高效液相色谱技术在食品添加剂检测中的应用

摘要：高效液相色谱也就是HPLC，它是依靠样品组分在固定相和流动相之间分配系数的差异来实现高效分离的分析技术，包含正相、反相、离子交换、分子排阻等多种分离模式，其系统是由高压输液泵、自动进样器、色谱柱、检测器以及数据处理单元构成的，具备分离效率高、分析速度快、灵敏度优异等特点。在食品添加剂检测这个领域里，HPLC能够精准定量甜味剂像甜蜜素、阿斯巴甜等，还有防腐剂比如苯甲酸、山梨酸钾，以及合成色素例如柠檬黄、亮蓝，另外还有抗氧化剂和香精香料等，其检测限可以达到ppb级别，能够满足GB2760等国家标准的要求。HPLC和质谱也就是MS、核磁共振即NMR等联用技术进一步拓展了它在药物代谢、蛋白质组学以及环境污染物痕量分析中的应用深度，目前正朝着微型化、智能化的方向不断演进。

关键词：高效液相色谱技术；食品添加剂；检测

现在食品添加剂的种类已经超过了一万种，其中常用的也超过了一千种，它们在改善食品色、香、味以及延长保质期方面起到了很大的作用。不过，要是超量或者违规使用食品添加剂，就会直接对消费者的健康造成威胁。所以，建立一个快速、准确且高灵敏度的检测体系是非常紧迫的事情。高效液相色谱法从20世纪60年代出现、70年代形成完整技术体系以来，由于它不受分析对象挥发性和热稳定性的限制，几乎所有化合物都能进行分析的独特优势，已经被全球多个国家用来对食品添加剂进行定性与定量检测，它就像是食品安全保障的“定海神针”。

1高效液相色谱技术概述

1.1基本原理

HPLC的分离原理是基于色谱经典理论的，当样品组分溶解在流动相中并通过固定相时，会因为吸附、分配、排阻、亲和等作用的强弱不同，导致滞留时间不一样而先后流出，从而实现分离，HPLC采用的是粒径为3～10μm的高效固定相，其理论塔板数能够达到每米数千至上万，需要高压泵（最高42000kPa）来驱动，具有柱效高、分析速度快的特点，流动相的组成、比例以及pH值可以灵活调节并且会参与到分离过程中，由此衍生出正相、反相、离子交换、体积排阻等多种模式，适用于复杂基质中微量组分的高效分离与定量分析^[1]。

1.2分离模式分类

按照分离机理来说色谱法主要分为五类情况，液固吸附色谱是基于组分与吸附剂表面活性中心的吸附差异，液液分配色谱包含正相与反相且利用组分在固定相与流动相间溶解度不同，其中反相色谱以键合硅胶为固定相、甲醇-水或乙腈-水为流动相应用最为广泛，离子交换色谱是依据离子交换剂对不同离子亲和力的差异，离子对色谱法是通过离子对试剂中和待测离子的电荷，分子排阻色谱法是按照分子尺寸大小进行筛分（如表1所示）。

表1五种分离模式的分离机理与典型条件

1.3系统组成

HPLC系统是由五大核心模块构成的，高压输液泵也就是一元至四元梯度泵能提供稳定高压来驱动流动相，进样系统会采用手动六通阀或者自动进样器以实现精密定量进样，色谱柱内置在柱温箱里用来控制分离温度，它是核心的分离部件，检测器包含紫外-可见分光光度检测器、荧光检测器、蒸发光散射检测器等，可适应不同组分的检测需求，化学工作站主要负责数据的采集与处理工作。现代仪器由微处理机进行全程控制，能够实现梯度洗脱、流量调节、柱温恒温以及自动进样等全流程的智能化管理，以此保障分析的重现性与高通量^[2]。

2HPLC在食品添加剂检测中的具体应用

2.1甜味剂的检测

甜味剂是食品里使用特别广泛的添加剂之一，像甜菊素、甜蜜素、安赛蜜、糖精钠、阿斯巴甜等都属于人工合成甜味剂，HPLC检测这类添加剂常用的方法有离子对色谱法、阴离子交换色谱法以及RP-HPLC-UVD法，广泛应用的检测器是紫外检测器（UVD）和示差折光检测器（RID），以饮料中4种甜味剂的检测来说，其线性范围是0.5～20mg/L，回收率在80%～95%，整个操作能在6分钟内完成，体现出操作便捷、结果准确、重现性与选择性都很不错的技术优势，当UVD与RID串联的时候，还可以同步检测甜蜜素，大大提高了检测效率。

2.2防腐剂的检测

防腐剂包含苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、脱氢乙酸、对羟基苯甲酸酯以及乳酸链球菌素等成分，HPLC检测苯甲酸和山梨酸的时候，线性范围处于0.5～5mg/L，最低检出限为0.1mg/L，定量下限分别是0.4mg/L和0.5mg/L，加标回收率苯甲酸在84%～98%、山梨酸在82%～96%，同时它能够有效检测6种对羟基苯甲酸酯，检出限低至0.0016～0.0081mg/L，利用UVD与RID串联还可以同步检测甜蜜素，这体现了HPLC在防腐剂检测中操作便捷、灵敏度高、准确率优异的突出特^[3]。

2.3合成色素的检测

食用色素可分为天然和人工合成这两大类，我国常用的合成色素包含柠檬黄、苋菜红、亮蓝等，采用HPLC法对肉制品里9种合成色素进行检测，其线性关系在1.0～20μg/mL，相关系数R²大于0.999，检出限为0.1mg/kg，回收率超过86%，相对标准差控制在3.9%以内，国际上已把HPLC法作为酒类糖分含量测定的仲裁法，这充分证明了它在色素检测领域的权威地位。

2.4抗氧化剂的检测

常见的人工合成抗氧化剂包含叔丁基对羟基茴香醚（BHA）、2，6-二叔丁基对甲酚（BHT）、特丁基对苯二酚（TBHQ）等这些种类，研究显示采用HPLC法能够在36分钟内把12种抗氧化剂完全分离出来，其线性范围处于0.2～200mg/L之间，定量检测下限为0.2～1mg/kg，回收率超过了81.13%，相对标准偏差仅仅只有0.26%，体现出了卓越的多组分同时分析能力。

2.5香料与香精的检测

食品当中常用的香精主要有香兰素、乙基香兰素、丙二醇及麦芽酚等，若过量使用这些香精可能会对人体健康产生不良影响，所以准确检测食品中香精情况至关重要，采用HPLC法能够同时对上述四种香精进行高效分离与定量分析，该方法的线性范围是5～500μg/L，回收率达到75.8%以上，相对标准偏差仅为1.58%，具备灵敏度高和重复性好的特点，此方法以反相C18柱进行分离，利用紫外检测器在特征波长下进行检测，能够快速且准确地测定食品基质中香精的成分与含量，可满足GB2760等国家标准对食品添加剂限量的监管要求^[4]。

2.6其他营养成分与功能性添加剂的检测

HPLC在营养成分和功能性添加剂检测方面应用十分广泛，氨基酸采用OPA-FMOC柱前衍生结合RP-HPLC法来测定，三浓度梯度线性关系呈现良好状态，保留时间误差小于0.1min，RSD低于4%，加标回收率处于90%～110%范围，碳水化合物可通过HPLC法同时测定多种糖类，该方法操作简便且灵敏度较高，脂肪酸选用RP-HPLC与电容耦合非接触电导检测（C4D）联用，以HypersilODSC18柱进行分离，硬脂酸在5～200μg/ml范围内线性表现良好，与气相色谱法相比更快速简便且灵敏度相当，为食品营养成分的精准分析提供了可靠技术支撑。

3 HPLC联用技术的拓展应用

单一HPLC技术在应对日益复杂食品基质方面已显露出不足，多技术联用成为分析化学发展的必然走向，LC-MS联用把色谱高效分离能力和质谱高灵敏度、强定性优势完美结合起来，成为复杂基质中微量添加剂检测的“黄金搭档”，据统计其在食品添加剂检测里的应用比例已超过60%，在苏丹红等非法添加物检出以及抗生素残留和农药多残留筛查中发挥不可替代作用，尤其适合热不稳定、强极性化合物的分析，LC-MS-NMR集成技术进一步把液相色谱、质谱与核磁共振三大分析手段进行融合，实现结构鉴定与定量分析的一体化，比如将蛋黄中提取的多种磷脂经HPLC预先分离后收集各组分分别进行MALDI-TOF-MS分析可获得清晰质谱图，为磷脂类功能性添加剂的精准结构鉴定与定性定量提供有力支撑，GC-HPLC、SPME-HPLC、FAME-HPLC等其他联用技术通过在线或离线方式耦合前处理与分离检测环节，大幅拓宽HPLC的应用边界并显著提升痕量组分的富集效率与检测灵敏度，当前2024年国家重点研发计划已启动“超高效液相色谱仪”项目推动核心部件国产化进程，HPLC联用技术正朝着多维色谱、智能化控制与绿色化方向持续演进，为食品安全监管提供更坚实的技术保障^[5]。

4结论

高效液相色谱技术具备高压、高效、高速、高灵敏度和高选择性这五重优势，在食品添加剂检测领域占据着核心地位。从甜味剂、防腐剂、色素到抗氧化剂、香料等各类物质，HPLC都能够实现准确、快速且多组分同时检测。随着LC-MS等联用技术逐渐趋于成熟以及UHPLC得到快速推广，HPLC的检测能力正朝着新的高度迈进。虽然存在成本高、操作复杂等方面的局限，但技术进步正在逐步化解这些发展瓶颈。HPLC不仅是当下食品安全检测工作中的中坚力量，更是未来食品质量保障体系里不可或缺的技术基石。

参考文献：

[1]李艳洁,陈慧芝,吴丹,等.高效液相色谱在食品添加剂检测中的应用[J].现代食品,2026,(01):125-127.

[2]陆凯军,廖盛.高效液相色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用研究[J].现代食品,2025,(22):186-188.

[3]乔少婷.高效液相色谱法在食品添加剂检测中的应用与优化[J].食品安全导刊,2025,19(32):111-113.

[4]赵萍.高效液相色谱法在食品添加剂检测中的应用研究[J].现代食品,2025,(20):181-183.

[5]谭蟒,李世充,徐丽敏,等.高效液相色谱法在食品添加剂检测中应用[J].中国食品工业,2025,(20):97-98+101.