氣相色譜質譜聯用于食品檢驗中的效果研究

◎ 阮家成，張 苗

（陜西科儀陽光檢測技術服務有限公司，陜西 西安 710000）

隨著我國社會的整體進步和經濟水平的大幅度提升，人們對食品質量和食品安全問題的重視程度與日俱增。而食品安全主要涉及的內容是有害化學污染物殘留和食品添加劑濫用等，食品中存在的各類有害化學污染物和各種殘留物等嚴重危害人們的身體健康，輕則引發各種疾病，重則會給人們帶來生命危險。因此，將氣相色譜質譜聯用技術用于食品安全檢測分析，對保障食品安全具有重大意義。

1 氣相色譜質譜聯用概述和原理分析

1.1 氣相色譜概述

氣相色譜以惰性氣體為流動相，利用試樣中各組分在色譜柱中的氣相和固相間的分配系數不同，當氣化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，該組分在兩相之間反復多次分配，整個過程是先吸附，再脫附，最后釋放。在此過程中，由于固相對于各組分相應的吸附能力不盡相同，因此各組分在色譜柱中對應的運行速度也有很大差異。試樣在色譜柱中運行一段距離后，各組分之間相互分離，陸續離開色譜柱進而進入檢測器。在檢測器上，流動相中各組分濃度的變化將轉變為相應的電信號，對應的電信號經放大后，在記錄器上描繪出各組分的色譜峰，形成色譜流 出曲線。

1.2 質譜概述

質譜分析是一種測量離子電荷與質量比值的分析方法。其工作過程是先將試樣中氣相組分電離，產生不同荷質比的陽離子，在加速電場的作用下，進一步形成一定數量的陽離子束，并將其直接帶入檢測分析器中。在檢測分析器中，在電場和磁場作用下，相應的陽離子束以彼此相反的速度色散，色散后的離子束分別聚焦，進而得到離子束形成的質譜圖，從而將這些待檢物進行準確的定性和定量分析。

1.3 氣相色譜質譜聯用原理概述

氣相色譜質譜聯用是氣相色譜和質譜的結合。氣相色譜的主要作用是分離混合物中的各組分，在對混合物的分離分析方面具有不可撼動的關鍵作用。質譜可以將混合物分離后的各組分進行細致的定量分析檢測。當單一組分進入質譜檢測器時，可采用各種離子化檢測方法獲得該組分相應的質譜圖。采集到該混合物各組分的質譜圖后，可以進一步確定該混合物具體的分子結構，進而準確甄別出該混合物的特定物質。氣相色譜質譜聯用可以充分利用氣相色譜的分離能力和質譜的定性和定量能力，進而實現對相對復雜的混合物進行更為準確而細致的定性和定量分析，從而使被檢試樣的處理過程變得更為簡便快捷，進一步簡化了整個試樣的分析過程，并且節省時間，提高了分析試樣的能力[1]。

2 氣相色譜質譜聯用于食品檢驗中的重要性

2.1 食品檢驗遇到的困難

目前，檢測分析食品中的有害化學污染物有一個明顯的問題，即有毒有害物質在食品內的含量較少，且存在的方式相對復雜，傳統常規的化學分析和儀器檢測很難做到對這些有毒有害物質進行細致清晰地甄別和篩選，確定其中有毒有害物質的成分和含量更是難上加難。在這種情況下，清晰地分離出相應物質的各個組分，準確定性和定量分析出相應物質的各組分含量顯得尤為重要[2]。

2.2 單一氣相色譜和單一質譜在物質檢測方面的不足

氣相色譜分離混合物的各組分是強有力的物質分離分析手段。但氣相色譜法不能具體確定相應待檢物的詳細結構信息，在實際檢測試樣的過程中，主要用于將待檢試樣與標樣進行對比辨別，從而推斷出待檢物質的結構。這種方法檢測結果不夠嚴謹，檢測效率相對較低。因此，在檢測分析相對復雜混合物的結構時，氣相色譜法水平仍然有限，無法準確檢測出相應的結果。

質譜檢測分析是一種能力較強的物質結構甄別工具，對檢測和分析有高靈敏度，能提供種類全面且內容豐富的各類物質的詳細結構信息，且在所有色譜學中，所需試樣的數量最少。與其他種類的檢測器相比，質譜檢測分析對于物質的選擇范圍更廣，物質檢測種類更多，檢測分析結果更加準確。但質譜檢測分析只能對單一物質或混合物中單一組分的物質結構進行甄別，并進行定性和定量分析。

2.3 氣相色譜質譜聯用在食品檢驗中的重要性

氣相色譜質譜聯用技術具有氣相色譜法高效率分離物質各組分的功能，也具有質譜法的極強定性和定量能力，很好地克服了單一氣相色譜檢測能力的不足，以及單一質譜檢測不能檢測混合物中每種組分具體確切含量的缺陷，將二者的優勢結合在一起，不僅可以節省部分工作步驟，縮短檢測時間，還可以進一步提升試樣檢測的整體工作效率。

氣相色譜質譜聯用技術具體優勢如下。①避免了相應的試樣制備和試樣運送的前期準備過程。②滿足了質譜分析僅能檢測分析單一組分試樣的苛刻要求。③氣相色譜質譜聯用技術能夠收集質量、強度、保留時間等多方面的具體信息，并統一記錄數據，以便后期查閱。④氣相色譜質譜聯用技術還可以借助計算機系統的強大功能，使整個物質檢測分析過程更加簡便快捷，逐步實現物質檢測分析的的全系統、全過程的自動化操作模式[3]。

3 在食品檢驗中的效果

3.1 氣相色譜質譜聯用在檢測食品成分的效果

氣相色譜質譜聯用技術是一種簡潔方便的方法，可用于確定食品中各種成分的定性和定量分析。隨著氣相色譜質譜聯用技術的逐步成熟和通過幾代人的共同努力，越來越多的未知食品成分通過氣相色譜質譜聯用技術被一一檢測分析出來。例如，成功鑒定出蘋果酒中香氣成分種類為40個，芥末油中風味成分為6個，啤酒中微量香氣組分為41個，淡水魚肉中氣味成分為42個。

3.2 氣相色譜質譜聯用在檢測殘留有害化學污染物的效果研究

目前，食品安全問題已經成為一個不可忽視的重要問題，為確保人們所攝入食品的安全和健康，應及時有效地檢測出食品中所含有的殘留有害化學污染物含量。

我國蔬菜生產中濫施農藥的情況越來越嚴重，各類食用蔬菜中含有的殘留有害化學污染物總類繁多，情況復雜，一般傳統方法難以實現對這些有害污染物的準確檢測分析。采用氣相色譜質譜聯用技術，可同時檢測多種類型的有害污染物，準確對待檢物進行定性和定量分析。

我國畜禽養殖過程中使用獸藥進行預防控制和治療相應的畜禽類疾病，已經成為一種社會趨勢。畜禽接種獸藥后，會在其體內形成獸藥殘留或相應獸藥代謝產物的累積。一般比較常見的殘留獸藥可能包括生長促進劑類、抗驅滅蟲類、抗生素類、鎮靜劑類及其他化學物質等[4]。有關氣相色譜質譜聯用技術檢測分析食品中殘留有害化學污染物的效果事例見 表1。

表1 氣相色譜質譜聯用技術檢測分析食品中殘留有害化學污染物的效果事例表

3.3 氣相色譜質譜聯用在檢測食品添加劑的效果 研究

在實際食品制作過程中，為了提升食品的整體口味水平，在食品生產加工過程中一般會加入一些天然的或經化學人工合成的各類食品添加劑，這些食品添加劑不僅可以提升食品整體的味道和口感，還可以實現一些其他的功能和作用[5]，例如，使食品顏色鮮艷，增加人們的食欲；延長食品保質期；提高食品的整體營養含量等。目前我國的食品添加劑種類繁多，功能齊全，如著色劑、防腐劑、增味劑、營養強化劑、抗氧化劑以及香料等，具體品種大約有23個類別和 2 000多個子類別。

例如，瓜子中礦物油含量的一般檢測是以C19～C28間的正構烷烴的含量作為衡量樣品中是否含有礦物油的一個標準，采用氣相色譜質譜聯用技術可以檢測待檢物中C19～C25全部烷烴的具體種類，并對此進行精確的定性和定量分析。結果表明，食用植物油中含有的天然不皂化物非常有限。而運用傳統的皂化法檢測的結果，由于待檢物只能是食用植物油等有限的幾種品類，有很大的局限性，已不能滿足日益發展的食品添加劑種類的檢測分析工作。因此，采用氣相色譜質譜聯用技術檢測相關食品中含礦物油的含量，整體檢測過程靈敏度高，準確性好，適用于當前食品添加劑的發展需求。

4 結語

采用氣相色譜質譜聯用技術進行食品安全方面的食品檢測分析，具有檢測靈敏度高、檢測物質范圍廣、檢測分析速度快、檢測精度準確等優點，可廣泛應用于食品安全檢測分析的各個方面。隨著氣相色譜質譜聯用技術的逐步普及和相關研究工作的不斷深入，氣相色譜質譜聯用技術將在食品檢測領域展現出更大的價值。