高效液相色谱-质谱技术在食品安全检测中的应用

段东郁

(忻州市综合检验检测中心(山西省杂粮产品质量检验中心),山西忻州 034000)

摘　要：本文主要阐述了目前高效液相色谱-质谱法在食品安全检测中应用进展。针对食品中不同的有害物质，依次列举了液相色谱-质谱技术检测三聚氰胺、多种食品添加剂、药物残留及毒素等的应用情况，希望为今后的技术发展与方法研究提供参考。

关键词：高效液相色谱;质谱;食品安全检测;应用

随着我国经济社会的快速发展，物质财富增长给人们带来了丰富的生活，食品种类也越来越丰富。而食物作为人们生存所需营养和能量的来源，食品安全问题愈发受到重视。目前我国的食品安全问题频发，比如三鹿奶粉事件、瘦肉精事件，不仅直接影响到了人们的身体健康和生命安全，而且严重阻碍了社会的稳定运行。因此，食品安全成为人们最关注的话题之一，做好食品安全检测工作也成了当务之急。鉴于此，高效液相色谱-质谱技术在食品安全检测中得到了广泛的应用[1]。无论多么复杂的样品，经色谱柱分离后，用高分辨率质谱进行定性与定量分析，准确性和灵敏度都得到了保障。本文就高效液相色谱-质谱在食品安全检测中的具体应用进行了综述，以供参考。

1　高效液相色谱-串联质谱的技术概述

1.1　高效液相色谱-串联质谱仪的结构组成

高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)由3部分组成，包括LC、接口和MS。由于LC是液相分离技术，但MS却要求在高真空条件下工作，因此联用的主要困难是接口。经过多年发展，大气压电离化技术(API)发展成为LC/MS的接口技术，这使得LC-MS发展成可供常规使用的检测分析方法。API包含电喷雾离子化(ESI)、大气压化学离子化(APCI)和大气压光离子化(APPI)等。与此同时，液相分离技术的不断发展，产生了高效液相色谱仪(HPLC);计算机、电子、真空和质谱离子化技术的进步，研发出了三重四级杆质谱仪。

1.2　高效液相色谱-串联质谱仪的技术原理

1.2.1　液相色谱仪的原理

液相色谱仪的组成包括溶剂输送系统(高压泵)、进样器、色谱柱等。LC-MS系统中使用的液相色谱仪必须是高质量的，才可以得到良好的分离效果，提高检测的分析效率。在使用过程中需要注意以下几点。①作为流动相的溶剂无脉动或低脉动，流速要恒定。在梯度洗脱时，常采用高压双泵，流动相组成明确，梯度滞后性小。②在日常分析中，应选择稳定的、高性能的色谱柱;同时注意流动相的选择和配比是样品成分分离的关键。

1.2.2　质谱仪的原理

经液相色谱分离的样品溶液进入质谱仪后，首先借助电喷雾作用进行雾化，雾化后可以实现去溶剂和离子化的目标。其次，离子从大气压中传送至高真空度的质量分析器中进行定性和定量分析。

1.3　高效液相色谱-质谱的技术优势

质谱技术源自19世纪英国学者汤普森发明的用于检测分子质量差异的质谱仪，而高分辨率质谱仪的推广直接推动了高效液相色谱-质谱仪的商品化。但液相色谱-串联质谱仪设备比较复杂，价格以及耗材较昂贵，在一定程度上限制了应用范围。显然，高效液相色谱-质谱技术既利用到了高效液相色谱对复杂化合物的良好分离能力，又综合了高分辨率质谱对化合物的准确定性和定量，可极大地缩减分析时间。其优势非常突出，能同时测定多种化合物，提高分析结果的灵敏度和准确性，被广泛应用于食品药品的检测领域。科学、正确地运用高效液相色谱-串联质谱技术可使检验员在短时间内全面地检测出食品中包含的有害物质，确定各种有害物质的含量。这不仅有利于规范管理食品的生产、加工和流通环节，而且有利于做好食品安全监管，为人们的饮食安全保驾护航。

2　高效液相色谱-串联质谱技术的应用

2.1　对食品中三聚氰胺的检测

部分不良食品生产者为了增加乳制品中的氮含量，会在加工过程中添加三聚氰胺，造成蛋白质含量虚高。作为化工原料，三聚氰胺是具有毒性的，被人畜食用后会造成身体伤害，甚至会危及生命安全。到目前为止，我国发生多起三聚氰胺事件，最为严重的安全问题是石家庄的三鹿牌婴幼儿奶粉事件，三聚氰胺的含量严重超出国家标准的安全规定，造成3名婴儿死亡及上千名婴儿患病。经此事件后，国家质检总局加大了对三聚氰胺的监测力度，发布了《原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法》(GB/T 22388-2008)，要求严格按照标准对奶粉中的三聚氰胺含量进行检测[2]。应用液相色谱-质谱法可以准确高效地测定乳制品中三聚氰胺含量。该法具有操作简便、灵敏准确的特点，可以满足实际检测的要求。

2.2　对农药残留的检测

流入市场中的部分农产品会有农药残留，包括农药本体残留和代谢产物残留，这些物质直接或者间接残留在瓜果蔬菜中。当残留量超过一定限量值时，人们食用后会对身体健康产生危害，因此在进入市场前，需要对其进行农药残留检测。在面对复杂基质的农药残留检测过程中，农药受热时容易发生降解或失活，加之残留量比较小，常达到µg/L级别甚至更低浓度水平，对灵敏度与选择性等提出了较高的要求，所选技术的检测限也必须满足条件。因此，高效液相色谱-质谱联用技术常用来帮助人们准确检测和分析农药残留量[3]。在上机检测前，检测人员要对各类样品进行妥善处理，净化待测样品的复杂基质，将目标成分浓缩。

比如，对植物源性样品中的氟铃脲残留量进行检测时，可以参照《水果和蔬菜中450种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》(GB/T 20769—2008)，样品经提取、净化和洗脱后，通过多反应离子监测方式进行检测，可以看到氟铃脲的检出限达到6.30 µg/kg。通过该技术可以系统和准确地对农药的残留成分进行检测，满足国家对食品安全上的检测要求。

2.3　对兽药残留的检测

规模化、工业化养殖的大型饲养场为追求经济效益最大化，减少瘟疫、虫害等传染病的危害，饲养场常在动物饲料过程中使用各种抗生素药物，但由于没有精准把控用量，药物滥用使部分药物及其代谢产物没有被动物及时吸收，残留于动物体内及其肉制品。通过食用后，兽药残留会转移到人体中，不能代谢排出。当在人体内积存到一定量后，就会引发慢性中毒或引起耐药性。兽药残留分析中，面临的难题包括样品基质复杂、药物残留代谢物复杂及干扰物质多等，对检测技术的要求非常高。高效液相色谱-质谱法具有适用性强、灵敏度高等优点，可广泛应用于兽药残留检测中。

杨兆甜等[4]报道了一种同时检测猪肉中β-受体激动剂类、砜类抑制剂类、磺胺类、喹诺酮类等20种兽药残留的方法，通过液相色谱-质谱技术建立了一种高通量快速测定方法。该方法使用80%体积分数的乙腈水溶液提取待测药物，经Oasis PRiME HLB固相萃取小柱净化和氮气吹干，复溶过膜后上机测定。所测定的药物检出限在0.5～5 µg/kg，定量限在1.7～16.7 µg/kg，加标平均回收率和相对标准偏差均在国标规定的范围内。该方法补齐了常规检测方法的短板，可以为我国动物源性食品的药物残留检测提供技术支持，提高人们消费禽畜产品的安全性。

2.4　对食品中食品添加剂的检测

食物中添加适量的添加剂，能够改善食物的食用口感，甚至可以提升食品的营养。食品中加入添加剂是被允许的，但滥用食品添加剂会对健康造成危害。比如，常见的食品添加剂有甜味剂，如阿斯巴甜、甜蜜素和安赛蜜等。甜味剂的应用范围特别广，常用于饮品和食品中。近年来，研究发现大量摄入人造甜味剂可能会导致高血糖、肥胖等代谢疾病，对人体机能产生较大影响。

测定甜味剂的方法是高效液相色谱-串联质谱法，其克服了液相色谱检测法在多种甜味剂同时检测时分离效果不好、灵敏度不高的缺陷。童兰艳等[5]建立了高效液相色谱-质谱法同时测定食品中多种甜味剂(阿力甜、安赛蜜、甜蜜素、阿斯巴甜、糖精钠、甜菊糖苷、三氯蔗糖、爱德万甜和纽甜)的快速测定方法。此方法可以满足国家标准对食品中9种甜味剂检测的要求，操作简单、高效。与国家标准检测方法相比，明显提高了检测分析效率。

2.5　对食品中毒素的检测

黄曲霉毒素(ATF)是一种致肝癌的毒素，其不仅会引起肝脏的急慢性损害，而且还会对肾脏等组织器官造成影响,可致畸、致癌、致细胞突变。专家发现，降低黄曲霉毒素在人群膳食中的暴露量，可以明显改善肝癌患病率。ATF广泛存在于发霉或变质的玉米、大米、麦类等农产品以及坚果和动物饲料中。近几年，陆续报道我国中草药材上的ATF污染很严重。为了加强对食材和药材的质量管控，我国不断扩大ATF含量的检测领域，并制定相关检测标准。通过免疫亲和柱法净化，应用高效液相色谱-串联质谱技术可以准确地测定药材中的黄曲霉毒素，该方法操作简单，净化效果好，回收率高。

3　结语

本文主要介绍了高效液相色谱-质谱联用技术在食品安全检测中的应用，其检测速度快，定性、定量分析的准确性高。本文分别列举了乳制品中三聚氰胺的检测、植物源性样品中农药残留量的检测、禽畜产品中药物残留量的检测以及食品添加剂的检测等，对于保证食品安全有着非凡的意义。虽然高效液相色谱-质谱技术在食安检测中的应用越来越广，但还有很大的技术发展空间。因此，我国有关部门与从业者应共同努力，加大对该项技术的研究与应用，建立灵敏、准确、简便、可靠的检测方法，使其更好地应用于国家食品安全检测中，进而保证人们的食品安全和生命健康。

参考文献

[1]徐津津,陈文武.高效液相色谱-质谱技术在食安全检测中的应用研究[J].华东科技(综合),2018(1):41.

[2]王旭东,赖伟华,王绪明.高效液相色谱-质谱技术在食品安全检测中的应用[J].现代仪器与医疗,2010(3):9-13.

[3]王旭东.高效液相色谱-质谱技术在食品安全检测中的应用[J].现代仪器,2010(3):9-13.

[4]杨兆甜,吴亚婕,王玮.超高效液相色-串联质谱法检测猪肉中多兽药残留[J].食品与生物技术学报,2020(7):44-50.

[5]童兰艳,代政华.液相色谱-串联质谱法同时测定食品中9种甜味剂[J].食品科学技术学报,2020(2):121-126.

作者简介：段东郁(1990—)，男，山西忻州人，硕士。研究方向：食品、农产品安全检测。