淺談液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品安全分析中的應(yīng)用

◎ 祝海珍

（南京旅游職業(yè)學(xué)院烹飪與營養(yǎng)學(xué)院，江蘇 南京 211100）

在全球化的時代背景下，食品安全監(jiān)管已經(jīng)形成一種全球性現(xiàn)象，給民眾的生活質(zhì)量造成一定的影響。對食品安全造成影響的有害物質(zhì)大致包括內(nèi)源性有害物質(zhì)和外源性感染有害物質(zhì)。對內(nèi)源性有害物質(zhì)而言，主要是因為其自身所攜帶或者動植物在生長過程當(dāng)中遭受化學(xué)物質(zhì)侵害或者污染的影響；外源性有害物質(zhì)主要是因為食物添加劑的不合法應(yīng)用，或是在食品包裝、加工等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中帶入的有害物質(zhì)。食品安全監(jiān)管問題會與政治、經(jīng)濟社會發(fā)展等諸多原因產(chǎn)生非常密切的聯(lián)系。要想真正把控食品安全監(jiān)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(lǐng)域當(dāng)中，雖然電化學(xué)、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(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。因此，本文對其在食品安全分析中的應(yīng)用研究進行了細致探討。

1 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的概述

1.1 液相色譜技術(shù)

近年，隨著天然產(chǎn)物和化學(xué)藥物等相關(guān)學(xué)科的不斷進步與發(fā)展，熱穩(wěn)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(fù)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(shù)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(xué)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(yīng)用。在實際進行測試的過程中，色譜法能夠直接與已標(biāo)定的試樣保存時間和反應(yīng)信息進行比對，從而可以對未知化合物的分子結(jié)構(gòu)加以確定。然而，由于其對未知物質(zhì)進行分類方面還存在相應(yīng)的技術(shù)缺陷，因而必須將液相色譜技術(shù)與各種實驗儀器設(shè)備加以結(jié)合應(yīng)用，從而對具備未知物質(zhì)識別功能的儀器設(shè)備進行聯(lián)用，以便真正顯示出物質(zhì)的實時分離和識別功能[1]。

1.2 質(zhì)譜技術(shù)

質(zhì)譜分析法是將被測物質(zhì)通過毛細管直接導(dǎo)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(zhì)荷比的小分子，之后又進入高速電場技術(shù)當(dāng)中產(chǎn)生離子束，并進入質(zhì)量分析類型之中。通過對電荷和磁能進行利用，可以產(chǎn)生高能量色散現(xiàn)象，使不同質(zhì)荷的小分子能夠從不同點聚焦，從而獲得質(zhì)譜圖像，最終對其質(zhì)量加以檢測。通過將質(zhì)譜圖像中的小分子進行離子峰，不但能夠?qū)ξ镔|(zhì)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(zhì)的分子結(jié)構(gòu)信號信息加以獲取，進而對分子式及其結(jié)構(gòu)信息作出判斷。雖然質(zhì)譜技術(shù)具有很強大的結(jié)構(gòu)解析能力，但是對樣品也會具有嚴格的要求，只有純物質(zhì)才可以進行檢測，對于混合性的復(fù)雜樣品，如果僅依靠質(zhì)譜進行結(jié)構(gòu)鑒定，不會得到更加良好的效果。因此，需要將質(zhì)譜技術(shù)與高分離能力儀器進行聯(lián)用，進而發(fā)揮出其最大功效[2]。

1.3 液-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

色譜最主要的優(yōu)勢就是分離，即對復(fù)雜混合物進行區(qū)分。但是，它最大的不足在于不能確定物質(zhì)的特征，只能通過與正常的色譜數(shù)據(jù)進行比對，從而對未知物質(zhì)作出識別。質(zhì)譜能夠?qū)衔锏慕M成數(shù)據(jù)加以提取，上樣量相對低，但是質(zhì)譜只能確保樣品進行提純后方能完成研究。液-質(zhì)譜聯(lián)用主要以液相色譜作為分離體系，質(zhì)譜則作為進一步測定的體系，從而使分離和測定技術(shù)加以緊密結(jié)合，這一技術(shù)創(chuàng)新正是目前分離科學(xué)領(lǐng)域中最大的一個嘗試。現(xiàn)代液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，主要通過利用接口的方式，將傳統(tǒng)液相色譜和現(xiàn)代質(zhì)譜技術(shù)進行緊密結(jié)合，能夠?qū)鹘y(tǒng)液相色譜技術(shù)高分離復(fù)雜樣品能力與質(zhì)譜的鑒定結(jié)構(gòu)簡便等優(yōu)點加以緊密結(jié)合，對未知混合物中的多組分物質(zhì)進行分離和鑒別。同時，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)使分析方法更為具備適應(yīng)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(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)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(guān)心的熱點問題，是影響人類社會穩(wěn)定的主要方面。在對食物進行加工、銷售、運送、貯存等各個環(huán)節(jié)，相關(guān)部門都會展開專業(yè)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(xiàn)食物中毒的情況，這也屬于多個學(xué)科交叉的領(lǐng)域。目前，中國食物安全監(jiān)管問題主要表現(xiàn)在人為破壞和泛濫添加的領(lǐng)域，處于相當(dāng)復(fù)雜且嚴重的局面。第一，突出的食品安全監(jiān)管現(xiàn)象存在于農(nóng)牧業(yè)的栽培及其飼養(yǎng)過程中。伴隨當(dāng)前中國市場經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展及科技的不斷完善，為滿足現(xiàn)代人更高的生存需要，農(nóng)牧者在實際進行農(nóng)作物種植以及動物養(yǎng)殖的過程中會違反規(guī)定，使用各種違禁藥品、獸藥、農(nóng)藥等，以促進生長，提高產(chǎn)量。這樣雖然會帶來一定的經(jīng)濟利益，但是也會引發(fā)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(chǎn)的過程中，具有較為嚴重的安全問題，包含不合格的衛(wèi)生條件、較為落后的生產(chǎn)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(biāo)。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(zhì)量控制措施和質(zhì)量檢驗方法。第四，在食品以及餐飲消費的過程中，食品衛(wèi)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(xiàn)象不僅會對中國民眾的健康產(chǎn)生危害，而且會影響西方國家對我國食品的看法和態(tài)度。

3 食品安全檢測分析

食品種類比較多，且基質(zhì)也比較復(fù)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(huán)境友好化理念之下，使食品檢測的方法朝著無毒、無害、經(jīng)濟以及零排放方面發(fā)展。第三，食品的基質(zhì)比較復(fù)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(nóng)藥殘留等。由于對食品行業(yè)中各種污染物的檢驗標(biāo)準(zhǔn)日益增多，檢測限逐步降低，相對獨立的技術(shù)手段已無法滿足檢驗要求，必須實現(xiàn)技術(shù)手段的結(jié)合，并以此對食品安全監(jiān)督管理問題加以解決。由于液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)有著很強的優(yōu)勢，使其可以廣泛應(yīng)用于食品安全分析工作中。

4 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品安全分析中的應(yīng)用

4.1 農(nóng)藥殘留分析

通過對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，為避免病蟲草害對農(nóng)產(chǎn)品帶來危害，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會大量使用各種農(nóng)藥。雖然農(nóng)藥能有效抑制病蟲草害對農(nóng)產(chǎn)品的傷害，但其殘余的農(nóng)藥也會對人類的生活健康造成一定的危害。因此，國家相關(guān)部門對農(nóng)作物上農(nóng)藥殘留制定了相應(yīng)的法律法規(guī)。黃季維等人[3]應(yīng)用分散固相萃取-液相色譜質(zhì)譜/質(zhì)譜法，測定茶葉中吡蟲啉、啶蟲脒、茚蟲威和氯蟲苯甲酰胺農(nóng)藥殘留，在0 ～200 μg/L 濃度內(nèi)線性關(guān)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(biāo)水平下回收率分別為72.1%～82.6%、74.5%～85.2%、70.3%～83.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.6%～4.5%。

農(nóng)藥的種類較多，在對目標(biāo)物進行分析的過程中，有很多學(xué)者研究利用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對動物組織中的多種農(nóng)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(zhì)的食品樣品。在食品農(nóng)藥殘留的分析中，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的作用就是對無目標(biāo)物以及未知代謝產(chǎn)物進行檢測，這一技術(shù)在對農(nóng)藥殘留進行檢測的應(yīng)用方面處于初級階段，有廣泛的應(yīng)用前景[4]。

4.2 獸藥殘留分析

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，動物食品國際貿(mào)易相對頻繁，各種動物食品交易數(shù)量正在逐漸增多，動物獸藥的應(yīng)用也會導(dǎo)致家畜在成長過程中產(chǎn)生獸藥殘留的狀況。獸藥中殘留的樣本基質(zhì)及其所測定成分的性質(zhì)比較復(fù)雜，檢出限也會比較小。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)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(jīng)過乙腈提取、環(huán)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(yīng)監(jiān)測模式進行采集，用內(nèi)標(biāo)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(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)大于0.995，加標(biāo)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(zhì)，存在一定的生物危害性，會對農(nóng)作物食品及飼料等進行嚴重污染。真菌毒素在對農(nóng)產(chǎn)品進行污染的處理過程中相對分散，如果使用傳統(tǒng)方式對其進行分類、監(jiān)測較為不易。如果使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，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(yīng)離子監(jiān)測模式檢測，外標(biāo)法定量，測得青貯玉米中9 種真菌毒素的線性關(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)階段，不少食品生產(chǎn)企業(yè)在食物制作的過程中，為改進食品的口感或延長食品保質(zhì)期，會加入各類色素、抗氧化劑以及調(diào)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(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢驗食物的添加劑含量是否符合我國食品相關(guān)法律法規(guī)，從而為人們帶來更為安全的產(chǎn)品。陳燕等人[7]利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)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(nèi),各物質(zhì)線性相關(guān)系數(shù)均＞ 0.99，加標(biāo)回收率為60%～120%,相對標(biāo)準(zhǔn)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(lián)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(chǎn)生一定的危害。在對食物微量元素的研究中，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)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?zé)o機形態(tài)，回收率為79. 5%～112%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于5. 0%。

4.6 其他有害物質(zhì)分析

對食品進行烹飪以及加工的過程中，會產(chǎn)生丙烯酰胺、苯并芘等有毒有害的物質(zhì)，對食品安全帶來一定的威脅。而液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可以對這類物質(zhì)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(jīng)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(yīng)監(jiān)測模式，建立超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)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(guān)系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%～2.9%。

5 結(jié)語

當(dāng)前，液相色譜-質(zhì)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(shù)，具有十分廣闊的發(fā)展前景，可以應(yīng)用各個行業(yè)當(dāng)中。與其他檢測技術(shù)相比較，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)要求的食品用量較小，從而可以有效節(jié)約成本，對食物安全的檢測效果也會更加明顯。

現(xiàn)階段，我國食品分析與檢測中液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)未得到普遍應(yīng)用，并不能滿足時代發(fā)展的基本需求。因此，我國食品安全檢測工作在應(yīng)用檢測技術(shù)的過程中，需要進行相應(yīng)的改革，對液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)加以普及，進而得到更好的檢測效果，確保食品安全。