液相色譜-串聯質譜法測定調味品中污染物的研究進展

周純潔 蘇敏

摘要：隨著人們對調味品健康、營養、安全需求的提高，調味品中的污染物問題受到越來越多的關注。液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）技術具有靈敏度高、準確性好、選擇性強等優點，在調味品安全檢測方面發揮著重要作用。文章對近5年來LC-MS/MS技術在調味品中污染物檢測方面的研究進展進行了綜述，重點討論了液相色譜-低分辨串聯質譜及液相色譜-高分辨串聯質譜在測定調味品中真菌毒素、發酵副產物、非法添加物方面的應用，并對其未來發展趨勢進行了展望，提出將具有定量優勢的低分辨串聯質譜與具有定性優勢的高分辨串聯質譜相結合的必要性。

關鍵詞：調味品；液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）；真菌毒素；發酵副產物；非法添加物

中圖分類號：TS264.2????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）12-0217-04

Research Progress on Determination of Contaminants in Condiments by

Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

ZHOU Chun-jie， SU Min

（Chongqing Institute for Food and Drug Control， Key Laboratory of Condiment Supervision

Technology for State Market Regulation， NMPA Key Laboratory for Quality Monitoring

of Narcotic Drugs and Psychotropic Substances， Chongqing 401121， China）

Abstract： With the improvement of people's requirements for the healthy， nutritious and safe condiments， the contaminants in condiments have received more and more attention. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry （LC-MS/MS） has the advantages of high sensitivity， good accuracy and strong selectivity， and plays an important role in the safety detection of condiments. In this paper， the research progress of LC-MS/MS in the determination of contaminants in condiments in recent five years is reviewed， focusing on the application of liquid chromatography-low resolution tandem mass spectrometry and liquid chromatography-high resolution tandem mass spectrometry in the determination of mycotoxins， fermented by-products and illegal additives， the future development trend is prospected， and the necessity of combining the quantitative low resolution tandem mass spectrometry and the qualitative high resolution tandem mass spectrometry is proposed.

Key words： condiment; liquid chromatography-tandem mass spectrometry （LC-MS/MS）; mycotoxin; fermented by-product; illegal additive

調味品是人們日常生活中必需的消費品，可改善食品的感官特性，賦予食品更好的色、香、味，是中國五千年飲食文化中不可或缺的一個重要組成部分。但由于調味品生產技術門檻較低，行業內競爭激烈，使得調味品行業呈現加工規模小而散的特點，導致調味品容易出現源頭及加工過程污染問題。因此，有必要針對調味品中污染物開發靈敏度高、選擇性強和準確性好的檢測技術，為健全調味品標準體系提供理論依據，為調味品質量安全監管提供技術支撐。

液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）因兼顧了液相色譜的高效分離能力和質譜的高靈敏度、高選擇性，在復雜體系的分離分析中具有顯著優勢[1-2]。隨著消費水平的提高，人們對調味品在健康、營養、安全方面的要求也越來越高，調味品污染問題已成為全社會關注的熱點。本文對近5年來LC-MS/MS技術在調味品中真菌毒素、發酵副產物和非法添加物等污染物檢測方面的應用進展進行了綜述，旨在為調味品安全檢測技術的開發和研究提供理論參考。

1 LC-MS/MS概述

1.1 液相色譜-低分辨串聯質譜

低分辨串聯質譜主要包括三重四極桿串聯質譜（QqQ）和四極桿串聯線性離子阱質譜（Q-Trap），其中以QqQ應用最廣泛[1]。QqQ是將兩個具有離子過濾能力的四極桿質量分析器通過碰撞池串聯，采用多反應監測（MRM）模式掃描離子對，可有效降低背景噪音的干擾，提高檢測的靈敏度和選擇性，因此LC-QqQ在復雜基質中痕量物質的定量分析方面具有突出優勢。線性離子阱質量分析器具有離子儲存能力，可以看作是一種“時間串聯質譜”，通過測定多級質譜獲得碎片離子信息，解析化合物結構。LC-Q-Trap將四極桿質量分析器與線性離子阱相結合，既能通過MRM模式進行定量分析，又能利用線性離子阱分析化合物結構。

1.2 液相色譜-高分辨串聯質譜

與低分辨質譜相比，高分辨質譜掃描速度快且能提供高質量分辨率和準確度的全掃描精確質譜，可根據精確質量數獲得元素組成的信息實現非靶向的未知物鑒定。目前應用最廣泛的液相色譜-高分辨串聯質譜主要是液相色譜-四極桿串聯飛行時間質譜（LC-Q-TOF）和液相色譜-四極桿串聯靜電場軌道阱質譜（LC-Q-Orbitrap）[2]。TOF是基于動能相同而質荷比（m/z）不同的離子在電場下經過恒定距離所用的時間不同來實現質譜分離的一類質量分析器，其掃描速度非常快，在高通量篩查方面優勢顯著。Orbitrap是近年來得到迅速發展的一類新型高分辨質量分析器，其原理是利用靜電場使離子圍繞一個中心電極做螺旋運動，通過傅里葉變換來獲取不同質量離子的頻譜并轉換為準確質荷比從而得到精準質譜圖，具有分辨率和靈敏度高、穩定性好的特點，可用于非靶向的未知物篩查。在實際應用中，常將高分辨質譜與四極桿質量分析器串聯，利用四極桿質量分析器的離子過濾能力，可同時實現母離子和子離子的精確測量。

2 在調味品污染物檢測方面的應用

2.1 在真菌毒素檢測方面的應用

真菌毒素是霉菌在適宜的環境條件下產生的次級代謝產物，又叫霉菌毒素，主要包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮、伏馬菌素等[3]。真菌毒素具有抗熱降解能力，且普遍毒性較強，低濃度時即可造成肝腎損傷及胃腸道病變，長期攝入可致癌、致畸、致突變等，其中以黃曲霉毒素的毒性最強，是國際癌癥研究機構（IARC）認定的1級致癌物[4]。GB 2761－2017《食品安全國家標準 食品中真菌毒素限量》規定了醬油、醋、釀造醬中黃曲霉毒素B1的限量。目前我國調味品中真菌毒素的檢測標準僅涉及黃曲霉毒素、赭曲霉毒素和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇。

2.1.1 香辛料中真菌毒素的檢測

香辛料是一類具有特征滋味或氣味的天然調味品，一般由植物的特定部位或干制品制成[5]。由于香辛料采收后不會通過清洗、浸泡、加熱等方式減少真菌殘留，因此在儲存、加工和流通過程中更易受到真菌毒素污染。黃思瑜等[6]采用六合一免疫親和柱結合LC-QqQ技術建立了香辛料中7種真菌毒素的分析方法，凈化效果好，可用于辣椒、花椒和八角中真菌毒素的檢測。艾道迎等[7]利用LC-Q-Trap建立了湘派鹵汁中10種真菌毒素的測定方法，通過電噴霧電離正負離子切換MRM模式，可實現多種真菌毒素的定量分析。劉瑜等[8]利用LC-Q-Trap的多反應監測-信息關聯掃描-增強子離子（MRM-IDA-EPI）模式，建立了肉豆蔻中6種玉米赤霉醇類真菌毒素的定性和定量分析方法，可實現可疑峰的進一步確證。香辛料基質非常復雜，采用低分辨串聯質譜往往難以實現目標物與雜質的質譜分離，基質干擾較大。莫紫梅等[9]利用高分辨的LC-Q-Orbitrap技術建立了八角中50種真菌毒素的快速篩查方法，可使目標物與雜質得到有效的質譜分離。

2.1.2 發酵型調味品中真菌毒素的檢測

醬油、醋、豆瓣醬、黃豆醬等調味品通常是以大豆、大米等農作物為原料發酵制成，發酵過程中使用的曲霉菌與產毒真菌生長所需的環境條件非常相似，因此在一定程度上加重了發酵型調味品的真菌毒素污染風險[10-11]。蔣孟圓等[12]建立了調味醬中5種真菌毒素的LC-QqQ檢測方法，利用該方法調查了云南市售的30批次芝麻醬、花生醬和黃豆醬的真菌毒素污染情況，發現花生醬的污染情況最嚴重。王東旭等[13]通過篩選揮發性銨鹽作為鹽析劑，采用鹽析輔助液液萃取法結合LC-QqQ技術建立了醬油中4種黃曲霉毒素的檢測方法，避免了難揮發鹽析劑帶來的基質抑制問題。陽曦等[14]利用LC-Q-Trap建立了醬油中玉米赤霉烯酮的測定方法，以全碳同位素內標校正回收率，回收率達到90%以上。

2.2 在發酵副產物檢測方面的應用

發酵型調味品在發酵過程中會發生一系列生物化學反應，產生一些特異性營養成分和風味物質，但也可能生成一些有毒副產物，如生物胺和氨基甲酸乙酯。

2.2.1 生物胺的檢測

生物胺是一類具有生物活性的含氮低分子量有機堿的總稱，主要由氨基酸通過微生物脫羧作用生成[15]。適量攝入生物胺可促進新陳代謝、提高免疫力，但過量攝入會危害人體健康，在硝酸鹽存在下生物胺還可能轉化為潛在致癌物N-亞硝胺[16]。醬油、醋、豆瓣醬等調味品的生產都需要經過較長的發酵時間，從而增加了生物胺累積的風險[17]。目前我國調味品中生物胺的檢測標準采用的是柱前衍生液相色譜法和分光光度法，操作繁瑣、靈敏度和準確性較差。沙麗娜等[18]采用連續三相液液萃取樣品前處理技術，建立了醬油中8種生物胺的LC-QqQ檢測方法，10 min即可完成分析，檢出限低于1.0 ng/mL。魏泉增等[19]建立了食醋中7種生物胺的LC-QqQ檢測方法，含量相關性分析發現組胺與酪胺、腐胺與尸胺之間具有顯著相關性（P＜0.01）。靳克林等[20]利用LC-QqQ建立了腌制食品中5種生物胺的分析方法，可用于醬油、魚露、腐乳中生物胺的測定，研究發現醬油中酪胺含量較高，可能與生產工藝有關。

2.2.2 氨基甲酸乙酯的檢測

氨基甲酸乙酯廣泛存在于酒類、醬油及其他谷物或豆類發酵食品中，是由尿素、瓜氨酸、氨甲基磷酸、氰化物和焦碳酸二乙酯等前體物質與乙醇反應產生，IARC已將其列為2A級致癌物[21-22]。我國調味品中氨基甲酸乙酯的現行檢測標準采用的是氣相色譜-質譜（GC-MS）法。由于氨基甲酸乙酯的分子量較小，碎片離子特征性不足，因而采用常規的GC-MS法或LC-QqQ法時，都會出現背景噪音大的問題，影響方法的準確性。近年來，國內外學者開始將高分辨質譜應用到氨基甲酸乙酯的檢測中[23-24]。黃秋婷等[23]利用LC-Q-Orbitrap建立了醬油類調味品中氨基甲酸乙酯的檢測方法，利用平行反應監測（PRM）模式獲得母離子和子離子的精確質量數，通過比對二級碎片離子的同位素分布初步推導出氨基甲酸乙酯的裂解規律。

2.3 在非法添加物檢測方面的應用

調味品中的非法添加物是指除GB 2760－2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》中允許使用的添加劑以外，被添加到調味品中的物質，主要包括非食用色素和罌粟殼。2008年以來陸續發布的6批《食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑名單》中已明確蘇丹紅、羅丹明B等工業染料和罌粟殼屬于非食用物質，可能添加到辣椒粉、含辣椒的食品、火鍋底料等調味品中。

2.3.1 非食用色素的檢測

非食用色素一般色澤鮮艷、著色力強、穩定性好且價格低廉，容易被一些不法商販用于調味品的生產加工以達到增色提亮的效果，但這些非食用色素往往具有神經毒性、遺傳毒性和致癌性[25]。目前我國調味品中的非食用色素檢測標準主要采用的是液相色譜法，只有羅丹明B的檢測標準涉及LC-MS/MS技術。唐俊等[26]利用LC-QqQ建立了辣椒醬中18種非食用色素的快速測定方法，與傳統方法相比檢驗時間縮短了50%以上，試劑消耗量減少50%以上。林子豪等[27]建立了調味醬中85種酸性合成色素的LC-QqQ檢測方法，采用增大稀釋倍數的方法有效降低了基質效應，對50批次樣品篩查發現2批次樣品中含有酸性紅13和酸性橙Ⅱ。張慧敏等[28]利用LC-Q-Orbitrap在正負離子切換全掃描模式下提取目標物保留時間和一級精確質譜信息進行篩查，以自動觸發采集的二級碎片離子精確質譜進行確證，建立了辣椒粉中7種酸性色素的快速分析方法。李瑋等[29]利用QuEChERS技術結合LC-Q-TOF建立了辣椒中23種禁用著色劑的檢測方法，利用儀器特有的信息相關采集（IDA）模式進行TOF-MS-IDA-MS/MS數據采集，同時得到高分辨的一級和二級質譜圖。Periat等[30]利用LC-Q-TOF建立了非靶向篩查香料中合成色素的方法，通過SWATH模式采集質譜信息后匹配自建的數據庫進行篩查，發現8批次樣品中檢出蘇丹紅Ⅳ、蘇丹紅Ⅰ、胭脂素（E160b）和胭脂紅4R（E124）。

2.3.2 罌粟殼生物堿的檢測

罌粟殼是植物罌粟的干燥成熟果殼，含有20多種生物堿，主要成分包括嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁和罌粟堿[31]。因其具有成癮性，一些不法商家為牟取暴利，將罌粟殼添加到火鍋底料、麻辣燙調料、燒烤料、鹵料、湯料等調味品中，長期食用含罌粟殼的食品容易產生依賴性，嚴重時可造成消化系統、神經系統損害和內分泌失調[32]。為此，國家市場監管總局于2018年發布了補充檢驗方法BJS 201802《食品中嗎啡、可待因、罌粟堿、那可丁和蒂巴因的測定》，可用于調味品和肉制品中5種生物堿的定量測定。寧煥焱等[33]采用QuEChERS技術結合LC-QqQ建立了調味料中5種罌粟殼生物堿的快速檢測方法，5種目標物的檢出限和定量限均低于標準方法。張虹艷等[34]采用熱解吸-電噴霧離子源-三重四極桿質譜技術建立了火鍋底料和肉湯中5種罌粟殼生物堿的現場快速篩查方法，該方法通過簡單的金屬探針接觸樣品直接采集待測物，無需樣品前處理，30 s內即可完成樣品的檢測。張弛等[35]采用LC-Q-Orbitrap的PRM模式建立了火鍋底料中5種罌粟殼生物堿的快速精準測定方法，利用強陽離子交換吸附劑（PCX）以分散微固相萃取（DMSPE）的方式凈化樣品提取液后基質效應得到明顯改善。范力欣等[36]利用LC-Q-TOF建立了快速篩查火鍋底料中11種興奮劑和5種罌粟殼生物堿的方法，在TOF-MS-IDA-MS/MS模式下采集質譜數據后，無需標準品，通過精確質量數及數據庫篩查即可完成定性鑒別。

3 結語與展望

調味品品種繁多、成分復雜，目前的監管手段受檢測標準的制約，無論是在檢測效率、分析通量還是靈敏度、準確性方面均存在一定的不足。LC-MS/MS技術具有靈敏度高、準確性好、選擇性強等優勢，從低分辨串聯質譜到高分辨串聯質譜，已發展成為集分離、定性和定量于一體的現代化分析檢測技術。目前，在調味品安全檢測領域仍然以低分辨的LC-QqQ應用最廣泛，其優異的定量準確性使其在調味品中污染物檢測方面發揮著不可替代的作用。高分辨的LC-Q-TOF和LC-Q-Orbitrap作為LC-QqQ的有效補充，在復雜基質的高通量非靶向篩查以及小分子污染物定性定量分析方面具有顯著優勢。調味品中的污染物，無論是真菌毒素、發酵副產物還是非法添加物，均具有復雜性和不確定性，只有將具有定量優勢的低分辨串聯質譜與具有定性優勢的高分辨串聯質譜相結合，才能更有效地為調味品安全監管提供技術支撐。

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收稿日期：2023-06-16

基金項目：重慶市科研機構績效激勵引導專項（cstc2021jxjl00016）；重慶市市場監督管理局科研資助項目（CQSJKJ2020023）

作者簡介：周純潔（1985－），女，高級工程師，博士，研究方向：食品安全檢測。