氣相色譜-質譜聯用技術在乳制品檢測中的應用

陳增鑫，潘蕓蕓，閆澤文，王 恒

煙臺大學生命科學學院，山東煙臺 264005

0 引言

氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）是一種高效準確的分析檢測技術，它將氣相色譜（GC）與質譜檢測器（MS）相連接，結合了GC技術高效的分離能力和M S鑒定未知化合物的能力，可以更好地完成對復雜化合物的分離、鑒定和分析等操作。在GC-MS系統中，M S技術主要充當檢測器，可檢測出化合物的分子量、分子式等，具有識別結構的功能，具有很高的辨識度和靈敏度；而G C主要充當預處理器的作用。兩者結合可以解決GC定性、定量能力差的問題，也彌補了MS對待測組分要求純度高、組分單一的缺點，相互補充為分析檢測復雜化合物問題的有力方法[1]。近年來，我國乳品行業正處于高速發展期，人們日常飲食已漸漸離不開乳制品。然而，乳制品的質量安全問題仍然存在，阻礙著我國乳制品向更高質量水平邁進，也影響著我國乳品行業未來的發展。利用氣相色譜-質譜聯用技術檢測乳制品質量的方法既快捷又準確，對未來乳品行業的發展和進步有著深刻意義。

1 在乳制品農藥殘留方面的檢測應用

化學農藥指的是農業上用于防治病蟲害、調節植物生長的化學藥劑，主要有氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯、有機氯、有機磷、有機氮、有機硫、有機金屬化合物類、酰胺類化合物、脲類化合物、醚類化合物、酚類化合物、苯氧羧酸類、脒類、三唑類、雜環類、苯甲酸類等類型。食物中的農藥殘留通常有3 個來源：首先是農作物上直接噴灑農藥；其次是農作物從環境中吸收的農藥；最后是通過食物鏈傳遞和富集效應，如牛奶中的農藥殘留與奶牛飼料的農藥噴灑狀況有關。據國家統計局統計數據，2020年我國乳制品消費需求增長迅速，總需求達到5 431萬噸[2]，農藥殘留對乳制品的安全和品質存在著消極的影響，因此，加強乳制品中農藥殘留的檢測和研究對改善乳制品的品質、提高乳制品的安全性尤為重要。

氣相色譜串聯質譜檢測方法靈敏度高、分離速度快、檢測效率高，且能夠針對不同類型的農藥采用不同的檢測方法。例如，趙桂華等[3]使用氣相色譜-質譜聯用法一次性檢測了乳與乳制品中29 種農藥殘留，該方法能夠準確地進行定性、定量，檢出限較低，重復性較好，能快速地完成乳制品中農藥殘留的檢測。徐瀟穎等[4]建立了一種利用氣質聯用儀對含乳飲料中多種農藥殘留進行檢測的方法，具有分析速度快、溶劑用量少、操作簡單、穩定可靠、靈敏度高等優勢。

2 在乳制品食品添加劑方面的檢測應用

食品添加劑是可以改善食品質量、色澤、風味、外觀和營養價值，方便加工和儲存的化學合成的或者天然物質，例如防腐劑、乳化劑、甜味劑等。食品添加劑一定程度上會影響人體健康，因此，要按照國家標準的相關規定嚴格控制食品添加劑用量。GC-MS檢測技術檢測乳制品添加劑，可以有效檢測出添加劑成分和含量，明確食品添加劑的合理使用。廖惠云等[5]建立了利用旋渦混合輔助超聲提取的方法對樣品進行處理，再采用G C-M S內標法檢測咪唑食品添加劑的方法。李燕等[6]建立了利用氣相色譜-串聯質譜法測定牛奶、飲料等6 種產品中的糠醛類物質和防腐劑的方法，該法簡便快速、溶劑用量少，可消除牛奶等6 種產品中其他復雜基質對檢測結果的干擾，結果準確可靠、靈敏度高，適用于牛奶等食品中的糠醛類物質和防腐劑的同時檢測。王李平等[7]利用響應面優化-氣相色譜質譜聯用法對食品中山梨酸、苯甲酸和肉桂酸等防腐劑進行了分析檢測，探究了各種預處理條件對食品中防腐劑的影響。鄰苯二甲酸酯類常被用作塑料制品中的增塑劑，乳及其制品常用塑料瓶包裝，易受到污染。高曉明等[8]建立了固相萃取-氣相色譜-質譜法同時測定16 種鄰苯二甲酸酯類化合物的分析方法，具有快速準確、靈敏度高、重現性及穩定性好等優點，可用于乳及乳制品鄰苯二甲酸酯類化合物的檢測。香蘭素具有濃郁的奶香味，常用作乳制品增香劑，鄭璇等[9]利用自動頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜的方法檢測奶粉中的香蘭素和乙基香蘭素，該方法可消除其他復雜基質的干擾、樣品預處理簡便快捷，且靈敏度高、結果準確可靠。

3 在乳制品物質成分方面的檢驗應用

GC-MS檢驗技術可以準確檢驗食品的物質成分，如對奶粉中三聚氰胺進行檢測[10]。氯丙醇酯是一種常見于各類含油脂食品中新型食品污染物，富含脂肪的奶粉也存在氯丙醇酯污染風險，覃玲等[11]建立了利用氣相色譜-質譜聯用方法檢測奶粉中3-氯-丙二醇脂肪酸酯和2-氯-丙二醇脂肪酸酯的方法。奶粉在加工、運輸和儲藏過程中易受到光照、高溫等影響，其中大量的脂肪成分會產生揮發性的醛類物質，醛類物質的含量與產品的過氧化值、酸價有關，是奶粉氧化和腐敗程度的重要指標。王震等[12]利用固相微萃取-全二維氣相色譜串聯飛行時間質譜的方式對奶粉進行了檢測，該方法能有效檢測奶粉中醛類物質，用于評價奶粉的氧化程度。侯冬巖等[13]利用氣相色譜-質譜聯用法對奶粉脂肪酸進行檢測，分析奶粉脫脂前后的脂肪酸組成和相對含量。李安等[14]運用氣相色譜串聯質譜的方法，對乳制品中的揮發性風味物質進行了分離鑒定，為乳制品中的揮發性風味物質的研究提供了參考。李延華等[15]建立了利用固相微萃取-氣相色譜串聯質譜的方法檢測乳制品中2-甲基-2-丙烯酸甲酯（MMA）。趙艷菊等[16]建立了一種適用于發酵乳制品中氨基甲酸乙酯檢測方法——氣相色譜質譜內標法，該方法簡單、快捷準確。王軍平等[17]利用氣相色譜質譜聯用儀提取和檢測乳制品中的脂肪酸，得出的結論是大部分乳制品中都含有反式脂肪酸。Sanchez等[18]利用氣相色譜-質譜指紋圖譜檢測出山羊奶粉中的50 種揮發物，包括烷烴、芳烴、烯烴、酯、醇、酮、醛、酸化合物等。

4 在乳制品包裝方面的檢測應用

食品包裝的安全性是國際上普遍關注的問題，我國已將食品包裝納入生產許可證管理之中，杜絕包裝中添加劑的非法添加和過量使用，杜絕回收包裝的使用是今后監管的重點。食品包裝中添加過量抗氧化劑會對人體健康造成損害，建立一種食品包裝中抗氧化劑的快速準確檢測方法十分重要，乳制品包裝也不例外。張智力等[19]建立了一種利用氣相色譜-質譜聯用法檢測食品用塑料袋中抗氧化劑的方法，該方法操作便捷，效率高，靈敏性好，結果準確，適用于食品包裝中抗氧化劑含量的快速檢測。易守福等[20]建立QuEChERS（快速，簡便，便宜，有效，耐用，安全）技術結合氣相色譜-質譜法同時檢測食品包裝材料中20 種光引發劑含量的分析方法。劉敏芳等[21]建立了利用氣相色譜-質譜法來食品接觸材料及包裝制品中的2，2，4，4-四甲基-1，3-環丁二醇遷移量的分析檢測方法。張霞等[22]利用氣質聯用儀測定食品包裝紙中有害物質，同時測定鄰苯二甲酸酯（PAEs）和多氯聯苯（PCBs），該方法簡便快捷，結果準確性好，適用于食品包裝中有害物質的檢測。