色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用探讨

在食品加工行业，食品添加剂的出现具有划时代的意义，对整个食品行业的发展产生了极大的影响。目前我们所食用到的、饮用到的各类食品、饮品，其配料表中都可以看到各类食品添加剂的踪迹，而且随着科技的不断发展，食品添加剂的种类也越来越多。适量的食品添加剂可以有效防腐或改善食品的色香味等，但是一些企业滥用或违规添加却使得食品安全事件频繁发生，比如“三聚氰胺”“苏丹红”等食品安全问题都造成了非常恶劣的影响，严重威胁人们的身体健康。

民以食为天，食以安为先。为了确保食品添加剂的安全使用，必须对其进行严格检测。但是，由于食品添加剂的种类多且比较复杂，常规的色谱技术已不能满足其检测要求，这就需要更高水平的分析仪器及分析方法。目前，常用的质谱联用分析技术包括色谱-质谱法、电感偶合等离子体离子化-质谱法（ICP-MS）等，其中色谱-质谱仪具有灵敏度高、检出限低、响应时间短、自动化程度高、分辨率高、信息量大等特点，可以同时进行复杂样品的分离、结构鉴定、定量分析等。因此，色谱-质谱联用作为一种能够准确定性定量的检测技术，被广泛应用于食品添加剂的检测分析。

一、食品添加剂概述

在当前的食品生产过程中，食品添加剂的应用比较广泛，其能够对食品的保鲜、储存、口感、香味等方面产生一定的影响，从而提高食品的适口性和美观性。然而，过量食品添加剂的使用也能够改变食品的性能，甚至会给人体健康造成一定的威胁。我国对于食品添加剂的使用有着非常严格的规定，就目前的统计情况来看，已有4000余种食品添加剂被允许使用，食品生产中常用的有700余种。按照《GB 2760-2014 食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定，常用的食品添加剂分为22种，其中主要包括抗氧化剂、消泡剂、甜味剂、膨松剂、增味剂、各类香料等，如图1所示。

值得注意的是，虽然我国不断加强对于食品添加剂的监管力度，但食品添加剂滥用的情况仍然比较严重。一方面，有些不法分子为了获得更好的口感、色相等超范围或超剂量使用食品添加剂，从而对消费者身体造成损伤;另一方面，有些不法商家为了获得更高的利益，使用国家禁止的一些食品添加剂。另外，如今食品产品的种类繁多，不同类型的食品中所添加的添加剂种类以及含量也不尽相同，这就需要在食品安全检测中运用专业的方法，快速、高效地检测出食品添加剂的含量及种类，科学判断该食品中添加剂的使用是否合规，而色谱-质谱联用技术则有助于提升食品添加剂检测的质量，从而保证广大人民群众“舌尖上的安全”。

二、色谱-质谱联用技术的应用原理及优势

作为一种比较先进的技术，色谱-质谱技术在当前食品添加剂检测中的应用效果也很显著，具有灵敏度较高、精准度强的特点，为食品安全防控工作提供了极大的帮助。

1.应用原理。色谱-质谱联用技术主要有两种形式，分别是气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）。从技术原理上来说，色谱-质谱联用技术先利用色谱的高效分离性能对目标化合物进行分析，再使用离子源对受检物质进行离子化处理，促使其生成各种不同质荷比的带电离子，然后使用质量分析器按照质量的不同对这些带电离子进行分离，同时使用检测器来测量分离出的各种离子的谱峰强度，进而实现对食品中添加剂使用情况的检测。与传统技术相比，色谱-质谱联用技术的操作更为简单便捷，准确度也较高，能够在短时间内获得准确的检测结果，其应用原理如图2表示。

2.优势分析。色谱-质谱联用技术的优势在实际检测过程中体现得非常明显，质谱技术的高敏感性、高选择性与色谱技术的分离性充分结合在一起，不仅检测灵敏度高，还能在较短的时间内分析出食品添加剂中的成分，自动化程度也比较高。色谱-质谱联用技术还能将化学物分子量等信息呈现出来，非常适合分析成分复杂的物质。此外，色谱-质谱联用技术的抗干扰性能比较强，不会出现假阳性的问题。

三、色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用

色谱-质谱联用技术在当前的多种食品添加剂检测方面都有着很好的应用效果，比如SN/T3538-2013中六种合成甜味剂的检测，SN/T4890-2017中姜黄素的检测，DBS52/007-2014中糖精钠、甜蜜素以及安赛蜜等的检测。在目前的应用领域中，各位专家和学者也在不断地积极研究色谱-质谱联用技术的适用范围，推动色谱-质谱联用检测技术在各类食品中的检测。比如，有学者使用色谱-串联质谱法对粉条中的食品添加剂进行检测，以确定其中是否含有常用的6种人工合成色素;有学者使用色谱-质谱联用的方法来测定食品中是否含有丁基羟基茴香醚、特丁基对苯二酚、二丁基羟基甲苯等物质;有学者使用色谱-质谱联用的方法来检测人们日常食用的芝麻油、芝麻调和油中的乙基麦芽酚。从上述的应用情况来看，色谱-质谱联用技术的应用范围比较广泛，在食品添加剂检测中也有着很好的应用效果。

1.防腐剂检测。防腐剂可以有效延长食物变质的时间，目前我国共批准使用了32种防腐剂，包括苯甲酸、山梨酸、丙酸钙等。由于色谱-质谱联用技术在防腐剂检测中具有较高的分析效率，并且能够防止假阳性的出现，因此在食品添加剂检测中的使用频率比较高。比如，有学者使用色谱-质谱联用技术测定乳制品中对羟基苯甲酸酯的含量，方法线性范围为0.01-100mg/L，相关系数为0.9994，检出限为0.002mg/L，回收率为99.2%左右。邓乐乐等使用色谱-质谱联用技术检测防腐剂时，先用甲醇震荡提取，再将检测的8种防腐剂的线性范围控制在0.01-5.0μg/mL，相对偏差控制在1.9%-4.5%，定量限控制在0.1-2.5μg/g。此外，色谱-质谱联用技术还可以同时检测多种不同的防腐剂，并采用多反应检测模式和外标法进行定量分析，将线性范围控制在一个合理的范围，确保样品回收率的平均值和相对标准差均在可控范围。

2.合成色素检测。人工合成色素也属于食品添加剂的一种，其作用是通过为食品着色而激发人们的食欲。根据GB2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，用于食品添加的合成色素共有11种。目前，国内多使用高效液相色谱法测定食品中合成色素的含量，除了样品的前处理工作较为繁琐，还存在灵敏度低、抗干扰能力差等缺点，容易出现假阳性，而色谱-质谱联用技术可以有效解决以上问题。比如，通过色谱-质谱联用技术对葡萄酒中的7种合成色素进行定性和定量分析时，回收率可达到82.5%-110.0%，相对标准偏差也较小。同时，色谱-质谱联用技术还适用于多种基质中合成色素的含量检测，有学者使用该法测定不同基质中的6种非食用色素，其方法检出限为1.0-20.0μg/kg，回收率为72.4%-114.7%，具有分析快速、定性准确的特点。

3.抗氧化剂检测。抗氧化剂可以有效提升食品的稳定性，预防和减缓食品的氧化速度，延长食品的贮存期限。目前，针对抗氧化剂检测的常用方法有气相色谱法、毛细管电泳法和色谱-质谱联用技术等。随着科技的不断发展，色谱-质谱联用技术由于操作简单、高分辨率、高灵敏度等特点，逐渐被广泛应用，且多用于酚类化合物的检测。比如在检测食用油中的叔丁基对苯尔酚时，色谱-质谱联用技术的检出限仅为0.3mg/kg。不过，使用色谱-质谱联用技术的一个重要前提是要保证线性较好，且相关系数在0.99以上。

四、色谱-质谱联用技术的质量控制

在食品添加剂检测中，采用传统技术以及传统设备所获得的最终结果的可靠性和科学性并不是很高，甚至会受到内外部环境以及其他因素的影响，出现假阳性的现象。而色谱-质谱联用技术是将传统的色谱检测技术与质谱检测技术结合起来，将两种技术的优势共同用于食品添加剂的检测中，使得检测的质量以及准确度明显提升。不过，由于不同的食品添加剂有着不同的化学性质，所以检测中使用参数的设定和调整就会存在非常明显的差异，这就需要先对目标物质进行简单的化学分析，通过一些简单的手段来大致推测其食品添加剂的化学构成，然后调整相应的参数来完成整个测定过程。

例如，在对甘油进行检测时，传统的密度法以及氧化还原方法都存在一定的技术限制，导致最终结果存在很大的误差。采用色谱-质谱联用技术对甘油进行检测时，先用乙酰化衍生物进行分离性的检测，再按照目标物质——苯甲酸甲酯来进行内标的定量检测，这样不仅克服了传统检测方式中不好操作、结果不可靠的问题，还使得检测精确度、可参考性明显提升，能够满足食品添加剂的检测要求。

综上，食品添加剂一直是民众非常关注的一个问题，也是食品安全控制工作中重点检测的对象。食品添加剂的正确使用确实可以对食品的口感、保鲜、防腐等加以改善，但是过量的食品添加剂不但会对食品的质量造成影响，人们如果长期食用还会对身体造成很大的损伤，甚至危及生命安全。因此，我国一直比较重视食品添加剂的检测工作。传统的检测方法不但效率低，而且会受到一些内外部因素的影响，从而对最终的检测结果产生影响，而使用色谱-质谱联用技术则可以避免传统技术的缺点，极大地提升检测的灵密度和精准度，为当前的食品安全控制工作提供强大的支持。

作者简介：王小占（1985-），女，汉族，山西万荣人，硕士研究生，中级营养师，研究方向为食品添加剂检测。