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氣相色譜儀在食品安全檢測中的研究進(jìn)展

文檔作者：魯長海文檔來源：廣州廣電計量檢測股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月30日
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上一篇：氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用在食品檢驗中的應(yīng)用

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100 食品安全導(dǎo)刊 2016年4月
Technology
科技
分析與檢測
古語云：“民以食為天，食以安
為先”。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，
食品安全越來越受到人們的關(guān)注。食
品安全不僅關(guān)系到人們的身體健康和
生命安全，同時也關(guān)系到社會穩(wěn)定和
國家形象。近年來，惡性食品安全事
故頻繁發(fā)生，導(dǎo)致越來越多人關(guān)注食
品安全問題，食品安全問題成為一個
亟需解決的問題。檢測食品中各種各
樣的有害物質(zhì)，研究和改進(jìn)食品檢測
方法成為全球矚目的重大課題，而氣
相色譜方法是檢測食品中有害物質(zhì)的
簡單方便的手段。
在眾多食品安全檢測方法中，氣
相色譜技術(shù)扮演著非常重要的角色。
其由于技術(shù)成熟較早、易于掌握、運(yùn)
行成本低以及特別適合揮發(fā)性（或可
轉(zhuǎn)為揮發(fā)性）物質(zhì)檢測的特點和優(yōu)勢，
而被廣泛應(yīng)用。本文就氣相色譜儀的
原理、特點及近年在食品檢測方面的
應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期對氣相色譜儀在
食品安全檢測中的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
氣相色譜儀的工作原理及組成
部件
氣相色譜儀是一種多組分混合物
的分離、分析工具，它是以氣體為流
動相，采用沖洗法的柱色譜技術(shù)。當(dāng)
多組分分析物質(zhì)進(jìn)入到色譜柱時，由
于各組分在色譜柱中的氣相和固定液
液相間的分配系數(shù)不同，因此，各組
分在色譜柱的運(yùn)行速度也就不同，經(jīng)
過一定的柱長后，按順序離開色譜柱
進(jìn)入檢測器，經(jīng)檢測后轉(zhuǎn)換為電信號
送至數(shù)據(jù)處理工作站，從而完成對被
測物質(zhì)的定性定量分析。
氣相色譜儀的組成部分包括以下
幾個方面。①載氣系統(tǒng)：包括氣源、
氣體凈化、氣體流速控制和測量；②
進(jìn)樣系統(tǒng)：包括進(jìn)樣器、汽化室（將
液體樣品瞬間汽化為蒸氣）；③色譜
柱和柱溫：包括恒溫控制裝置（將多
組分樣品分離為單個）；④檢測系統(tǒng)：
包括檢測器、控溫裝置；⑤記錄系統(tǒng)：
包括放大器、記錄儀、數(shù)據(jù)處理裝置、
工作站。
氣相色譜儀常用檢測器及特點
熱導(dǎo)檢測器
熱導(dǎo)檢測器（TCD）屬于濃度型檢
測器，即檢測器的響應(yīng)值與組分在載
氣中的濃度成正比。它的基本原理是
基于不同物質(zhì)具有不同的熱導(dǎo)系數(shù)，
幾乎對所有物質(zhì)都有響應(yīng)，是目前應(yīng)
用最廣泛的通用型檢測器。由于在檢
測過程中樣品不會被破壞，因此，可
用于制備和其他聯(lián)用鑒定技術(shù)。
氫火焰離子化檢測器
氫火焰離子化檢測器（FID）利用
有機(jī)物在氫火焰的作用下化學(xué)電離而
形成離子流，借測定離子流強(qiáng)度進(jìn)行
檢測。該檢測器靈敏度高、線性范圍
寬、操作條件寬松、噪聲小、體積小，
是有機(jī)化合物檢測常用的檢測器。但
是檢測時樣品會被破壞，一般只能檢
測在氫火焰中燃燒產(chǎn)生大量碳正離子
的有機(jī)化合物。
電子捕獲檢測器
電子捕獲檢測器（ECD）是利用電
負(fù)性物質(zhì)捕獲電子的能力，通過測定
電子流進(jìn)行檢測。ECD 具有靈敏度高、
選擇性好的特點。它是一種專屬型檢
測器，是目前分析痕量電負(fù)性有機(jī)化
合物最有效的檢測器，元素的電負(fù)性
越強(qiáng)，檢測器靈敏度越高，對含鹵素、
硫、氧、羰基、氨基等的化合物有很
高的響應(yīng)。電子捕獲檢測器已被廣泛
應(yīng)用于有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量、
金屬配合物、金屬有機(jī)多鹵或多硫化
合物等的分析測定。它可用氮氣或氬
氣作載氣，最常用的是高純氮。
火焰光度檢測器
火焰光度檢測器（FPD）對含硫和
含磷化合物有比較高的靈敏度和選擇
性。其檢測原理是，當(dāng)含磷和含硫物
質(zhì)在富氫火焰中燃燒時，分別發(fā)射具
有特征的光譜，透過干涉濾光片，用
光電倍增管測量特征光的強(qiáng)度。
質(zhì)譜檢測器
質(zhì)譜檢測器（MSD）是一種質(zhì)量型、
通用型檢測器，其原理與質(zhì)譜相同。
它不僅能給出一般GC 檢測器能獲得的
色譜圖（總離子流色譜圖或重建離子
流色譜圖），而且還能夠給出每個色
譜峰所對應(yīng)的質(zhì)譜圖。通過計算機(jī)對
標(biāo)準(zhǔn)譜庫進(jìn)行自動檢索，可提供化合物
分析結(jié)構(gòu)的信息，所以其是GC 定性分
析的有效工具。常被稱為色譜- 質(zhì)譜聯(lián)
用（GC-MS）分析，將色譜的高分離能
力與MS 的結(jié)構(gòu)鑒定能力結(jié)合在一起。
氣相色譜法的特點
① 高效能： 是指一般填充柱都
有幾千理論塔板， 毛細(xì)管柱可達(dá)
105 ～ 106 的理論塔板數(shù)。因而，可
以分析沸點十分相近的組分和極為復(fù)
雜的多組分混合物。②高選擇性：指
固定相對性質(zhì)極為相似的物質(zhì)，如同
位素、烴類異構(gòu)體等有較強(qiáng)的分離能
力，主要是通過高選擇性的固定液，
使各組分間的分配系數(shù)有較大的差別
氣相色譜儀在食品安全檢測中的研究進(jìn)展
魯長?！V州廣電計量檢測股份有限公司
Apr. 2016 CHINA FOOD SAFETY 101
分析與檢測
而實現(xiàn)分離。③高靈敏度：目前使用
的高靈敏度檢測器可以檢出10-11 到
10-13 的物質(zhì)，因此在痕量雜質(zhì)分析
中，可以測出超純氣體、離分子單體
和高純試劑中1 ppm ～ 1 ppb 的雜質(zhì)。
④應(yīng)用范圍廣：氣相色譜可以分析氣
體、液體和固體，不僅可以分析有機(jī)物，
也可以分析無機(jī)物，還可以分析高分
子和生物大分子物質(zhì)，而且應(yīng)用范圍
仍然在擴(kuò)大。
氣相色譜儀在食品安全檢測中
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、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。
農(nóng)藥殘留檢測分析
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。標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 19648-2006 用氣相色譜- 質(zhì)譜
法測定水果和蔬菜中500 種農(nóng)藥及相
關(guān)化學(xué)品殘留量。黃惠玲等人選擇將
GC-MS/SIM 與大體積進(jìn)樣技術(shù)結(jié)合，測
定蔬菜、水果中包括有機(jī)磷、氨基甲
酸酯、有機(jī)氯類、菊酯類在內(nèi)的17 種
農(nóng)藥殘留。
氣相色譜儀在酒類檢測中的應(yīng)用
醇、雜醇油是衡量酒類質(zhì)量的重
要指標(biāo)，它們的分離、檢測方法多種
多樣，如化學(xué)法、氣相色譜法，而目
前最常用的是氣相色譜法，該方法具
有分離效率高、分析速度快、樣品用
量少、檢測靈敏度高、選擇性好以及
應(yīng)用范圍廣等特點，所以常用其對高
級醇進(jìn)行定性和定量分析。國家標(biāo)準(zhǔn)
中氣相色譜法測定的高級醇，用異丁
醇＋異戊醇表示，不能完全代表酒中
各種高級醇含量，如正丙醇、正丁醇、
仲丁醇、2- 戊醇、正戊醇以及正己醇
在某些白酒中的含量不容忽視。氣相
色譜法測高級醇最突出特點就是準(zhǔn)確、
迅速、減少主觀誤差，而且可以同時
測定高級醇和己酸乙酯，省事省力。
氣相色譜法還可以減少藥品消耗，減
少環(huán)境污染。氣相色譜儀可以檢測酒
中的β- 本乙醇、二元酸二乙酯、酯
類物質(zhì)、乙醛、甲醇以及正丁醇等成分。
氣相色譜在環(huán)芳烴、添加劑以及丙烯
酰胺含量檢測方面的應(yīng)用
食品行業(yè)的下滑，不僅僅是因為
農(nóng)藥和化肥殘留問題。目前在很大程
度上無法對食品行業(yè)進(jìn)行有效管理，
小商小販到處都是，他們生產(chǎn)出來的
食品絕大部分含有較多的有毒物質(zhì)。
如多環(huán)芳烴，這是一種重要的環(huán)境和
食品污染物質(zhì)，具有很大的致癌幾率。
另外就是添加劑，由于部分食品在加
工出來以后，并沒有較好的銷路，得
不到社會大眾的認(rèn)可，因此，添加劑
就成為了這類食品的主要解決方案。
近幾年，蘇丹紅、三聚氰胺等一系列
添加劑都遭到曝光，不僅導(dǎo)致眾多市
民受到身體上的損害，而且對社會發(fā)
展造成了很大的負(fù)面影響。未來的食
品檢測工作必須在這些方面努力，對
需經(jīng)釀造發(fā)酵過程的飲品（葡萄酒、
啤酒）的監(jiān)控，一般采用HS-GC 技術(shù)
對質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)分析檢測，啤酒中隱
含的硫化物等有害色素、有害組分與
易揮發(fā)成分可在HS-GC 技術(shù)下檢驗出
來，最終實現(xiàn)對發(fā)酵飲品的及時監(jiān)控
與安全檢測。
氣相色譜儀在食品包裝材料上的應(yīng)用
使用真空包裝袋包裝食品，可以
防止食品與空氣接觸，所以能夠為食
品安全提供一定保障。但是，一些不
法商販為了降低加工成本，在食品加
工時使用大量不合要求的食品包裝袋，
以至于影響了食品質(zhì)量。而這些包裝
袋不僅會釋放有毒物質(zhì)，還會對空氣
和土壤造成污染，所以在檢測食品時，
還要使用氣相液相色譜技術(shù)檢測包裝
袋材料。就目前來看，通常使用GC/
FID 氣相液相色譜技術(shù)進(jìn)行食品包裝袋
的檢測，能夠檢測包裝袋中是否含有
鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二酯
等多種酞酸酯類化合物。而這些物質(zhì)
是食品塑料袋在加工過程中使用的一
種增塑劑，在接觸到食品中的水和油
脂時會溶解，對人體有慢性毒性，容
易引起人體器官癌變。
結(jié)論
我國目前處于經(jīng)濟(jì)與科技高速發(fā)
展的年代，經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展造福于
國人的同時，也帶來很多負(fù)面影響。
一些黑心商人、不法商販由于利益驅(qū)
使，甚至存在嚴(yán)重負(fù)面心理的個人與
恐怖組織，會研發(fā)一些新型化學(xué)試劑、
藥劑、有害添加劑，并投入食品行業(yè)
中。這些有害成分可以提升食品口感，
且運(yùn)輸便利，而有些成分無色無味，
但長期食用會對該食品產(chǎn)生依賴性。
面對層出不窮的新型有害添加劑，落
后老化的檢測設(shè)施不能夠滿足此類新
型添加劑的檢測，檢測工作無法滿足
食品安全要求，推行新型檢測技術(shù)，
成為我國食品安全檢測建設(shè)的重點發(fā)
展方向。隨著氣相色譜技術(shù)的發(fā)展，
高效、快捷、方便、準(zhǔn)確的氣相色譜
檢測方法在食品安全檢測中的應(yīng)用越
來越廣泛。
作者簡介：魯長海（1987-），男，
河南省信陽人，碩士。研究方向：食
品加工與安全。

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