基于高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測食品中添加劑的研究與應(yīng)用

摘 要：近年來，在食品加工過程中違法使用添加劑的案例頻發(fā)，對公眾健康構(gòu)成了潛在威脅。高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLC-MS）綜合了HPLC的高選擇性與MS的高靈敏、高效率的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前食品檢測領(lǐng)域的重要工具之一。該技術(shù)在打擊違法使用添加劑方面發(fā)揮著重要作用，可以更好地服務(wù)于食品監(jiān)管。基于此，本文綜述了近年來HPLC-MS在檢測食品添加劑中的應(yīng)用，以期為促進(jìn)食品行業(yè)健康發(fā)展提供有益參考。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HPLC-MS）；添加劑；食品安全

Research and Application of High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry for the Detection of Additives in Food

ZHANG Guofa

（Baoding Food and Drug Inspection Institute， Baoding 071000， China）

Abstract： In recent years， there have been frequent cases of illegal use of additives in food processing， posing a potential threat to public health. High performance liquid chromatography-mass spectrometry （HPLC-MS） combines the high selectivity of HPLC with the high sensitivity and high efficiency of MS. It is one of the indispensable tools in the field of food detection. The technology plays an important role in combating illegal additives and can better serve food regulation. Based on this， this paper reviews the application of HPLC-MS in detecting additives in food industry in recent years， in order to provide useful reference for promoting the healthy development of food industry.

Keywords： high performance liquid chromatography-mass spectrometry technology （HPLC-MS）; additives; food safety

現(xiàn)階段，高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，HPLC-MS）已成為食品檢測的重要技術(shù)手段。其獨(dú)特優(yōu)勢在于能夠直接對高沸點(diǎn)、高揮發(fā)性及高溫易揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分離與鑒別，無須煩瑣的衍生化處理。對比傳統(tǒng)方法，HPLC-MS技術(shù)顯著縮短了分析時(shí)間，并明顯提升了靈敏度和準(zhǔn)確性[1]。本文綜述HPLC-MS在檢測食品添加劑中的應(yīng)用，以期為促進(jìn)食品行業(yè)健康發(fā)展提供參考。

1 HPLC-MS工作原理

HPLC-MS的工作原理如圖1所示。在該技術(shù)中，HPLC為分離系統(tǒng)，MS為檢測系統(tǒng)。樣品經(jīng)HPLC分離，在進(jìn)入MS前需要進(jìn)行電離，常用的電離方式有電噴霧、常壓電離等[2]。待樣品電離后，在電場的作用下，樣品進(jìn)入MS裝置，該裝置主要包括質(zhì)子漂移室、離子透鏡、飛行時(shí)間管及離子阱等部件，可對物質(zhì)的質(zhì)荷比進(jìn)行測定。利用質(zhì)譜儀產(chǎn)生的質(zhì)荷比，可以清晰地分析樣品中各種離子的含量與質(zhì)量。

2 食品添加劑的種類

食品添加劑的違規(guī)使用嚴(yán)重威脅著消費(fèi)者的身體健康，如蘇丹紅、孔雀綠、亮藍(lán)等常見合成色素已被證實(shí)含有致癌物質(zhì)。常見的易對人體造成危害的添加劑包括以下4種。①人工甜味劑。糖精、阿斯巴甜和安賽蜜是食品生產(chǎn)中常用的人工合成甜味劑，因其低熱量、無糖的特性，成為許多消費(fèi)者控制體重和減少糖分?jǐn)z入的理想選擇。②防腐劑。作為食品中常見的添加劑，其作用在于延長產(chǎn)品保質(zhì)期及抑制食品變質(zhì)，包括甲醛、福爾馬林、苯甲酸等。③抗氧化劑。一些抗氧化劑會(huì)對人體呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)造成損害，如二氧化硫、亞硝酸鹽等。④增稠劑。食品加工中常使用增稠劑以改善口感和外觀，如明膠、瓊脂等。但是，經(jīng)常食用添加劑超標(biāo)的食品會(huì)對人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害，因此有必要開發(fā)更精準(zhǔn)的食品添加劑分析檢測方法，以提升監(jiān)管效能，構(gòu)建更加安全的食品環(huán)境。

3 HPLC-MS在食品添加劑檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，HPLC-MS在食品檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)具有高分離能力、高選擇性、高靈敏度和結(jié)構(gòu)解析功能，為食品安全檢測提供了精準(zhǔn)、全面的分析手段[3]。表1總結(jié)了HPLC-MS在檢測食品添加劑的應(yīng)用情況。

3.1 合成色素

合成色素主要通過化工合成方式以苯胺染料為主要原料制得。這些色素因其顏色鮮艷、穩(wěn)定性好且成本低廉，被廣泛應(yīng)用于食品加工中，以改善食品的色澤，增強(qiáng)視覺吸引力。然而，過量使用或不當(dāng)使用合成色素可能對人體健康造成潛在危害，如增加肝臟負(fù)擔(dān)、誘發(fā)過敏反應(yīng)甚至致癌風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，HPLC-MS技術(shù)已成功應(yīng)用于多種食品中合成色素的檢測。例如，劉詩瑤[8]對9種不同顏色的合成色素進(jìn)行液相色譜-質(zhì)譜分析，以提高樣品的選擇性，檢出限為100 μg·kg^-1，實(shí)現(xiàn)了對9種合成色素的快速、準(zhǔn)確分析。

3.2 防腐劑

防腐劑通過抑制微生物生長，可達(dá)到減緩食物的腐爛、延長產(chǎn)品保質(zhì)期的目的。當(dāng)前，常見的防腐劑主要有苯甲酸、山梨酸、丙酸鈣等。HPLC-MS在食品防腐劑檢測中具有較高的分析效率，能夠有效降低假陽性率，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，潘雯等[9]使用甲醇振蕩提取法結(jié)合HPLC-MS檢測食品中8種防腐劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各目標(biāo)物質(zhì)在0.01～5.00 μg·mL^-1保持良好的線性關(guān)系，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～4.5%，定量限為0.1～2.5 μg·g^-1，展現(xiàn)出了優(yōu)越的檢測性能，實(shí)現(xiàn)了對多種防腐劑的同時(shí)檢測。

3.3 抗氧化劑

抗氧化劑能有效抑制食物的氧化劣變，從而延長食物的貨架期。此外，抗氧化劑可以很好地提高食物的穩(wěn)定性，有效減緩食物顏色變黑、味道變差，給食品生產(chǎn)、流通等環(huán)節(jié)帶來便利。目前，針對食物添加劑中抗氧劑的檢測方法較多，其中HPLC-MS因分辨率高、靈敏度高、準(zhǔn)確度高以及選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，在抗氧劑檢測中具有良好的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)方法相比，HPLC-MS技術(shù)操作簡便，特別適合測定抗氧劑苯酚。李秀勇等[10]在測定油脂中的10種抗氧化劑時(shí)，食用油脂中防腐劑的檢出限為2～10 μg·L^-1。

3.4 三聚氰胺

三聚氰胺是一種無色、無味的白色晶體狀物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于塑料、膠水行業(yè)。在食品和飼料工業(yè)中，蛋白質(zhì)含量是一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)。由于傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)檢測方法（如凱氏定氮法）是通過測定樣品中的總氮量來間接推算蛋白質(zhì)含量，不法商家利用三聚氰胺的高含氮特性，將其添加到飼料中，以提高飼料或家禽產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量的檢測值，致使其在家禽產(chǎn)品中殘留，嚴(yán)重危害人體健康。自2008年三鹿奶粉事件發(fā)生后，杜絕三聚氰胺非法添加成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。為保障食品安全，原農(nóng)業(yè)部基于大量動(dòng)物驗(yàn)證試驗(yàn)及風(fēng)險(xiǎn)評估，頒布了《農(nóng)業(yè)部公告 第1218號》，規(guī)定在飼料原材料及飼料制品中的三聚氰胺含量不得超過2.5 mg·kg^-1，超標(biāo)產(chǎn)品禁止銷售。黃芳等[11]研究了一種基于高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的高靈敏度方法，用于食品中三聚氰胺的測定。該方法利用Kromasil C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）對樣品進(jìn)行快速分離，并用體積分?jǐn)?shù)為5%的乙腈水溶液（含0.1%甲基酸）作為流動(dòng)相，利用正離子模式的電噴霧質(zhì)譜進(jìn)行檢測，該方法在0.01～0.51 mg·L^-1表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，檢出限（S/N=3.2）為0.011 mg·L^-1，回收率為81%～98%。

目前，在測定食品中的三聚氰胺含量時(shí)，盡管HPLC法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，但其在低含量三聚氰胺檢測中存在干擾大、定性困難等不足。而液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）因其高靈敏、無干擾等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品中三聚氰胺的測定，但由于樣品在電離時(shí)容易受到基體的影響，很難有效地去除樣品中的基質(zhì)，從而限制了其定量的精度。為提高定量的準(zhǔn)確性，巢強(qiáng)國等[12]建立了一種以同位素N-三聚氰胺為內(nèi)標(biāo)，利用LC-MS/MS法對飼料中三聚氰胺進(jìn)行檢測的方法。該方法有效克服了傳統(tǒng)方法的不足，在定性和定量方面都取得了顯著進(jìn)步，為三聚氰胺的準(zhǔn)確檢測提供了可靠的技術(shù)手段。

3.5 甜味劑

甜味劑包含營養(yǎng)型與非營養(yǎng)型甜味劑，其中非營養(yǎng)型甜味劑由人工合成，在日常生活中更常見。常見的非營養(yǎng)型甜味劑有糖精鈉、環(huán)己氨基磺酸鈉（甜蜜素）、乙酰磺胺酸鉀（安賽蜜）以及天門冬酰苯丙氨酸甲酯（甜味素）等。目前，糖精鈉由于其成本較低而被普遍使用，但是在食品中過量添加會(huì)對身體產(chǎn)生危害。為了保證產(chǎn)品的安全性，必須對食品中的人工甜味劑進(jìn)行精確測定。丁芳林等[13]采用HPLC-MS測定了果醬等食品中糖精鈉、安賽蜜、甜蜜素的含量。結(jié)果顯示，該方法具有較高的靈敏度，樣品回收率的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.05%～2.04%，適用于飲料、果凍等食品的定性和定量分析。

4 結(jié)語

近年來，HPLC-MS作為一種通用的分析方法，在食品分析與檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)檢測器的靈敏度和選擇性有限，難以滿足日益復(fù)雜的食品安全檢測需求。未來，HPLC-MS技術(shù)將不斷完善，在食品安全檢測領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，為提升食品安全監(jiān)管效能提供有力的技術(shù)支持。

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