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摘要:目前,随着我国经济的快速发展,人们的生活水平有了显著的提高,人们对食品、蔬菜及各种肉类的需求也不断提高,食品安全问题成为政府及百姓们最为关注的问题,作为国家技术监督部门,一方面要在食品生产的源头上加强管理外,另一方面提高食品监控能力和防范能力,因此对食品的安全检测就显得尤为重要。
关键词:食品质量检测;气相色谱法;应用
前言随着人们生活水平的不断提高,食品安全备受政府和老百姓的关注。人们熟知的蔬菜、茶叶等农产品中的农药残留、油炸食品中的丙烯酰胺、猪肉中的瘦肉精与三甲胺、白酒中的甲醇和杂醇油含量超标,特别是近期在奶粉和鸡蛋中检出的三聚氰胺等严重危害人民生命安全的问题,暴露了我国食品安全领域存在的隐患,人们愈来愈认识到食品安全问题对人类生存的影响,在加强食品生产源头控制管理的同时,如何提高食品安全监控能力和防范能力也成为工作的重点,而在整个食品安全监控过程中,食品安全检测至关重要。在食品安全检测方法中,气相色谱技术是十分重要的检测技术之一。由于气相色谱技术具有技术成熟、易掌握、灵敏度高、分离效能高、选择性高、方便快捷以及特别适合易挥发的物质检测等特点和优势,已被广泛应用于食品和酿酒发酵工业。因大多数食品中对人体有毒有害物质的组分复杂且是易挥发的有机化合物,所以,气相色谱技术在食品安全检测中有着非常广泛的应用前景。
1 气相色谱技术的概述
1.1 气相色谱技术的概念
气相色谱法(gas chromatography,简称GC)是色谱法中最广泛使用的一种分析方法,其是以惰性气体(N2或He)为载体将样品带入气相色谱仪进行分析的色谱法,而利用气相色谱仪对气体或液体样品进行组分分析的技术。它特别适用于气体混合物或易挥发性的液体或固体检测,即便对于很复杂的混合物,其分离时间也很短。
1.2 气相色谱技术的基本原理
基本原理:混合物中各组份在一种流动相(气体或液体)的带动下,流经另一固定相(固体或液体)时,固定相对各组份的作用力不同(溶解、解吸或吸附能力的不同),造成各组份在固定相中滞留时间产生差异,从而使混合物中各组份得以分离。各组份分离后,随流动相逐一按次序进入一种叫做检测器的系统进行非电量转换,转换成与组份浓度成比例的电讯号→记录、绘图、计算。
1.3 气相色谱系统的组成
气相色谱系统一般由分离系统和检测系统组成。(1)分离系统主要由气路系统、进样系统和色谱柱(GC常用的色谱柱一般有两种:一是填充柱,另一种是毛细管柱)组成,其核心为色谱柱。(2)检测系统主要为检测器,检测器将色谱流出物转变为电信号,由数据记录部分将图谱记录下来,然后进行数据处理。
2 气相色谱技术在食品安全检测中的应用
2.1 农药和其他药物残留与污染检测分析
近年来,在蔬菜和水果中有机氯、有机磷农药残留和肉类、鱼类产品中的兽药残留已被社会广泛关注。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前,可采用GC/ECD气相色谱检测有机氯农药残留,如可利用GC/ECD分析技术准确检测高丽人参中的有机氯农药残留;可采用GC/NPD气相色谱检测有机磷和有机氮农药残留;可采用GC/FPD气相色谱检测有机磷和有机硫农药残留等。另外,胡彩虹等研究证明,采用GC/FID气相色谱可检测出猪肉、鱼和虾中三甲胺的含量。
2.2 多环芳烃、添加剂及丙烯酰胺含量检测分析
多环芳烃(PAHs)是一类重要的环境和食品污染物,目前已知的2~7环PAHs就有数百种,其中很多种具有致突变性和致癌性。其中,各类食品中以烟熏食品中PAHs的污染最为严重。由于烟熏食品广大消费者所青睐,因此分析检测烟熏类食品中PAHs含量,并制定相关的食品卫生标准有重要意义。可采用气相色谱/质谱(GC/MS)法,利用毛细管色谱柱的高分离能力和质谱的高灵敏度鉴定能力,快速检测与分析烟熏类食品中常见的20多种PAHs。此外,还可以利用GC/FID气相色谱检测食品中山梨酸、苯甲酸等食品防腐添加剂含量,使用GC/ECD气相色谱检测油炸食品中的丙烯酰胺含量,使用GC/FID气相色谱测定面粉中过氧化苯甲酰的含量。
2.3 发酵饮料产品中风味组分的质量控制分析
(1)白酒中甲醇、杂醇油是酒类卫生监控指标中的两项重要指标,GB2757和GB10345对甲醇、杂醇油的含量和检验方法作了严格的规定。采用GC/FID气相色谱可直接进样,并可快速、准确地测定出白酒中甲醇和杂醇油的含量。(2)啤酒、葡萄酒和发酵饮料中有许多挥发性化合物和风味物质,可以直接反映产品的质量状况。可采用顶空进样的气相色谱分析(Hs—GC)技术监控啤酒中的硫化物等有害组分、有害色素及挥发性气体,通过检测这些化合物在生产过程中的变化,可以控制啤酒、葡萄酒等发酵饮料产品在生产过程中的产品质量,确定发生在发酵酿造过程中影响饮料产品最终味觉和质量的关键问题。
2.4 食品塑料袋有害物质的检测
食品塑料袋在加工过程中,为了增加塑料的可塑性、韧性和透明度,往往添加多种增塑剂,其中使用量最大、最普遍的是酞酸酯(邻苯二甲酸酯,PAEs),含量可达终产品的50%。但由于酞酸酯类增塑剂与塑料基质之间没有形成化学共价键,因而在接触到包装食品中所含的水、油脂等时,便会溶出,并且塑料中的酞酸酯增塑剂含量越高,可能被溶出的数量越多。研究证实,酞酸酯对动物和人均有慢性毒性、致突变、致癌作用以及生殖与发育毒性,是全球范围内最广泛存在的化学污染物之一。目前,酞酸酯类化合物对环境的污染及对内分泌的干扰已引起人们的普遍关注。可利用GC/FID气相色谱技术检测塑料制品中的的5种酞酸酯[邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二(2—乙基己基)酯(DE-HP)]。
2.5对食品添加剂成分进行分析检测
为了保证食品的色香味俱全,很多企业和商家都在食品加工的过程中加入了食品添加剂。虽然大多数食品添加剂对人体毒性并不是很大,不会带来任何不良影响。但是也有一部分食品添加剂,本身的危害相当大。如塑化剂的危害性相当高,并且能够造成基因富含较大的毒性,严重伤害人类现有的基因,如果对其加以长期的食用,容易使得人体出现严重的心血管病,一些时候还会对人体的新陈代谢系统造成严重阻碍,不利于饮食健康。近些年,食品安全监管部门加强对食品安全的监督,对于食品添加剂的使用量和添加种类也有了严格的规定。食品添加剂的种类相当多,通常可以按照用途分为营养强化剂、食品防腐剂、食品品质改善添加剂以及食品加工添加剂,而气相色谱技术在其中的使用主要集中在酸性防腐剂和酯型防腐剂的检测,如山梨酸和丙酸。它可以将食品添加剂中的成分进行完全的分类和离析,将整个食品添加剂的成分以及数量完全展示出来。
2.6对酒类添加成分进行检测
随着时代的发展,我国的饮品种类迅速增加,无论是酒类还是饮料,都获得了全面上升。而在白酒的主要成分当中,含着一种果胶内甲基酯分解物质,其中的甲醇属于对人体有害的成分,如果饮用过量,容易使神经系统充血严重,直接引起各种头晕等现象。在对白酒当中的有害物质甲醇以及含醇物质进行检测的过程中,需要采用GC/FID 气相色谱检测法。在对白酒进行质量检测的过程中,同样需要采用 GC/FID 气相色谱检测技术。由于啤酒以及其他饮料当中拥有相当多的化合物质,因而在对其运用气相色谱技术检测的过程中,可以将整个产品的质量状况完全的显现出来。并且,可以对这些饮料当中的化合物进行合理检测,以对整体产品质量进行严格控制。在对这些饮料进行质量监控的过程中,需要分别针对各种化合物选择相应的气相色谱检测技术。比如对啤酒和葡萄酒一类的发酵饮料,可以采用HS-GC 技术进行相应质量检测,并且检测的主体方向通常会在这些饮料的有机物质上,如蔗糖、二氧化碳以及脂肪。对于啤酒当中的有害物质,如草甘膦和铬等,可以采用 HS-GC 技术进行实时分析,将其中的有害气体与挥发性气体完全区别开来。
3 结语
综上所述,随着色谱技术的发展,耐高温的极性高效开管柱和选择性好、灵敏度高的检测器的研制,以及计算机软件开发、专家系统应用、检测手段的进步及与质谱等仪器的联用等相关问题的解决,气相色谱技术的应用也会越来越多,在食品安全检测领域具有广泛的应用前景,从而为广大人民群众把好食品质量安全关。
参考文献:
[1]谭庆斌. 气相色谱技术在食品安全检测中的应用[J]. 中国高新技术企业, 2010(28):38-40.
[2]王姣姣, 赫彩霞, 高文惠. 气相色谱法在食品及饲料有害物质分析中的应用[J]. 饲料博览, 2013(10):40-43.
论文作者:田志
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/1
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