1 高效液相色谱法理论概述和工作原理
高效液相色谱法(HPLC)属于色谱分析法重要的组成部分。高效液相色谱法的优点包括检测时间短、灵敏效果好、分离效能高等等。主要包括柱色谱、纸色谱和薄层色谱。
高效液相色谱分离是溶质在固定相和流动相之间进行的一种连续多次交换的过程,借助溶质在两相间分配系数、亲和力、吸附力或排阻作用的差别使不同溶质得以分离。以液体为流动相,在高压输液系统的作用下,对混合溶剂或者单一溶剂进行成分分离,之后再对其展开检测,这样便可以完成试样分析,其具体原理如图1所示。
图1 HPLC的工作原理
2 高效液相色谱仪的基本构造
高效液相色谱仪的构造比较复杂,其部件包括检测器、高压输液泵等。
2.1 高压输液泵
高压输液泵要耐高压和耐化学腐蚀,恒流泵以及恒压泵决定了高压输液泵具有耐化学腐蚀以及耐高压的特性。一般泵体材料为耐酸不锈钢材料,其材料质量相对较好。高压输液泵可以在40～50 MPa/cm2压力下工作,且连续工作时间通常不会低于9 h,与此同时高压输液泵还可以保证输出流量稳定。
2.2 色谱柱
色谱柱的主要部件为柱管与固定相。柱壁材料一般选择不锈钢、铜等材料,分离效果和色谱柱的长度有直接关系,色谱柱长度通常在5～30 cm范围内,其内径通常为5 μm～5 mm。
2.3 检测器
检测器的作用是可以对完成色谱柱分离后的组分随洗脱液流出的浓度变化进行检测,并由相关设备绘制出色谱图。由此可见检测器需要具备灵敏性高、使用范围广的特性。目前可供选择的检测器有很多,但是不同检测器所检测的物质也是不同的,这些检测器都是具有针对性的,因此检测不同物质要挑选不同的检测器。
3 高效液相色谱在食品检测中的应用
3.1 营养成分的检测
对于糖类来说其检测不能根据一般检测来操作,因为糖类的还原性较强。维生素是人体必需的营养物质,先提取再展开检测的操作存在一定的弊端,会造成维生素结构的变化,从而影响检测结果。通过高效液相色谱可以快速地对糖类、维生素和氨基酸进行检测,进而提高营养成分的检测准确度[1]。
3.2 食品添加剂的检测
目前食品添加剂的种类越来越多,主要包括色素、防腐剂等,食品添加剂的主要作用包括改善食物的味道、色泽等等,很多食品中都会或多或少的存在添加剂,但是过多食用食品添加剂会对人体造成危害。传统检测方法无法完全检测出防腐剂。目前色素包括天然色素和非天然色素,而非天然色素又被叫做人工合成色素,通常情况下天然色素不会含有过多的毒素,而且结构稳定。但是人工色素的毒性高于天然色素,人体摄入过量会对机体产生很大损害。高效液相色谱技术可以快速检测出食物中是否含有人工合成色素,可以有效的保证食品安全。
3.3 有毒害物质的检测
3.3.1N-亚硝胺的检测
我国还存在部分食品生产商在食品加工的过程中,为了增加食品的色泽,添加亚硝酸盐与硝酸盐,这两种食品添加剂自身生物危害不大,但是这两种物质能够发生化学变化产生N-亚硝胺,N-亚硝胺是一种对人体危害较大的毒素,甚至会导致癌症。高效液相色谱法能够在短时间内检测出食品中是否含有N-亚硝胺,同时还能够精准检测出食品中N-亚硝胺的含量[2]。
3.3.2 多环芳烃的检测
环芳烃通常被添加在烤肉中。过去经常会采用氧化铝检测方式来检测食品中多环芳烃的含量,这种检测方式会花费大量的时间,为了节约检测时间、使检测结果更加精准,目前采用高效液相色谱法对多环芳烃、苯并芘进行检测,其需要的时间大大缩短,一般在20 min内就能够得到检测结果。
3.3.3 芳香胺的检测
芳香胺是一种非天然色素,是通过人工加工而产生的色素,这种色素一旦进入人体将会对人体产生不可逆转的伤害,使用过多的情况下会诱发癌症。因此它是一种不被允许加入到食物中的色素,所以在对食物进行检测时要尤为注意。通过高效液相色谱去判断产品中是否含有芳香胺色素时可以选择Permaphase ETH色谱柱。该检测方法所使用的流动相通常为甲醇-环戊烷,这种检测方式与过去的检测方式相比具有效率高的优点,可以有效缩短检测时间,同时还能保证检测结果的准确性[3]。
3.3.4 黄曲霉毒素的检测
食物在未进行妥善储存或者储存时间过长的情况下特别容易发霉,食品一旦发霉就很容易产生黄曲霉毒素,而花生、玉米和大米在发霉过程中最容易出现黄曲霉毒素。黄曲霉毒素一旦进入人体,将会对人体产生很大危害,更甚者会诱发人体肝癌。高效液相色谱检测方法能够有效检测出食物是否含有黄曲霉毒素,在检测时所选择的色谱柱为SiI6-X-1。该方法中检测结果的准确性较高。且检测所需时间较短,通常情况下仅仅7 min便能够完成检测。
4 结语
随着时代的进步,人们的饮食习惯逐渐多元化,对食品安全问题也尤为关注,对食品质量的要求也越来越高,这就关系到食品安全问题,食品安全检测技术也在不断增强,只有这样才能保证食品安全。高效液相色谱能够检测出多种添加在食品中的有害物质,所以在食品行业被广泛使用,且高效液相色谱可以在较短的时间内得出检测结果,分析速度快,在一定程度上可以避免食品安全问题的出现。
