刘莉

摘要：在市场经济繁荣、城建事业深化的时代背景之下，我国居民生活品质持续改善，物质、精神环境愈发充实和富足，科技手段的进步催生了诸多新材料、新产品，农药、抗氧化剂等促进农业发展的同时，也带来了较为严重的食品安全问题，各种毒害物质随食品进入人体，对消费者健康造成极大损害。本文聚焦于此，从原理、分类等角度探究了气相色谱法应用于粮油检测的必要性、可行性，并就具体的应用方式、要点技术进行展开论述。

关键词：气相色谱法;粮油检测;食品安全

前言：气相色谱法起源于20世纪50年代，经过漫长的发展、优化历程，当前已经在医疗、科研等多个领域得到广泛应用，从实践效果上看，其改善了传统检测中范围狭窄、持续周期长的困境，有效提升了检测灵敏度及准确性。现阶段我国粮油产业规模不断扩张，食品安全问题愈发严峻，在粮油检测领域中引入气相色谱技术可谓势在必行，有必要从融合、适应角度对其应用路径进行深入探究。

1气相色谱法原理及优势概述

气相色谱法是一种典型的分离分析技术，操作时需要借助专门的色谱仪器，其构造大致可分为4个部分，首先是载气系统，由气体发生器、气源钢瓶[1]等组成，与减压装置一同形成密闭管路，主要负责色谱气源供应。其次是进样系统，包含进样装置、气化室等部分，前者以自动化控制为主，同时配备了手动微量注射器，方便样本剂量调整，后者则主要负责液体样品的气化转换。第三是分离系统，包含色谱柱、色谱炉等结构，前者可以为色谱分离过程提供空间，可具体分为填充柱、毛细管柱两类，色谱炉则主要为分离提供适宜温度。最后是检测系统，该系统是检测转换的主要装置，有浓度型、质量型之分。

正式操作环节，需要取适量待测样本，将其防止在检测灌注的一头，经过气化处理后随惰性气体进入色谱柱，色谱柱之中事先装有液体、固体固定相，由于目标物质沸点、吸附能力存在较大差异，因此会在固定相作用下发生不同程度的吸附、分解，最终流出色谱柱，检测仪器则负责接收不同浓度组分，并在内部机构的支撑下完成电信号转化，为可视化分析奠定基础，整个过程中样本流动情况、流动速度与管柱倾斜程度息息相关，样本分配系数、时间的一致性更有保障。与传统检测技术相比，其优势是十分明显的，主要表现在以下几个方面：

（1）灵敏度更高，检测速度更快，可以满足1ppm以内物质含量检测需求，同时可测出ppb、ppt等级的农药残留物，整个检测周期仅需几分钟至几十分钟，自动化程度相对较高。（2）检测范围较广，气相色谱技术可应用于多種气体的检测试验中，对于可挥发有机物也有较高的检测适用性，若检测条件、环境适宜，即使是高沸点、固态性物质[2]，气相色谱技术也能很好应对。（3）所需试样量少，传统安全检测模式中，不同粮油样品所需总量是存在很大差异的，采集环节操作较为繁琐，而气相色谱技术中，仅需几微升样本即可完成检测，采样操作大幅简化。（4）设备结构简单，气象色谱仪整体架构较为简单，操作难度不高，但可以高效分离多数物质，对隐藏性化学物质也有很好的分离效果。

2粮油检测中气相色谱法的应用方式

2.1药物残留情况检测

农药的使用提升了粮食作物、经济作物抵御病虫害的能力，为农业增产、经济创收奠定了稳固基础，但同时农药不合理使用造成的环境污染、作物污染问题也逐渐暴露出来，农药残留物超标已经成为食品安全领域一大隐患，在粮食、果蔬等农产品生产中表现尤为严峻。有机磷农药作为典型的神经毒剂，从消化道进入人体后，会通过组织细胞膜、血脑屏障等到达目标部位，对胆碱酯酶起到抑制作用，削弱其分解乙酰胆碱的能力，进而导致乙酰胆碱聚集，最终诱发神经功能紊乱，恶心、呕吐甚至呼吸困难、神志不清等症状。有机氯农药则具有明显的脂溶性特征，会在人体脂肪中不断累积，诱发慢性中毒症状，损害人体健康。通过GC/ECD以及GC/FPD气相色谱技术的应用，检测人员可以准确获知粮油产品中药物残留情况，为市场准入判断提供依据，其中GC/FID技术尤其适用于鱼虾、猪肉等农产品的药物检测，三甲胺检出准确率极高，有助于提升食品安全监管效率。

2.2粮油毒素含量检测

粮油中本身含有较多营养物质，来自于机械、包装等处的微生物很容易在存储、运输过程中侵入粮油产品内部，并以粮油为基质进行生存、繁衍活动，导致粮食、油料发热、劣变，最终产生毒素。霉菌是入侵微生物中最为常见的类型，可以分解蛋白质、脂肪等有机质，并提高亚硝基类化合物出现概率，部分变质粮油从外观上看并无任何异常，但实际上已经感染黄曲霉素等无色、透明毒素，一旦被消费者食用，将大幅提升致病、致癌风险，危害机体健康。而实际上，从上世纪70年代开始，气相色谱技术就已经开始应用于霉菌毒素检测，比如T-2毒素等单端孢霉烯族毒素，在羟基衍生化处理之后，会呈现出较好的挥发性，气相色谱技术的使用大幅提升了该毒素的检测效率，在玉米赤霉酮毒素的检测中也表现出了较高的适用性，当前伴随气相色谱-质谱联用技术的进一步推广，粮油毒素含量检测的准确性和灵敏度更加有保障。

2.3抗氧化剂含量检测

粮油产品生产、运输及消耗会经历较为漫长的周期，存储不当很容易出现氧化变质问题，油脂氧化酸败后，不仅产生难闻气味，还会对人体酶系统造成伤害，熟肉制品氧化后，则会产生过氧化物、戌醛、丙二醛等物质，带来致癌风险。为提升粮油抗氧化性能，现代粮油生产环节，通常会加入一定量的抗氧化剂进行防护，虽然延长了可食用期限，但随之而来的抗氧化剂过量问题也逐渐暴露出来。以BHT、TBHQ等为代表的合成抗氧化剂先后被多国禁用，天然抗氧化剂占据市场主导，氧化剂含量检测成为主要话题。气相色谱法综合性能优良，可以在降低成本的基础上开展分离分析，提升检测精准度和灵敏性，为氧化剂含量达标判定提供依据。近年来相关研究进程不断深入，GC×GC-TOFMS联用方法成为重点方向，实践中先使用GC×GC二维特征谱图辅助分析，再使用TOFMS谱图库进行检索促成定性分析，待分析物之间分离效果十分理想，检测效率显著提升，可以满足十余种抗氧化剂检测需求

2.4添加剂及多环芳烃含量检测

食品添加剂是现代科学发展的产物，能够显著改善食品色、香、味等特征，增加吸引度和耐久度，当前我国允许的食品添加剂共20余种，包含甜味剂、增稠剂、膨松剂等，在国家允许范围内添加这些物质，并不会给食用者带来明显损伤，但一旦超过标准添加量，将可能加重人体器官负担，诱发严重的疾病伤害。比如甜蜜素主要作用于肝脏、神经系统等部位，长期、过量食用危害极大，对于代谢、排毒能力较弱的幼儿、老人群体来说，后果更是不堪想象。焦糖色素、日落黄等色素虽然危害不大，但超标食用仍旧可能导致腹泻症状，同时加重肝脏负担。众多添加剂之中，多环芳烃的危害尤其明显，其主要赋存于烟熏物质内部，过量食用后致癌风险大幅提升，应用气相色谱技术能够快速检出多环芳烃成分、含量，规避相关安全隐患。使用GC/FID技术，还能对包含苯甲酸在内的多种防腐剂进行检测，防止防腐剂含量超标诱发危险因素，GC/ECD则多用于油炸类食品检测，可以准确检出丙烯酰胺含量，提升食品安全监管效率。

2.5粮油溶剂残留量检测

从近年食品安全抽检报告来看，食用油溶剂残留量超标上升趋势明显，已经逐渐成为了粮油市场的主要安全隐患，该种情况的出现主要与生产商不合理的成本控制操作有关，溶剂浸出法提取原油出油率相对较高，可以满足大规模生产需求，但溶剂本身性能较难控制，有的溶剂甚至存在极大的燃爆、毒害隐患，部分厂商采用该种生产方式，但后期工艺中却并未配备相应的溶剂去除操作，消费者长期食用该类产品，很容易出现神经系统、造血系统方面的疾病。我国食用油生产标准中，对溶剂残留物的含量限制为≤50mg·kg-1，采用气相色谱技术，可以对溶剂残留进行精准分离和检测，保障食品安全。此外，GC-FID气相色谱技术也多被用于油脂脂肪酸、芥酸[4]的检测当中，检测范围广且效率极高。

3粮油检测中气相色谱法的应用要点

3.1标准溶液配制环节要点

标准溶液是气相色谱分析的关键所在，其质量直接影响标准曲线绘制进程，实践环节应把控好以下几个要点：首先是准备环节，选择精度较高的玻璃仪器，仔细清洁其内壁、外壁杂质、水渍，防止溶液被污染，容量瓶密封应当良好，磨口不能有任何破损，防止漏液情况的发生，如需进行干燥处理，则要合理控制加热时间，尽量避免使用腐蚀容器的试剂。配制浓度应以测定值为依据，选择相同、相近数值，确保其满足测定需求，考虑到观测环节对溶液可见度要求较高，因此要尽可能选择高纯度试剂，以色谱纯为佳，防止杂质对测定结果造成干扰。其次是操作环节，过程中采用的移液管应当是统一的，要提前考虑其量程是否足够，比如测定环节需要吸取1mL、4mL、6mL标准溶液，则要选取10mL量程移液管，且每次操作均要吸取至最大量程，最后再根据需要进行滴放。定容环节要控制溶剂添加步骤，在达到1cm刻度后适当空出静止时间，促进瓶壁水柱下滴，刻度线、凹液面应当始终保持平齐，配制结束后及时摇匀，并将溶液移入棕色容量瓶，在低温环境下妥善储存，防止光照等不良因素影响。

3.2气相色谱样本处理环节要点

粮油产品易变质、易氧化，样本储存不当很可能对检测结果造成干扰，因此操作环节要重点关注样本处理方式，首先要明确样品来源、采样方法及过程，依据采样实际选择适当的样品处理方式，提升分析结果准确性，这一步骤也能较好地检验样本是否具有代表性，采样操作是否符合国家规定。在采样完成后，要尽快开展检测试验，样本放置过久可能影响目标物质浓度，降低检测结果可靠性，若待测项目较多、等待周期较长，也必须合理控制存储环境中的不利因素，防止光照、高温等的侵蚀。其次，为保证样本的典型性、代表性，在采样完成后还应当进行均匀混合，油类样品集中到同一容量瓶摇匀再行取样，颗粒、粉末状样品则要放置在干燥、洁净的牛皮纸上进行充分混匀。待测物质浓度与样本本身质量息息相关，因此要尽可能选用高精度天平，降低误差系数，样本处理操作应当专业、细致，防止操作失误导致待测组变化、污染，上仪器之前样品必须充分溶解，防止空气、挥发性试剂等带来的污染干扰。最后，样本检测环节必须严格遵守标准规定，以小麦粉过氧化苯甲酰含量测定为例，处理环节可能涉及回旋摇动操作，要考虑内部气压过大可能造成的活塞顶出隐患，及时放气防止样本损失，标准中还对样本洗涤、水浴加热等进行了详细阐述，实践环节要做好分析和参照。

3.3气相色谱仪操作环节要点

气相色谱仪结构较为简单，但操作环节还是应当熟知相关要点，开始前应对各气瓶进行细致检查，确保其内部气体充足，防止泄漏问题造成的损失，色谱仪开机前还应当观察色谱柱状态，复核其安装稳固程度，更换时注意轻拿轻放，防止构件损坏。现阶段气相色谱仪设备中，主要采用填充柱、毛细管柱两种色谱柱，要结合试验条件、待测物质组分等考虑比选，提升各要素之间的匹配度，若设备存在老化、漏气问题，可以适当更换硅橡胶垫，条件允许的情况下及时进行更换维修。其次，色谱仪检测器承担着主要的分析、检测功能，浓度型检测器通常可分为热导检测器、电子捕获检测器等，选择时要结合待测物质性能进行分析，比如有机磷农药残留测定试验中，火焰光度检测器可以精准测定含磷有机化合物发射出的526nm波长光，检出限达到10-12g/s，整体适用性较好，应当予以优先考量。若过程中出现点不着火等问题时，要及时检查火焰喷口，排除喷口堵塞情况，同时检查多进样孔大小、氢气流量等参数，结合实况进行优化调整，为检测流程的开展奠定扎实基础。最后，微量注射器使用完畢后，还要及时进行清洁处理，多次冲刷防止堵塞，清洗完成后放回盒中，避免空抽造成的气密性下降问题。

结论：综上所述，气相色谱技术具有灵敏度高、检测范围广等优势，能够较好地满足粮油霉菌毒素、残留药物、抗氧化剂等的含量检测需求，为食品安全提供保障，促进食品安全监管事业的发展。各主体应当正视其优越性，加强技术应用与优化，科学把控标准溶液配制细节，排除无关因素对样本质量的干扰，同时合理选择色谱柱、检测器类型，全面提升粮油检测数据质量。

参考文献：

[1]吴慧莹.气相色谱法在粮油检测中的应用探讨[J].食品界，2021（11）：114-115.

[2]彭毅.气相色谱技术在粮油食品检测中的应用分析[J].粮食科技与经济，2019，44（02）：51-53.