淺談食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險快速篩查

文/毛婷 北京市食品安全監(jiān)控和風(fēng)險評估中心

食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險指食品安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之外的、尚未被認(rèn)知的化學(xué)性風(fēng)險隱患。其主要來源有三方面：一是食品行業(yè)誠信道德體系建設(shè)滯后，某些從業(yè)者在食品生產(chǎn)加工過程中添加非食用物質(zhì)、濫用農(nóng)獸藥和食品添加劑等；二是食品新原料、新添加劑、新包裝材料、新生產(chǎn)技術(shù)工藝的不合理應(yīng)用、不可預(yù)測的環(huán)境污染以及食品技術(shù)性制假售假手段的不斷翻新，帶來新的食品安全問題；三是食品供應(yīng)鏈的全球化、復(fù)雜化大大增加了引入新食品安全風(fēng)險的可能性。食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險不可預(yù)測、復(fù)雜多變，有的甚至發(fā)展為區(qū)域性、系統(tǒng)性和全行業(yè)風(fēng)險，嚴(yán)重影響社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定，如“三聚氰胺事件”“臺灣塑化劑事件”“新西蘭奶粉雙氰胺事件”等。對食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險實(shí)施有效監(jiān)控成為各國食品安全監(jiān)管部門工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是衡量一個國家食品安全科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險快速篩查確證技術(shù)是利用檢驗(yàn)檢測手段，快速篩查并精準(zhǔn)確認(rèn)出未知風(fēng)險涉及的有毒有害化學(xué)物質(zhì)，由此實(shí)施相應(yīng)控制行為，避免風(fēng)險的蔓延。近年來，國內(nèi)外不少研究者以實(shí)現(xiàn)高通量、高靈敏度、高準(zhǔn)確性的篩查確證為主線，通過學(xué)科融合和協(xié)同創(chuàng)新，綜合運(yùn)用分析化學(xué)、數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科前沿手段，加大對通用型前處理技術(shù)、高通量儀器篩查確證技術(shù)和針對性強(qiáng)、信息量大的篩查確證數(shù)據(jù)庫的攻關(guān)，促使食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險篩查確證手段更加先進(jìn)、方法更加完善、效能更加突出。

常用快速篩查確證方法

食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險涉及的有害物質(zhì)往往是尚未被監(jiān)測到的、不在食品檢測標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，故前處理技術(shù)必須具備通用性，確保盡可能多的不同種類、不同理化性質(zhì)的物質(zhì)被提取、凈化。目前這類通用型技術(shù)主要包括快速、簡便、便宜、高效、耐用及安全的樣品處理技術(shù)（quick，easy，cheap，effective，rugged，and safe，QuEChERS）、分級提取凈化技術(shù)、固相微萃取技術(shù)（solid phase microextraction，SPME）、在線固相萃取技術(shù)（on-line solid-phase extraction，on-line SPE）以及渦流色譜技術(shù)（turbulent flow chromatography，TFC）。

QuEChERS方法是在基質(zhì)固相分散萃取方法基礎(chǔ)上建立的一種更通用的方法。傳統(tǒng)的QuEChERS方法一般采用乙腈、乙酸乙酯等提取樣品，加入硫酸鎂、氯化鈉、氯化鎂等或鹽類混合物促使樣品鹽析分層，上清液加入N-丙基乙二胺（primary secondary amine，PSA）、C18、佛羅里硅土、石墨化炭黑等吸附劑和無水硫酸鎂凈化分離后進(jìn)行儀器分析。QuEChERS方法廣泛應(yīng)用于蔬菜、水果、谷物等食品中農(nóng)藥多殘留的檢測，可對數(shù)百種農(nóng)殘進(jìn)行同步分離凈化，并成為美國分析化學(xué)家協(xié)會（Association of Official Analytical Chemists，AOAC）的官方檢測方法和歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會的標(biāo)準(zhǔn)方法。

近年來，QuEChERS方法運(yùn)用范圍得到進(jìn)一步拓展，可同步篩查牛奶、雞肉、魚肉、蝦肉、動物組織等樣品中十幾種至數(shù)十種獸藥，覆蓋磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、苯并咪唑類、阿維菌素類、激素類等。

傳統(tǒng)的用于未知物鑒別的方法包括紅外光譜法、紫外光譜法、質(zhì)譜法以及核磁共振技術(shù)（nuclear magnetic resonance，NMR）。紅外光譜、紫外光譜雖然在食品摻假和食品中未知物質(zhì)篩查方面有一定運(yùn)用，但總體而言受基質(zhì)干擾較為明顯，痕量成分分析時的可靠性、靈敏度和選擇性有待提高。高分辨質(zhì)譜質(zhì)量范圍寬、分辨率和質(zhì)量測量精度較高，并且在全掃描的模式下，也有極高的靈敏度，在一次運(yùn)行中可實(shí)現(xiàn)幾百種甚至上千種物質(zhì)的篩查，成為食品安全化學(xué)性未知風(fēng)險快速篩查的重要手段。此外，核磁共振技術(shù)特別是核磁共振氫譜在測定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)信息時，具有無破壞性、無偏向性以及測定快速等特點(diǎn)，這種無歧視的測量允許檢驗(yàn)人員在篩查樣品時事先假設(shè)樣品中存在任何性質(zhì)的污染。因此，該方法被一些學(xué)者結(jié)合模式識別的方法用來檢測惡意和意外污染。

由于食品基質(zhì)復(fù)雜、干擾性大、可能引入其他物質(zhì)多、添加濃度范圍寬，即使是高分辨質(zhì)譜、核磁共振分析儀對食品中未知物進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定仍是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。采集后的數(shù)據(jù)處理非常重要，除了需要研究人員具有豐富的化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定知識外，還需借助智能化軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析以提高鑒定工作效率和準(zhǔn)確度。

相關(guān)建議

近年來，我國在食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險快速篩查確證技術(shù)方面取得顯著進(jìn)展，但仍然存在一些關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸亟待突破。結(jié)合食品安全技術(shù)保障工作實(shí)際，以下兩方面工作的發(fā)展將有效提升食品安全未知化學(xué)性風(fēng)險快速篩查確證能力：

一是進(jìn)一步加強(qiáng)核磁共振技術(shù)的運(yùn)用。核磁共振技術(shù)現(xiàn)已一定程度上運(yùn)用于食品未知成分鑒定，取得了較好的效果。但該技術(shù)對樣品純度要求高，食品基質(zhì)復(fù)雜，干擾較大，還需進(jìn)一步結(jié)合有效的分離手段，促進(jìn)鑒定能力的提升和運(yùn)用范圍的擴(kuò)展。下一步，通過聯(lián)合色譜分離技術(shù)、在線富集技術(shù)和核磁共振技術(shù)，融合高效分離和豐富結(jié)構(gòu)信息獲取功能，建立基于液相-固相萃取-核磁共振聯(lián)用技術(shù)的食品中未知化合物在線鑒定方法，實(shí)現(xiàn)混合物體系中多個未知成分分子結(jié)構(gòu)的同步快速、準(zhǔn)確定性分析。同時以在線定性分析為基礎(chǔ)，利用高靈敏度寬帶超低溫正相核磁探頭檢測技術(shù)，結(jié)合液相紫外光譜和核磁結(jié)構(gòu)信息，提升混合物中微量未知成分鑒定的靈敏度。

二是進(jìn)一步拓展高分辨質(zhì)譜篩查確證數(shù)據(jù)庫。高分辨質(zhì)譜鑒定的成功與篩查確證數(shù)據(jù)庫的全面性密切相關(guān)。如果數(shù)據(jù)庫信息容量不足，缺乏新化合物、農(nóng)獸藥代謝物、藥物雜質(zhì)等數(shù)據(jù)，導(dǎo)致檢索不到匹配的物質(zhì)，將使整個鑒定工作受到影響。因此，更全面地收集新化合物、代謝物的結(jié)構(gòu)信息，并將其納入數(shù)據(jù)庫中，對確證未知風(fēng)險具有重要意義。