淺談液相色譜-質譜聯用技術在食品安全分析中的應用

◎ 祝海珍

（南京旅游職業學院烹飪與營養學院，江蘇 南京 211100）

在全球化的時代背景下，食品安全監管已經形成一種全球性現象，給民眾的生活質量造成一定的影響。對食品安全造成影響的有害物質大致包括內源性有害物質和外源性感染有害物質。對內源性有害物質而言，主要是因為其自身所攜帶或者動植物在生長過程當中遭受化學物質侵害或者污染的影響；外源性有害物質主要是因為食物添加劑的不合法應用，或是在食品包裝、加工等生產環節中帶入的有害物質。食品安全監管問題會與政治、經濟社會發展等諸多原因產生非常密切的聯系。要想真正把控食品安全監管問題，就必須運用更加高級的食物分析檢驗方式。在對食品安全進行分析的領域當中，雖然電化學、光譜等分析方法可以對特定的化合物進行高靈敏度檢測，但是最適合于化合物分離檢測的方法是液相色譜-質譜聯用技術。因此，本文對其在食品安全分析中的應用研究進行了細致探討。

1 高效液相色譜-質譜聯用技術的概述

1.1 液相色譜技術

近年，隨著天然產物和化學藥物等相關學科的不斷進步與發展，熱穩定性比較差以及沸點高的大分子化合物，成為各個國家的研究熱點。因為樣品復雜程度的不斷增加，且上樣量逐漸減少，使得具有高分離能力的色譜技術贏得大眾的青睞。目前，液相色譜分析法的探測器通常選用熒光探測器、紫外檢測器等。隨著學界對二極管陣列檢測器的深入研究，推動了高效液相色譜法的普遍應用。在實際進行測試的過程中，色譜法能夠直接與已標定的試樣保存時間和反應信息進行比對，從而可以對未知化合物的分子結構加以確定。然而，由于其對未知物質進行分類方面還存在相應的技術缺陷，因而必須將液相色譜技術與各種實驗儀器設備加以結合應用，從而對具備未知物質識別功能的儀器設備進行聯用，以便真正顯示出物質的實時分離和識別功能[1]。

1.2 質譜技術

質譜分析法是將被測物質通過毛細管直接導入離子源中，將各個成分在離子源中進行離子化，從而形成不同質荷比的小分子，之后又進入高速電場技術當中產生離子束，并進入質量分析類型之中。通過對電荷和磁能進行利用，可以產生高能量色散現象，使不同質荷的小分子能夠從不同點聚焦，從而獲得質譜圖像，最終對其質量加以檢測。通過將質譜圖像中的小分子進行離子峰，不但能夠對物質的分子量信息進行解析，而且能夠利用對碎片分子進行研究，從而對物質的分子結構信號信息加以獲取，進而對分子式及其結構信息作出判斷。雖然質譜技術具有很強大的結構解析能力，但是對樣品也會具有嚴格的要求，只有純物質才可以進行檢測，對于混合性的復雜樣品，如果僅依靠質譜進行結構鑒定，不會得到更加良好的效果。因此，需要將質譜技術與高分離能力儀器進行聯用，進而發揮出其最大功效[2]。

1.3 液-質譜聯用技術

色譜最主要的優勢就是分離，即對復雜混合物進行區分。但是，它最大的不足在于不能確定物質的特征，只能通過與正常的色譜數據進行比對，從而對未知物質作出識別。質譜能夠對化合物的組成數據加以提取，上樣量相對低，但是質譜只能確保樣品進行提純后方能完成研究。液-質譜聯用主要以液相色譜作為分離體系，質譜則作為進一步測定的體系，從而使分離和測定技術加以緊密結合，這一技術創新正是目前分離科學領域中最大的一個嘗試。現代液相色譜-質譜聯用技術，主要通過利用接口的方式，將傳統液相色譜和現代質譜技術進行緊密結合，能夠將傳統液相色譜技術高分離復雜樣品能力與質譜的鑒定結構簡便等優點加以緊密結合，對未知混合物中的多組分物質進行分離和鑒別。同時，液相色譜-質譜聯用技術使分析方法更為具備適應性，可以更好地進行分離，且檢測限比較低，在食品安全分析、生物大分子檢測等領域得到了廣泛應用。

2 我國食品安全問題的狀況

食品安全問題一直是每個人都關心的熱點問題，是影響人類社會穩定的主要方面。在對食物進行加工、銷售、運送、貯存等各個環節，相關部門都會展開專業的研討，以便確保食物更加健康和安全，降低安全隱患，防止出現食物中毒的情況，這也屬于多個學科交叉的領域。目前，中國食物安全監管問題主要表現在人為破壞和泛濫添加的領域，處于相當復雜且嚴重的局面。第一，突出的食品安全監管現象存在于農牧業的栽培及其飼養過程中。伴隨當前中國市場經濟的蓬勃發展及科技的不斷完善，為滿足現代人更高的生存需要，農牧者在實際進行農作物種植以及動物養殖的過程中會違反規定，使用各種違禁藥品、獸藥、農藥等，以促進生長，提高產量。這樣雖然會帶來一定的經濟利益，但是也會引發食品安全問題，進而對人們的身體健康帶來威脅。第二，在食品加工以及生產的過程中，具有較為嚴重的安全問題，包含不合格的衛生條件、較為落后的生產工藝、違紀濫用食品添加劑等，進而使得食品不能達到安全指標。第三，在食品實際進行流通的過程中，市場秩序較為雜亂，缺乏相對合理的質量控制措施和質量檢驗方法。第四，在食品以及餐飲消費的過程中，食品衛生條件是對傳染病作出有效防范以及治理的手段。自從中國加入WTO 之后，食品安全現象不僅會對中國民眾的健康產生危害，而且會影響西方國家對我國食品的看法和態度。

3 食品安全檢測分析

食品種類比較多，且基質也比較復雜，會為分析人員帶來很多困難，主要有4 個方面原因。第一，食物中很多待檢測的化合物含量限度比較低，要求運用靈敏度較高的食品檢測方法。第二，在環境友好化理念之下，使食品檢測的方法朝著無毒、無害、經濟以及零排放方面發展。第三，食品的基質比較復雜，會為樣品的前處理帶來較大的難度。第四，食品待檢測的項目比較多，包含獸藥殘留、食品添加劑、農藥殘留等。由于對食品行業中各種污染物的檢驗標準日益增多，檢測限逐步降低，相對獨立的技術手段已無法滿足檢驗要求，必須實現技術手段的結合，并以此對食品安全監督管理問題加以解決。由于液相色譜—質譜聯用技術有著很強的優勢，使其可以廣泛應用于食品安全分析工作中。

4 液相色譜-質譜聯用技術在食品安全分析中的應用

4.1 農藥殘留分析

通過對我國農業生產狀況進行分析可以發現，為避免病蟲草害對農產品帶來危害，農業生產中會大量使用各種農藥。雖然農藥能有效抑制病蟲草害對農產品的傷害，但其殘余的農藥也會對人類的生活健康造成一定的危害。因此，國家相關部門對農作物上農藥殘留制定了相應的法律法規。黃季維等人[3]應用分散固相萃取-液相色譜質譜/質譜法，測定茶葉中吡蟲啉、啶蟲脒、茚蟲威和氯蟲苯甲酰胺農藥殘留，在0 ～200 μg/L 濃度內線性關系良好（r值為0.996 9～0.999 9），檢出限為0.000 3 mg/kg，低、中、高3 個加標水平下回收率分別為72.1%～82.6%、74.5%～85.2%、70.3%～83.1%，相對標準偏差(RSD)為0.6%～4.5%。

農藥的種類較多，在對目標物進行分析的過程中，有很多學者研究利用液相色譜-質譜聯用技術對動物組織中的多種農藥進行分析，并對不同機制對分析帶來的影響加以研究，選擇了多種不同性質的食品樣品。在食品農藥殘留的分析中，液相色譜-質譜聯用技術的作用就是對無目標物以及未知代謝產物進行檢測，這一技術在對農藥殘留進行檢測的應用方面處于初級階段，有廣泛的應用前景[4]。

4.2 獸藥殘留分析

隨著我國經濟的不斷發展，動物食品國際貿易相對頻繁，各種動物食品交易數量正在逐漸增多，動物獸藥的應用也會導致家畜在成長過程中產生獸藥殘留的狀況。獸藥中殘留的樣本基質及其所測定成分的性質比較復雜，檢出限也會比較小。液相色譜-質譜聯用技術擁有較強的成分低背景干擾能力，敏感性也較好。王文鵬等人[5]經過乙腈提取、環己烷脫脂，以甲醇和水為流動相梯度洗脫，采用電噴霧電離模式，多反應監測模式進行采集，用內標法定量，得出氯霉素、甲砜霉素、氟苯尼考和氟苯尼考胺在0.5～200.0 ng·mL-1線性關系良好，相關系數大于0.995，加標回收率在88.45%～112.45%，RSD 在1.86%～8.04%。

4.3 真菌毒素分析

對于真菌毒素而言，其主要是由真菌形成的二級代謝物質，存在一定的生物危害性，會對農作物食品及飼料等進行嚴重污染。真菌毒素在對農產品進行污染的處理過程中相對分散，如果使用傳統方式對其進行分類、監測較為不易。如果使用液相色譜-質譜聯用技術，就可以對真菌毒素進行檢測，并對食品中的微生物進行分析，進而防止真菌毒素對人體帶來不利影響。萬亞美等人[6]采用乙腈提取，C18 為分散凈化劑的QuEChERS 凈化柱凈化，超高效液相色譜分離,多反應離子監測模式檢測，外標法定量，測得青貯玉米中9 種真菌毒素的線性關系良好，9 種毒素的平均添加回收率為71.86%～110.00%之間，相對標準偏差為0.09%～8.94%。方法檢出限(LOD)在0.05～7.5 μg/kg 之間，定量限(LOQ)在0.18～25 μg/kg 之間。

4.4 食品添加劑分析

現階段，不少食品生產企業在食物制作的過程中，為改進食品的口感或延長食品保質期，會加入各類色素、抗氧化劑以及調味劑等。為了更加合理地對食品添加劑進行檢測與評價，需要通過液相色譜-質譜聯用技術檢驗食物的添加劑含量是否符合我國食品相關法律法規，從而為人們帶來更為安全的產品。陳燕等人[7]利用超高效液相色譜-串聯質譜法，同時檢測食品中30 種食品添加劑，測得在0.05～1.0 mg/kg 線性內,各物質線性相關系數均＞ 0.99，加標回收率為60%～120%,相對標準偏差均＜10%。

4.5 微量元素分析

食物中含有許多和人體密切聯系的微量元素，這些元素會通過各種渠道進入食物鏈中，以不同形式逐漸富集，并對食物安全產生一定的危害。在對食物微量元素的研究中，液相色譜-質譜聯用技術的運用將更加深入。呂亞寧等人[8]采用C8 色譜柱分離,以0.1 mmol/L 四丁基氫氧化銨+0.1 mmol/L 乙酸銨+10%甲醇為流動相等度洗脫，ICP-MS 測定果汁飲品中Cr( Ⅵ)、Cr( Ⅲ)、As( Ⅲ)、As( Ⅴ)、Se( Ⅳ) 和Se(Ⅵ) 6 種元素無機形態，回收率為79. 5%～112%，相對標準偏差(RSD)小于5. 0%。

4.6 其他有害物質分析

對食品進行烹飪以及加工的過程中，會產生丙烯酰胺、苯并芘等有毒有害的物質，對食品安全帶來一定的威脅。而液相色譜-質譜聯用技術可以對這類物質進行分析。對丙烯酰胺來說，其屬于具有遺傳毒性的致癌物，會對人體神經帶來損傷。曹杰等人[9]采用Atlantis d C18 柱（2.1 mm×150 mm，3 μm）分離，以甲醇-0.1%甲酸水溶液為流動相，采用電噴霧正離子源和多反應監測模式，建立超高效液相色譜-串聯質譜法檢測丙烯酰胺，得出的線性濃度范圍是2.0～200.0 ng/mL，線性相關系數r＞0.999，方法檢出限為0.5 μg/kg，低、中、高3 種濃度水平的平均回收率為94.1%～95.4%，相對標準偏差為1.6%～2.9%。

5 結語

當前，液相色譜-質譜法被認為是檢測食品的一種理想的、高度特異性和極其靈敏的技術，具有十分廣闊的發展前景，可以應用各個行業當中。與其他檢測技術相比較，液相色譜-質譜聯用技術要求的食品用量較小，從而可以有效節約成本，對食物安全的檢測效果也會更加明顯。

現階段，我國食品分析與檢測中液相色譜-質譜聯用技術未得到普遍應用，并不能滿足時代發展的基本需求。因此，我國食品安全檢測工作在應用檢測技術的過程中，需要進行相應的改革，對液相色譜-質譜聯用技術加以普及，進而得到更好的檢測效果，確保食品安全。