色谱分析仪器及其分析法在食品分析实验教学中的应用

为推动产业升级与落实国家发展战略，行业对高素质、高水平的工程科技人才的需求愈发迫切。自2017年，我国教育部相继印发《关于开展新工科研究与实践的通知》等系列文件，对工程科技人才培养提出了更高标准与要求，高等院校急需加快工程教育改革创新。高等院校工科教育必须紧密对接产业升级与国家战略，始终以培养理论基础扎实、实践能力突出与创新素养全面的工程科技人才为核心导向。食品科学与工程作为一门交叉性与实践性较强的专业，在信息化持续驱动行业转型升级的时代背景下，其人才培养模式也急需进行系统性升级与改造。食品分析课程是食品相关专业的核心课程之一，随着全社会对食品安全关注度的持续提升，该课程的价值日益凸显。与此同时，在国家食品产业与大健康战略快速推进的背景下，食品分析课程的专业教学也面临新的任务。其核心在于， 必须通过教学革新提升人才培养质量，从而精准对接并有力支撑行业的发展需求。

食品分析课程主要围绕食品营养成分、有害成分及食品添加剂的检测与分析展开，课程内容涉及面广、体系繁杂，具有较强的应用价值。食品分析实验是食品专业人才培养的核心实践环节，衔接理论知识与行业应用，通过实验教学帮助学生掌握分析原理、熟悉操作流程，为后续从事食品检测、质量监管、科学研究与技术开发等工作奠定基础，建立质量控制思维。

早期食品分析实验课程的核心主要采用传统化学物理方法，通过干燥法测定水分、凯氏定氮法测定蛋白质以及比色法测定亚硝酸盐等方法构建实验教学基础框架，虽然食品工业对检测技术准确程度与效率需求不断提升，但是微量农药残留、未知添加剂等新型污染物不断出现，传统的检测方法存在检测周期长、灵敏度偏低、选择性单一等问题。现如今，以色谱、光谱、质谱等仪器分析技术，凭借着其高准确性、高灵敏度与快速检测的优势，已然 成为了食品分析市场的主流。然而，学校课堂教学的内容与方法更新相对滞后，与行业广泛应用先进仪器的现状之间出现了明显脱节。结合各地现在食品产业的发展实际与特色，立足当地丰富的特色农牧资源优势，将现代仪器分析方法融入优势食品（如番茄制品、淀粉糖、乳制品、葡萄酒、特色干果）产业的品控和研发中，着力延伸、补全和强化产业链条，提升产业附加值，增强市场竞争力，这已成为全面推动食品产业实现高质量发展的紧迫任务，对实验教学的改革和升级具有较大的推动价值。

1. 现代仪器分析法

现代仪器分析技术自19世纪末至20世纪初起源，随着高校实验条件改善与行业技术渗透，现代仪器分析技术逐步成为食品分析实验教学的核心内容。从基础化学分析、光学分析到复杂且准确的光谱分析、色谱分析技术的发展变化，加速了现代仪器分析技术的应用。现代仪器分析技术不仅显著提升分析的灵敏度、准确度和可靠性，而且为食品等各个行业的质量控制和安全评估提供坚实的技术支撑。仪器分析法主要以物质的物理或化学性质为依据，利用精密仪器对光、电、磁、声、热等信号进行测量，进而获得相应的分析结果。因其主要依赖专用仪器设备，故而称为仪器分析。如今，该方法已成为食品分析与检测行业核心技术之一。

2. 现代仪器分析主流技术

2.1 色谱分析法

色谱分析法主要包括气相色谱法（gas chroma-tography，GC）、高效液相色谱法 （high perfor-mance liquid chromatography,   HPLC）、离子色谱法（ionchromatography，IC）、气相色谱-质谱联用（gaschromatography-massspectrometry，GC-MS）、液相色谱-质谱联用 （liquid chromatography-massspectrometry，LC-MS）等。色谱分析法主要依据混合物中不同组分在两相体系中的理化性质差异，实现组分分离与定性定量分析，通常与其他的方法配合使用，可作为鉴定化合物、测定分子结构的主要手段。如传统酒类检测方法操作流程复杂、检测周期偏长，已无法适应高效、精准、全面高效检测的要求。相较于其他检测方法，液相色谱与气相色谱分析法具有检测速度快、灵敏度高、选择性多、抗干扰效果好、可多组分同时测定等优点。将这类技术应用在食品检测中，能够在相对较短的时间内充分分离样品中的化合物，从而有效提升食品安全检测工作的质量。

2.2 光谱分析法

光学分析法主要包括紫外-可见光谱法（ultraviolet-visible spectrophotometry，UV-Vis）、红外光谱法 （Infrared  Spectroscopy，IR）、原子光谱法等、分子光谱法等。光谱分析法在仪器分析体系中具有重要应用价值，其核心原理是依据物质与电磁辐射相互作用产生的发射、吸收等信号，对样品进行定性与定量分析。该方法具有无损、快速等优点，可在不损坏样品的情况下完成分析检测。相较于传统化学分析方法，光谱法具有检测效率高、准度高等优势，为食品安全监管、质量控制及品质分析提供了坚实可靠的技术支撑。在食品检测中，该技术常被用于脂肪、蛋白质、糖类等组分的测定，通过测量分析样品在特定波长处的吸收光谱，即可确定样品中目标成分的含量。

2.3 质谱分析法

质谱分析法通过分析离子在电场和磁场中的运动行为，测定离子的质荷比，并结合离子强度实现对待测物质的定性与定量分析。结合色谱分离与质谱检测的技术，如气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（liquid chromatography massspectrometry，LC-MS）,实现食品内多种残留物简便、快速、准确地检测与分析。该方法的操作流程主要包括：先对样品进行必要的前处理，获取目标物提取，再利用色谱柱对混合组分进行有效分离，将分离后的组分依次导入质谱检测器进行定性与定量分析，蕞终得到各组分浓度。质谱分析法在食品、医药和化工等诸多领域均得到广泛应用。

2.4 电化学分析法

电化学分析法是根据待测物质在溶液体系中所呈现的电化学特性及其变化规律，利用测量电流、电位、电导等获得的电学信号，构建其与质量浓度、组分等参数之间的定量关系，进而完成对目标物质的定性判别与定量分析。其常见技术包括伏安法、电位法、电流法、阻抗谱法等。与其他分析方法相比，该方法具备操作简便、准确性高、分析速度快、灵敏度高等优点，在快速筛查与实时监测场景中优势明显。在食品安全检测领域，电化学分析法可实现对各类矿质元素、酸碱含量进行定量分析，同时能够对目标元素的价态与存在形态进行准确分析。该技术能够为上述指标提供准确、科学的结构性判断，进而在食品安全检测与风险评估中展现出重要的应用价值。

3. 食品分析实验教学中现代仪器分析技术的应用

食品分析是一门专业性强、注重科学实证与实践应用的一门课程，系统地研究各种食品中营养成分与潜在有害物质的检测方法，特别是现代仪器分析技术，并以此为基础对食品品质进行客观、科学的评估。将现代仪器技术应用到食品分析实验中，实现了实验分析技术的跨越式升级，提升各成分的准确分析能力。仪器分析在食品分析实验教学中的应用如表1所示。

表1     仪器分析技术与实验教学内容对应关系

现代仪器分析技术在食品分析实验中的应用形成了“理论-实操-复盘-实操”串联模式：先讲解实验原理、仪器原理、操作规范、操作流程等理论知识，再开展实验样品检测实操练习，通过复盘查漏补缺，发现错误，蕞后再次进行实操练习。该模式能够显著提升高校教学质量与育人成效，使学生能深入理解各实验方法的原理，扎实掌握仪器操作技能，有助于学生构建系统的知识体系。

免责声明：本文章和图片采摘自《食品工程》2026年第3期67-69“现代仪器分析融入食品分析实验教学的改革探索”—-宋晶晶  王月丽  王学庆  姜蕾   吴江超。基于现代分析仪器应用知识的学习与交流，无任何投资趋向与引导，版权归原作者或平台所有，如有信息来源不准确或侵权联系删除。