氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法在食品檢測中的運(yùn)用

◎楊光緒

（蒙陰縣檢驗(yàn)檢測中心，山東 臨沂 276200）

現(xiàn)階段常用的食品檢測方法有液相色譜法、酶聯(lián)免疫吸附法、熒光光譜法等，其中氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法能夠?qū)庀嗌V與質(zhì)譜2 種技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行融合，進(jìn)一步提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，在食品檢測領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法時，除了要熟悉食品檢測的基本操作流程外，還應(yīng)重點(diǎn)做好樣品預(yù)處理、配制標(biāo)準(zhǔn)溶液、科學(xué)設(shè)置儀器設(shè)備參數(shù)等工作，才能保證最終檢測結(jié)果精確可靠。

1 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法的原理分析

氣相色譜是一種分離分析技術(shù)，對混合物進(jìn)行高效分離，從而獲得單一的組分；質(zhì)譜是一種譜學(xué)方法，用于對化合物的鑒定。在食品檢測中，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法就是將2 種技術(shù)結(jié)合，對檢測的食品樣品進(jìn)行分離后得到單一組分，然后送入質(zhì)譜儀離子源進(jìn)行電離處理，使物質(zhì)變?yōu)殡x子，再使用質(zhì)譜檢測儀對離子進(jìn)行測定，最終結(jié)果以質(zhì)譜信號的形式傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)完成分析后輸出定量的分析結(jié)果[1]。運(yùn)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行食品檢測，能最大程度消除無關(guān)因素的干擾，保證最終檢測結(jié)果更加精確、可靠。

2 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法在食品檢測中的運(yùn)用

2.1 在食品農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)中的運(yùn)用

在果蔬類食品的種植過程中，為了提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，殺蟲防病時大多會噴施有機(jī)農(nóng)藥，從而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，對消費(fèi)者的身體健康造成危害。因此，開展果蔬類食品的農(nóng)藥殘留檢測十分必要。由于常用檢測方法為氣相色譜法，在實(shí)際應(yīng)用中容易受到極性差別的影響，使檢測結(jié)果不能準(zhǔn)確反映食品中農(nóng)藥殘留的具體類型和詳細(xì)成分。相比之下，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法通過使用質(zhì)譜儀離子源對食品樣品中殘留的農(nóng)藥成分進(jìn)行定性分析，能準(zhǔn)確檢測農(nóng)藥的具體類型，如殺蟲菊酯、氨基甲酸酯等[2]。

2.2 在食品添加劑檢驗(yàn)中的運(yùn)用

為了改善食品的口感、觀感及延長食品的保存期限，通常會在食品制作過程中加入各式各樣的添加劑。例如，加入抗氧化劑能夠有效抑制食品的氧化變質(zhì)，從而延長食品的保質(zhì)期；加入增稠劑或乳化劑，能夠明顯改善食品的口感；加入著色劑則能夠改變食品的顏色。但是，過量使用食品添加劑會對人體健康造成損害，因此，在食品檢測中需要分析食品添加劑的成分及含量。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法在食品添加劑的檢測中，能夠準(zhǔn)確測出具體成分和含量，然后對照國家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即可判定該食品所用添加劑是否超標(biāo)[3]。例如，由于保質(zhì)期較短，烘焙類食品會使用防腐劑、抗氧化劑等添加劑，而為了提升食品的色澤與口感，又會使用著色劑、乳化劑等添加劑，因此烘焙類食品經(jīng)常出現(xiàn)添加劑超標(biāo)的情況。

2.3 在食品成分檢驗(yàn)中的運(yùn)用

根據(jù)檢驗(yàn)對象不同，食品成分檢驗(yàn)可分為物質(zhì)成分檢驗(yàn)和營養(yǎng)成分檢驗(yàn)2 種，其均可使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法取得預(yù)期的檢驗(yàn)效果。例如，使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法檢驗(yàn)?zāi)橙忸悩悠?，對肉類樣品散發(fā)的氣味進(jìn)行檢驗(yàn)分析，通過分析檢測結(jié)果中醇類化合物和烴基化合物的成分，能準(zhǔn)確判斷肉類樣品的成分，如羊肉、豬肉、鴨肉等。在食品安全管理中運(yùn)用該檢測技術(shù)，可以準(zhǔn)確分辨假冒偽劣肉制品，從而維護(hù)食品質(zhì)量安全。在食品營養(yǎng)成分檢驗(yàn)中，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)也能夠?qū)κ称窢I養(yǎng)成分的具體組成及其含量進(jìn)行準(zhǔn)確測定。例如，根據(jù)維生素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，測定某類食品中維生素的含量，然后將檢測結(jié)果與食品商標(biāo)中標(biāo)注的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，判斷商品質(zhì)量是否合格。

3 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法在食品檢測中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 試驗(yàn)儀器與試劑

本次試驗(yàn)使用試樣為某連鎖超市購買的辣椒油。試驗(yàn)儀器主要包括氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、超聲波提取器、分析天平。試驗(yàn)所用材料有0.22 μm 濾膜，10 mL 具塞刻度試管；試驗(yàn)試劑包括乙腈、三氯甲烷，均為色譜純。蘇丹紅I 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用乙腈配置成1 000 μg/mL 的儲備液，置于冰箱保鮮層備用，使用前取出并用乙腈稀釋成相應(yīng)的濃度。

3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

3.2.1 確定氣相色譜與質(zhì)譜的條件

氣相色譜的條件設(shè)定如下：

（1）色譜柱：含有35%二苯基—65%二甲基硅氧烷毛細(xì)管柱。

（2）載氣：氦氣，純度99.999%。

（3）載氣流速：1 mL/min。

（4）進(jìn)樣器溫度：初始溫度為145 ℃，保持1 min，以0.5 ℃/min 的速度升溫至150 ℃；再保持1 min，以20 ℃/min 的速度升溫至200 ℃，并保持2 min。

（5）進(jìn)樣量：2 μL。

（6）保留時間：蘇丹紅I 保留時間為7.8 min。

質(zhì)譜的條件設(shè)定如下：

（1）電離電壓：70 eV。

（2）電離方式：EI 源。

（3）溶劑延遲時間：5 min。

（4）離子源溫度：250 ℃。

（5）掃描范圍：10～500 amu。

（6）采集方式：SIM。

（7）調(diào)諧方式：自動調(diào)諧。

本次試驗(yàn)選擇SIM（選擇離子）掃描方式，可同時滿足定性和定量分析要求，并且能避免基質(zhì)干擾導(dǎo)致的假陽性，具有檢測結(jié)果準(zhǔn)確度高、檢測時間短等優(yōu)勢[4]。

3.2.2 試驗(yàn)方法

使用分析天平精確稱量1.00 g 辣椒油樣品，將其置于10 mL 具塞刻度試管中。然后使用量筒分別量取 6 mL 的乙腈和4 mL 的三氯甲烷，將體積比為3:2 的混合溶液作為提取劑，然后加入具塞刻度試管中。振搖1 min 后，將該試管置于超聲波提取器內(nèi)，設(shè)定提取時間為10 min。之后使用0.22 μm 濾膜對提取液進(jìn)行過濾，以2 μL 的進(jìn)樣量送入氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測定。

3.3 檢出限和回收率

為了能夠清楚地分辨色譜圖中目的物的色譜峰下限，本文將檢出限（LOD）設(shè)定為噪音（ρ）的3 倍，即：

式（1）中S和N分別表示信號和噪聲的平均功率，根據(jù)式（1）可得到定性分析結(jié)果。同樣，本文將最低定量限（LOQ）設(shè)定為噪音的10 倍，即LOQ=ρ×10/（S×N），可得到定量分析結(jié)果。本文使用的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀能夠測定信噪比（S/N）。如果進(jìn)樣量為0.01 mg/mL，則S/N值為10；此時LOD 為0.003 0 mg/L，LOQ 為0.010 mg/L。本次試驗(yàn)中蘇丹紅I 的檢出限為0.6×10-3μg/g。

在樣品中分別添加3 個濃度梯度（0.01 μg/mL、0.10 μg/mL、1.00 μg/mL）的蘇丹紅I 標(biāo)準(zhǔn)品，添加量均為1 mL。然后進(jìn)行3 次平行測定，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)樣品的檢測值與平均回收率，結(jié)果如表1 所示。

表1 樣品中蘇丹紅I 的測得值與平均回收率表

根據(jù)表1 可知，本次試驗(yàn)選用的辣椒油樣品，蘇丹紅I 的平均回收率在93.7%～95.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）＜5%，符合農(nóng)藥殘留分析要求。

4 食品檢測中氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法的注意事項(xiàng)

從上述試驗(yàn)操作來看，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法檢測食品添加劑的操作比較簡單，但是要想得出精確可靠的檢測結(jié)果，還必須注意以下2 個要點(diǎn)：

（1）合理設(shè)置儀器設(shè)備的參數(shù)。在氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法檢測食品中，核心設(shè)備為氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，需要設(shè)置的參數(shù)有色譜柱的柱溫、檢測溫度、氣體流速、進(jìn)樣量、分流比，以及質(zhì)譜的電離電壓、電離方式、離子源溫度等。如果參數(shù)設(shè)置不合理，將會直接改變氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的工作條件，進(jìn)而對檢測結(jié)果造成干擾[5]。因此，檢測人員一方面要在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段檢查儀器設(shè)備是否正常運(yùn)行，另一方面還要嚴(yán)格按照試驗(yàn)操作規(guī)程設(shè)定參數(shù)，為食品樣品檢測的開展創(chuàng)造良好環(huán)境。

（2）明確食品檢測的對象和內(nèi)容。如上文所述，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法可用于食品成分分析、添加劑檢測和農(nóng)藥殘留檢測等。不同的檢測對象，所用的儀器設(shè)備、試驗(yàn)操作流程等存在較大差異。因此，在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段,檢測人員應(yīng)明確試驗(yàn)內(nèi)容、確定試驗(yàn)方案、熟悉試驗(yàn)流程，然后做好食品樣品的制備、試驗(yàn)儀器的選用等工作，保證檢測結(jié)果的精度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

食品安全問題不斷引起社會各界的關(guān)注，食品檢測成為檢驗(yàn)食品質(zhì)量安全的一種有效手段。綜合對比目前常用的食品檢測方法，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法能夠?qū)庀嗌V技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合，使食品檢測的效率和精度都得到了明顯提升，在食品成分分析、添加劑檢測及農(nóng)藥殘留檢測等方面均發(fā)揮了積極作用。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)時，還需要重點(diǎn)做好樣品處理、儀器參數(shù)設(shè)置、萃取處理等一系列操作，消除無關(guān)因素的干擾，使最終測定結(jié)果保持較高的精度，切實(shí)維護(hù)食品質(zhì)量安全。