī)定限制或禁止的環(huán)境持久性有機(jī)污染物有十二種。其中3種為二噁英及其類似物（包括工平面多氯聯(lián)苯），檢測方法靈敏度要求為超痕量水平（10-121015g)，需要用高分辨氣相色譜高分辨質(zhì)譜分析，采用穩(wěn)定性同位素稀釋技術(shù)的嚴(yán)格質(zhì)量控制手段。激素和特倫克羅等檢測也從運(yùn)動員興奮劑檢查領(lǐng)域向食品禁用獸藥監(jiān)控的確認(rèn)技術(shù)發(fā)展，多環(huán)芳香烴類的亞硝基化合物兩大類致癌的分析方法皆采用色譜法.此外，食品添加劑和保健食品中功

5、能性成分分析也多為色譜法。上述分析是針對性的目標(biāo)分析。對食品中未知毒物的研究，多在生物試驗(yàn)指導(dǎo)下，以各種色譜技術(shù)為分離手段，再以其他儀器分析技術(shù)來鑒定和測定。如雜環(huán)胺的發(fā)現(xiàn)，主要借助Ames致突發(fā)試驗(yàn)與HPLC相結(jié)合獲得的物質(zhì)，經(jīng)波譜分析鑒定證實(shí)其結(jié)構(gòu)。又如實(shí)用酵米面引起的十五中毒，經(jīng)動物試驗(yàn)與一系列化學(xué)分離、鑒定，查明引起中毒的原因是酵米面黃桿菌產(chǎn)生的黃桿菌素;這里主要采用葡聚糖凝膠柱和C18反相柱色譜法分離、制備。以各種色譜/波普手段和同位素示蹤技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行農(nóng)藥殺蟲雙代謝毒理學(xué)研究，分離、鑒定代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，闡明其代謝途徑，為制定食品中殺蟲雙最大殘留限量（MRL）提供科學(xué)依據(jù)。三、氣相

6、色譜技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用目前，氣相色譜技術(shù)在食品安全檢測方面的應(yīng)用主要包括:蔬菜、水果及煙草中的農(nóng)藥殘留分析；畜禽、水產(chǎn)品中獸藥殘留及瘦肉精、三甲胺含量分析；飲用水中的農(nóng)藥殘留及揮發(fā)性有機(jī)物污染分析；熏肉中的多環(huán)芳烴分析；食品中添加劑種類與含量分析；油炸食品中的丙烯酰胺分析；白酒中的甲醇和雜醇油含量分析；啤酒、葡萄酒和飲料的風(fēng)味組分及質(zhì)量控制分析;食品包裝袋中有害物質(zhì)及含量的檢測分析;食用植物油中的脂肪酸組成分析等。 1農(nóng)藥和其他藥物殘留與污染檢測分析近年來,在蔬菜和水果中有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥殘留和肉類、魚類產(chǎn)品中的獸藥殘留已被社會廣泛關(guān)注.目前，利用GC / ECD氣相色譜檢測有機(jī)氯農(nóng)藥

7、殘留, GC /N PD氣相色譜檢測有機(jī)磷和有機(jī)氮農(nóng)藥殘留, GC / FPD氣相色譜檢測有機(jī)磷和有機(jī)硫農(nóng)藥殘留等分析技術(shù)已經(jīng)很成熟，例如，采用GC /M S技術(shù)可同時檢測出100多種農(nóng)藥殘留成分 (圖1、圖2 ).利用GC / ECD分析技術(shù)可對高麗人參中的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留進(jìn)行準(zhǔn)確分析檢測；另外,胡彩虹等 1 采用GC / F ID氣相色譜檢測出豬肉、魚和蝦中三甲胺的含量.2多環(huán)芳烴、添加劑及丙烯酰胺含量檢測分析多環(huán)芳烴 (PAH s)是一類重要的環(huán)境和食品污染物，目前已知的27環(huán)PAH s就有數(shù)百種,其中很多種具有致突變性和致癌性。加工食品中以煙熏和燒烤食品中的PAH s污染最為嚴(yán)重,而我國

8、煙熏食品風(fēng)味獨(dú)特,為廣大消費(fèi)者所青睞,分析檢測煙熏類食品中PAH s含量、了解我國煙熏類食品中PAH s的污染程度并制定相應(yīng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有著重要的食品安全意義。采用GC /M S技術(shù)可迅速檢測與分析常見的20多種PAH s（圖3） ,其中在熏肉制品中利用GC /M S技術(shù)已檢出9種PAH s污染。此外,還可以利用GC / F ID氣相色譜檢測食品中山梨酸、苯甲酸等食品防腐添加劑含量，使用GC / ECD氣相色譜檢測油炸食品中的丙烯酰胺含量，使用GC / F ID氣相色譜測定面粉中過氧化苯甲酰的含量。 3發(fā)酵飲料產(chǎn)品中風(fēng)味組分的質(zhì)量控制分析甲醇是白酒中主要有害成分,其來源是由原料和輔料中果膠內(nèi)甲基

9、酯分解而成。甲醇的毒性極強(qiáng),尤其對視神經(jīng)的毒性作用最大,人食入5 g就會出現(xiàn)嚴(yán)重中毒,超過12. 5 g就可能導(dǎo)致死亡 3 .而雜醇油過量時也會對人體產(chǎn)生毒副作用，可使神經(jīng)系統(tǒng)充血，引起頭暈、頭痛 4 .甲醇和雜醇油在氫火焰中化學(xué)電離可進(jìn)行色譜檢測，是采用GC / F ID氣相色譜檢測白酒中甲醇及雜醇油含量的原理，使用GC / F ID氣相色譜對白酒進(jìn)行質(zhì)量控制,方法簡便，快捷、準(zhǔn)確。啤酒、葡萄酒和飲料中有許多揮發(fā)性化合物和風(fēng)味物質(zhì)，可以直接反映產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，通過檢測這些化合物在生產(chǎn)過程中的變化,可以控制在生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量，確定發(fā)生在發(fā)酵釀造過程中影響飲料產(chǎn)品最終味覺和質(zhì)量的關(guān)鍵問題。頂

10、空進(jìn)樣的氣相色譜分析 （HS GC）技術(shù)，是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的監(jiān)控啤酒、葡萄酒等釀造發(fā)酵飲料產(chǎn)品質(zhì)量的檢測分析技術(shù).采用HS - GC技術(shù)可監(jiān)控啤酒中的硫化物等有害組分、有害色素及揮發(fā)性氣體，從而對啤酒、葡萄酒等發(fā)酵飲料產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行適時安全檢測與控制 （圖4 ）。例如,可以利用GC / F ID技術(shù)對啤酒進(jìn)行質(zhì)量分析監(jiān)控，快速、準(zhǔn)確地檢出啤酒中的雜醇油含量。4食品包裝袋有害物質(zhì)的檢測人們在購買油分較高的食品時,往往用到塑料食品包裝袋.塑料包裝材料生產(chǎn)過程中，為增加塑料的可塑性和強(qiáng)度及提高其透明度，往往添加多種增塑劑,其中使用量最大、最普遍的是酞酸酯 （鄰苯二甲酸酯， PA Es）。酞酸酯

11、在接觸到食品中的油脂時，特別是在加熱的條件下便會溶解出來,添加的酞酸酯含量越高，被溶出的數(shù)量越多 5 。大量的研究證實(shí),酞酸酯對動物和人均有慢性毒性并包括生殖與發(fā)育毒性，具有致突變、致癌作用,是目前全球范圍內(nèi)最廣泛存在的化學(xué)污染物之一。國內(nèi)外關(guān)于酞酸酯在環(huán)境中分布的研究已較為深入 6 7 ,但酞酸酯通過各種途徑污染食品的現(xiàn)象還沒有引起足夠的重視。利用GC / F ID氣相色譜技術(shù)可對塑料食品袋及包裝食品中的5種酞酸酯，包括鄰苯二甲酸二甲酯 （DM P)、鄰苯二甲酸二乙酯 （D EP）、鄰苯甲酸二丁酯 (DBP)、鄰苯二甲酸二正辛酯 （DO P)和鄰苯二甲酸二 (2 -乙基己基 )酯 （D E2

12、HP)進(jìn)行準(zhǔn)確分離和檢測。5食用油的浸油溶劑殘留及脂肪酸組成分析目前國內(nèi)生產(chǎn)植物食用油大多采用6號溶劑為萃取劑 8 ，而6號溶劑以C6C8烷烴類化合物為主要成分，并含少量芳烴，長期接觸這些物質(zhì)會麻醉呼吸中樞，損傷皮膚屏障功能，損害周圍神經(jīng)和造血功能 9 。因此，加強(qiáng)對食用油生產(chǎn)過程中的浸出原油及成品油中的溶劑殘留量的監(jiān)控，有利于食用植物油加工環(huán)節(jié)的工藝控制，切實(shí)提高食用油的衛(wèi)生和安全品質(zhì).國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以6號溶劑油為標(biāo)準(zhǔn)物配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,以頂空氣相色譜法 (HS - GC)測定食用植物油中的殘留溶劑。該方法能實(shí)現(xiàn)對C6C8烷烴及芳香烴類化合物進(jìn)行有效分離及檢測。此外,采用GC / F ID法還可以

13、對食用植物油中的30多種脂肪酸的含量進(jìn)行測定與分析,主要是檢測分析能對人體的營養(yǎng)狀況產(chǎn)生不良影響、具有抑制生長并引起甲狀腺肥大等副作用的芥酸的含量 （圖5)。利用GC / F ID能使30多種脂肪酸得到較好的分離,以便準(zhǔn)確檢出特定脂肪酸.四、展望近年來氣相色譜技術(shù)的迅速發(fā)展使其在食品安全檢測中被廣泛應(yīng)用,除了對上述食品中的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行高分辨、快速、準(zhǔn)確的檢測外,還可以利用頂空進(jìn)樣對食用植物油中的殘留溶劑進(jìn)行檢測,使用GC / ECD或GC /M S可對肉類食品中殘留的氯霉素以及部分致病微生物進(jìn)行檢測,利用GC / F ID可對食用焦糖色素中的4 -甲基咪唑、食品中二噁英與多氯聯(lián)苯、加碘食鹽

14、中的碘、膨化食品中氯丙醇類化合物、奶粉中硝酸鹽以及保健食品功效成分DHA、ARA和EPA 10 - 12 等組分進(jìn)行檢測。相信隨著色譜技術(shù)的發(fā)展，氣相色譜技術(shù)可以結(jié)合其他檢測技術(shù)在食品安全檢測領(lǐng)域得到更好的應(yīng)用，為廣大人民群眾把好食品質(zhì)量安全關(guān).參考文獻(xiàn)： 1 胡彩虹，許梓榮.氣相色譜法測定豬肉、魚和蝦中三甲胺的含量 J .食品科學(xué)， 2001, 22 ( 5） : 62 - 64。 2 楊惠芬.食品衛(wèi)生理化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)手冊M 。北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1997: 577 - 578。 3 王 斌,馮錫凱，馬立明。氣相色譜內(nèi)標(biāo) (環(huán)己烷 ）法測定蒸餾酒中甲醇、雜醇油含量 J .中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，

15、2006， 16 ( 7） ： 802 803。 4 Kambia K, D ine T, Gressier B ， et al. H igh performance liquidchro2matographic method for the determ ination of di （ 2 ethylhexyl ）phthalate in total parenteral nutrition and in p lasma J . J ChromatogrB ， 2001， 755: 297 - 303。 5 A Go'mez - Hens M ， Aguilar C。 Social

16、and econom ic interest in thecontrol of phthalic acid esters J 。 Trends in Analytical Chem istry,2003， 22 （ 11） : 847 857。 6 L i X J， Zeng Z R， Chen Y， et al. Determ ination of phthalate acid es2ters p lasticizers in p lastic by ultrasonic solvent extraction combinedwith solid - phase m icro extraction using calix 4 arene fiber J 。Talanta， 2004， 63： 1013 - 1019. 7 汪海峰,鞠興榮,楊曉蓉，等。食用植物油中殘留溶劑的高溫頂空氣相色譜分離與測定 J 。食品科學(xué), 2006, 27 （ 2） : 235 238。 8 李艷梅。關(guān)于食用油脂中殘留溶劑油對人體危害的探討及對策 J .職業(yè)與健康, 2001， 17 ( 6） : 46 47。 9 林秋萍,李克勤,賈 斌，等