摘 要：本文分析了液相色譜法檢測(cè)飲料中人工甜味劑存在的問(wèn)題，并提出了優(yōu)化策略，旨在提升液相色譜法在人工甜味劑檢測(cè)中的實(shí)用性和準(zhǔn)確性，提高檢測(cè)效率。

關(guān)鍵詞：液相色譜法；人工甜味劑；樣品前處理

Optimization Strategy for Detecting Artificial Sweeteners in Beverages by Liquid Chromatography

CAO Yali

（Shangqiu Product Quality Inspection and Testing Research Center， Shangqiu 476000， China）

Abstract： This paper analyzes the problems of liquid chromatography in the detection of artificial sweeteners in beverages， and puts forward optimization strategies to improve the practicability and accuracy of liquid chromatography in the detection of artificial sweeteners， and improve the detection efficiency.

Keywords： liquid chromatography; artificial sweeteners; sample pretreatment

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和人們對(duì)健康飲食的追求，人工甜味劑作為一種既能提供甜味又不增加熱量的食品添加劑，在飲料中得到了廣泛應(yīng)用。然而，過(guò)量或不當(dāng)使用人工甜味劑可能會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)其在飲料中的準(zhǔn)確檢測(cè)顯得尤為重要。液相色譜法作為一種高效、靈敏的分析方法，在食品檢測(cè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，該方法仍存在一些問(wèn)題，如檢測(cè)效率低、準(zhǔn)確性不足等，這些問(wèn)題制約了其在人工甜味劑檢測(cè)中的進(jìn)一步發(fā)展。因此，本研究旨在探討液相色譜法檢測(cè)飲料中人工甜味劑的優(yōu)化策略，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率，為保障食品安全和消費(fèi)者健康提供有力支持。

1 液相色譜法檢測(cè)人工甜味劑存在的問(wèn)題

1.1 儀器設(shè)備的限制

由于人工甜味劑通常以極低濃度存在于飲料中，這就要求檢測(cè)方法必須具備極高的靈敏度才能確保準(zhǔn)確捕捉和量化這些微量成分。然而，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)受到儀器設(shè)備多方面性能的限制。例如，檢測(cè)器的靈敏度直接決定了其是否能夠檢測(cè)到低濃度的人工甜味劑，而色譜柱的分離效能則影響著不同成分之間的分離效果，進(jìn)而決定了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，流動(dòng)相的選擇也是一個(gè)關(guān)鍵因素，它不僅影響著色譜分離的過(guò)程，還可能與目標(biāo)人工甜味劑發(fā)生相互作用，從而影響檢測(cè)結(jié)果的可靠性[1]。

1.2 復(fù)雜基質(zhì)的干擾

飲料作為一種多組分的復(fù)雜體系，其中除了人工甜味劑外，還包含了許多其他成分，如糖類、有機(jī)酸、電解質(zhì)、香料、色素以及可能的天然或合成化合物等。這些共存物質(zhì)在色譜分離過(guò)程中，由于它們各自的物理化學(xué)性質(zhì)，可能會(huì)與人工甜味劑發(fā)生不同程度的相互作用。這種相互作用可能導(dǎo)致色譜峰出現(xiàn)干擾、變形、甚至重疊，從而嚴(yán)重影響人工甜味劑的準(zhǔn)確定量和定性分析。在液相色譜法檢測(cè)飲料中的人工甜味劑時(shí)，特定的基質(zhì)成分可能會(huì)與人工甜味劑競(jìng)爭(zhēng)色譜柱上的吸附位點(diǎn)，這種競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致人工甜味劑的保留時(shí)間發(fā)生不可預(yù)測(cè)的變化。同時(shí)，存在其他成分（如飲料中常含有的檸檬酸、磷酸等酸性物質(zhì)）與人工甜味劑發(fā)生反應(yīng)或形成復(fù)合物的現(xiàn)象，這些反應(yīng)或復(fù)合物的形成可能會(huì)在色譜圖上產(chǎn)生額外的峰或改變現(xiàn)有峰的強(qiáng)度。這些干擾因素不僅嚴(yán)重影響了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可能誤導(dǎo)分析人員，使他們對(duì)飲料中人工甜味劑的實(shí)際含量進(jìn)行錯(cuò)誤的判斷。因此，優(yōu)化液相色譜法的檢測(cè)條件，減少基質(zhì)干擾，對(duì)于確保人工甜味劑檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性至關(guān)重要。

1.3 樣品前處理復(fù)雜

為了消除復(fù)雜基質(zhì)對(duì)檢測(cè)的干擾以及提高檢測(cè)方法的靈敏度，通常需要對(duì)飲料樣品進(jìn)行一系列的前處理步驟。然而，這些前處理方法往往存在步驟煩瑣、操作復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)等問(wèn)題，不僅增加了檢測(cè)的工作量，還可能由于操作不當(dāng)或條件控制不嚴(yán)格而引入誤差，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。更為嚴(yán)重的是，一些傳統(tǒng)的樣品前處理方法可能需要使用有毒有害的試劑，會(huì)對(duì)環(huán)境和操作人員造成潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、快速且有效的樣品前處理方法對(duì)于提高液相色譜法在人工甜味劑檢測(cè)中的實(shí)用性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。這不僅需要對(duì)現(xiàn)有前處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，還需要積極探索新的前處理方法和策略，以適應(yīng)不同類型和濃度的人工甜味劑檢測(cè)需求。

1.4 方法學(xué)驗(yàn)證的缺乏

在液相色譜法檢測(cè)人工甜味劑的過(guò)程中，方法學(xué)驗(yàn)證是確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。然而，在實(shí)際操作中，這一環(huán)節(jié)往往被忽視或執(zhí)行不嚴(yán)格。方法學(xué)驗(yàn)證包括對(duì)檢測(cè)方法的專屬性、線性范圍、檢出限、定量限、準(zhǔn)確度、精密度以及穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)和確認(rèn)。如果這些指標(biāo)沒(méi)有得到充分驗(yàn)證或驗(yàn)證結(jié)果不符合要求，那么檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性就無(wú)法得到保證。

2 液相色譜法檢測(cè)人工甜味劑的優(yōu)化策略

2.1 優(yōu)化儀器設(shè)備的配置與性能

為了克服液相色譜法檢測(cè)飲料中人工甜味劑時(shí)儀器設(shè)備的限制，并提升檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性，相關(guān)人員需對(duì)液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化。①針對(duì)檢測(cè)器的升級(jí)與選擇，考慮到人工甜味劑在飲料中通常以低濃度存在，可以選擇更換為具有高靈敏度的紫外-可見(jiàn)檢測(cè)器，如二極管陣列檢測(cè)器或光電二極管檢測(cè)器，這些檢測(cè)器能夠提供更寬的光譜范圍和更高的信號(hào)強(qiáng)度，從而增強(qiáng)對(duì)低濃度人工甜味劑的響應(yīng)。若預(yù)算允許，可以選擇更先進(jìn)、更理想的質(zhì)譜檢測(cè)器，不僅能提供更高的靈敏度，還能提供結(jié)構(gòu)信息，有助于確認(rèn)和鑒定人工甜味劑[3]。②根據(jù)人工甜味劑的化學(xué)性質(zhì)和分離需求選擇色譜柱和填料。對(duì)于極性較強(qiáng)的人工甜味劑，可以選擇親水作用的色譜柱或氨基柱，而對(duì)于非極性的人工甜味劑，則可以選擇反相色譜柱，如C18柱。同時(shí)，填料的粒徑和孔徑大小也會(huì)影響分離效果，因此需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化選擇。再者，調(diào)整有機(jī)相和水相的比例，以及添加適量的緩沖鹽或酸來(lái)調(diào)節(jié)流動(dòng)相的pH值和離子強(qiáng)度，可以減少人工甜味劑與流動(dòng)相或色譜柱之間的相互作用，提高色譜峰的對(duì)稱性和分離度[4]。

2.2 減少?gòu)?fù)雜基質(zhì)的干擾

為減少?gòu)?fù)雜基質(zhì)在液相色譜法檢測(cè)飲料中人工甜味劑時(shí)的干擾，提高準(zhǔn)確性和可靠性，可以采取以下措施。①在樣品前處理階段，應(yīng)優(yōu)先采用分散固相萃取技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合了固相萃取與分散技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠有效去除基質(zhì)中的多種干擾成分，實(shí)現(xiàn)樣品的凈化，為后續(xù)的準(zhǔn)確檢測(cè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。②進(jìn)入色譜分離階段，通過(guò)調(diào)整色譜柱的溫度，可以顯著影響色譜柱的保留特性及分離選擇性，進(jìn)而優(yōu)化人工甜味劑與基質(zhì)成分的分離效果。同時(shí)，改變流動(dòng)相的流速和采用梯度洗脫程序，能夠精確控制保留時(shí)間和峰寬，實(shí)現(xiàn)人工甜味劑峰與其他干擾峰的最佳分離。這些措施能夠提高色譜分離的效率和準(zhǔn)確性。③對(duì)于含有多種添加劑的飲料，應(yīng)使用復(fù)雜的梯度洗脫程序，以確保人工甜味劑與飲料中的其他成分（如糖、酸等）的有效分離。這不僅有助于提高檢測(cè)的靈敏度，還能確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。④在數(shù)據(jù)處理階段，應(yīng)利用多元校正方法，如主成分回歸或偏最小二乘法，來(lái)預(yù)測(cè)和校正基質(zhì)效應(yīng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。這些方法通過(guò)建立校正模型，充分考慮基質(zhì)效應(yīng)的存在，從而提供更準(zhǔn)確的定量分析結(jié)果。這有助于進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性[5]。綜上所述，通過(guò)采用分散固相萃取技術(shù)、優(yōu)化色譜條件以及利用多元校正方法，可以有效地減少?gòu)?fù)雜基質(zhì)在液相色譜法檢測(cè)飲料中人工甜味劑時(shí)的干擾，有助于提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供有力支持。

2.3 簡(jiǎn)化樣品前處理流程

簡(jiǎn)化樣品前處理流程，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、快速且有效的前處理方法，對(duì)于提升液相色譜法在人工甜味劑檢測(cè)中的實(shí)用性和競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。為了降低樣品前處理的復(fù)雜性和耗時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面著手。①優(yōu)化前處理步驟。這包括重新審視每一步驟的必要性，去除冗余操作，以及優(yōu)化萃取、凈化等關(guān)鍵步驟的條件。通過(guò)調(diào)整萃取溶劑的種類和比例、優(yōu)化萃取時(shí)間和溫度等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更高效的目標(biāo)化合物提取，同時(shí)減少雜質(zhì)的干擾。②應(yīng)用新型前處理技術(shù)和材料。近年來(lái)，微波輔助萃取、超聲輔助萃取等新型萃取技術(shù)以其快速、高效的特點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。這些技術(shù)能夠利用微波或超聲波的能量破壞基質(zhì)結(jié)構(gòu)，加速目標(biāo)化合物的釋放和轉(zhuǎn)移，從而顯著縮短前處理時(shí)間。此外，磁性固相萃取等新型材料的應(yīng)用也為前處理帶來(lái)了新的可能性，它們具有快速分離和回收目標(biāo)化合物的優(yōu)勢(shì)，能夠進(jìn)一步提高前處理的效率[6]。同時(shí)，推動(dòng)自動(dòng)化和智能化前處理設(shè)備的發(fā)展也是簡(jiǎn)化流程的重要手段。自動(dòng)進(jìn)樣器、在線凈化系統(tǒng)等設(shè)備的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)樣品的自動(dòng)加載、凈化和進(jìn)樣，減少人為操作引入的誤差和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高前處理的準(zhǔn)確性和一致性。這些設(shè)備的引入不僅能夠提升檢測(cè)效率，還能夠降低人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

2.4 加強(qiáng)方法學(xué)驗(yàn)證

①為了解決方法學(xué)驗(yàn)證缺乏的問(wèn)題，需要建立全面的方法學(xué)驗(yàn)證體系。這要求制定詳細(xì)的方法學(xué)驗(yàn)證方案，明確驗(yàn)證的目的、步驟和接受標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，遵循國(guó)際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如ICH指導(dǎo)原則，進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證，以確保驗(yàn)證的規(guī)范性和可比性[7]。②在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，對(duì)方法學(xué)驗(yàn)證的每一步進(jìn)行明確的規(guī)定和描述。這包括樣品的準(zhǔn)備、儀器的校準(zhǔn)、方法的執(zhí)行、數(shù)據(jù)的處理和分析等。通過(guò)SOP的建立和執(zhí)行，可以確保方法學(xué)驗(yàn)證的每一步都按照既定方案正確執(zhí)行，減少人為誤差和操作的變異性。③實(shí)驗(yàn)室應(yīng)使用已知濃度和純度的參考物質(zhì)和對(duì)照品，以評(píng)估方法的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，對(duì)使用的參考物質(zhì)和對(duì)照品進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制和穩(wěn)定性考察，以確保其在驗(yàn)證過(guò)程中的有效性和穩(wěn)定性。④在數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解讀方面，應(yīng)采用合適的數(shù)據(jù)處理軟件和技術(shù)，對(duì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的分析。同時(shí)，結(jié)合專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行合理的解讀和判斷，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。⑤相關(guān)人員應(yīng)定期回顧和更新方法學(xué)驗(yàn)證。隨著儀器、試劑或操作條件的變化，以及新的人工甜味劑的出現(xiàn)，方法學(xué)驗(yàn)證可能需要更新和調(diào)整。因此，定期對(duì)已驗(yàn)證的方法進(jìn)行回顧和評(píng)估，確保其仍然適用于當(dāng)前的檢測(cè)需求，是保證檢測(cè)結(jié)果持續(xù)準(zhǔn)確可靠的重要措施。

3 結(jié)語(yǔ)

液相色譜法在檢測(cè)飲料中人工甜味劑的應(yīng)用中，雖然面臨儀器設(shè)備限制、復(fù)雜基質(zhì)干擾、樣品前處理復(fù)雜和方法學(xué)驗(yàn)證缺乏等問(wèn)題，但通過(guò)優(yōu)化儀器設(shè)備配置與性能、減少?gòu)?fù)雜基質(zhì)的干擾、簡(jiǎn)化樣品前處理流程以及加強(qiáng)方法學(xué)驗(yàn)證等策略，可以顯著提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。這些改進(jìn)策略不僅有助于保障食品安全和消費(fèi)者健康，還推動(dòng)了液相色譜法在食品檢測(cè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。未來(lái)的研究可繼續(xù)圍繞這些優(yōu)化策略進(jìn)行深化和拓展，以適應(yīng)不斷變化的檢測(cè)需求和挑戰(zhàn)。

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作者簡(jiǎn)介：曹亞莉（1997—），女，河南商丘人，碩士，助理工程師。研究方向：液相食品檢測(cè)。