气质联用技术在食品添加剂检测中的研究

摘 要：本文分析了气质联用技术在食品添加剂检测中的应用，详细探讨了其在各类食品添加剂检测中的作用，分析认为该技术虽有优势，但仍受样品前处理、设备、人员及环境等因素影响。鉴于此，应依据添加剂特性优化前处理流程，加大设备资金投入，强化人员培训，严格把控环境条件，从而提高检测准确性。

关键词：气质联用技术；食品添加剂；食品安全

Research on the Application of Gas Chromatography-Mass Spectrometry in Food Additive Detection

WANG Peipei1， JI Xiaofei1， WANG Zonghua2

（1.Standard Sci-tech Innovation （Qingdao） Pharmaceutical Technology Co.， Ltd.， Qingdao 266000， China;

2.Standard Testing Group Co.， Ltd.， Qingdao 266000， China）

Abstract： This paper analyzes the application of gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS） in the detection of food additives， and discusses its role in the detection of various food additives in detail. The analysis shows that although this technology has advantages， it is still affected by sample pretreatment， equipment， personnel and environment. In view of this， the pre-treatment process should be optimized based on the characteristics of additives， equipment funding should be increased， personnel training should be strengthened， and environmental conditions should be strictly controlled to improve detection accuracy.

Keywords： gas chromatography-mass spectrometry; food additives; food safety

近年来，食品添加剂在食品生产加工过程中的应用日益普遍，在改善食品品质、延长食品保质期、增强食品色香味等方面发挥着重要作用。然而，部分食品添加剂的不合理使用甚至滥用现象时有发生，给消费者的身体健康带来潜在威胁。因此，准确、高效地检测食品添加剂的种类和含量成为保障食品安全的关键环节。气质联用技术作为一种常用的分析检测手段，以其高灵敏度、高分辨率和定性定量准确等优势，在食品添加剂检测领域展现出广阔的应用前景，对其深入研究具有重要的现实意义。

1 检测食品添加剂的意义

1.1 保障食品安全

食品添加剂过量使用或使用不规范的添加剂可能导致食品中有害物质残留，长期摄入会对人体的各个器官和系统造成损害，如肝脏、肾脏功能异常，神经系统病变等。严格检测食品添加剂，能够及时发现超量或违规使用的添加剂，从而有效预防食品安全事故的发生，保障消费者的身体健康。

1.2 规范食品生产

明确食品添加剂的使用范围和限量标准，并对其进行严格检测，能够促使食品生产企业自觉遵守相关法律法规，按照标准规范使用添加剂，避免为追求经济效益而盲目添加或违规使用添加剂的行为，从而保证食品生产行业的健康有序发展，提升整个行业的生产水平和产品质量。

1.3 维护消费者权益

消费者有权知晓所购买食品的真实成分和质量状况。准确的食品添加剂检测结果能够为消费者提供可靠的产品信息，使其在选择食品时做出明智的决策，避免因食用含有不安全添加剂的食品而遭受健康损害，切实维护消费者的知情权和选择权，保障消费者的合法权益。

2 气质联用技术在不同食品添加剂检测中的应用

2.1 在防腐剂检测中的应用

气质联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）为防腐剂检测提供了高灵敏度和高准确性的分析手段。在食品生产中，常见的防腐剂如对羟基苯甲酸酯类、苯甲酸及其钠盐等过量摄入会损害人体身心健康，因此，准确测定其含量至关重要。利用气相色谱的分离效能，依据不同防腐剂在固定相和流动相间的分配系数差异，能够将其从复杂的食品提取物中分离成单个组分[1]。随后，质谱仪能对这些分离后的组分进行离子化，并通过检测离子的质荷比（m/z）及丰度信息，对防腐剂进行定性与定量分析[2]。在检测饮料中的防腐剂时，该技术能够有效去除饮料中糖分、香料等复杂基质的干扰，精确测定出防腐剂的种类与含量，检测限可低至微克甚至纳克级别。

2.2 在着色剂检测中的应用

食品着色剂的种类繁多，包括人工合成着色剂如诱惑红、日落黄，以及天然着色剂如叶绿素、花青素等，其检测难度较大。气质联用技术在这一领域展现出独特优势。在样品前处理阶段，通过液液萃取、固相萃取等方法，将食品中的着色剂提取并净化，去除杂质干扰。进入气相色谱后，根据着色剂的挥发性和极性差异，在色谱柱中实现分离。随后，质谱部分通过电子轰击离子源或化学离子源将分离后的着色剂离子化，根据其产生的特征离子碎片的质荷比和相对丰度，进行精准的定性分析[3]。同时，利用选择离子监测（Secondary Ion Mass，SIM）模式，可实现对特定着色剂的高灵敏度定量检测。例如，在检测糖果中的人工合成着色剂时，该技术能够清晰区分结构相似的不同着色剂，有效避免误判和漏检，确保糖果产品的色泽符合质量标准，同时保障消费者的健康权益，防止因摄入过量不合格着色剂而引发的过敏、致癌等潜在风险，为食品着色剂的规范使用提供可靠检测保障。

2.3 在甜味剂检测中的应用

现代食品中广泛使用的甜味剂，如阿斯巴甜、三氯蔗糖、纽甜等，由于其用量相对较少且食品基质复杂，传统检测方法难以准确定量分析。而气质联用技术在此类添加剂检测中发挥了重要作用。采用固相微萃取（Solid-Phase Microextraction，SPME）或分散液液微萃取（Dispersive Liquid-Liquid Microextraction，DLLME）等先进的样品前处理技术，对甜味剂进行高效富集和净化，能够提高其在样品中的浓度并减少基质干扰[4-5]。气相色谱能够依据甜味剂的沸点和不同极性，在毛细管色谱柱上实现分离。质谱分析阶段，通过分析离子化过程产生的特征离子峰，能够准确识别并定量测定甜味剂。因此，气质联用技术可以精准检测出复杂基质中微量甜味剂的含量，为食品生产企业合理控制甜味剂的添加量提供科学依据，防止因过量摄入甜味剂导致健康问题。

2.4 在抗氧化剂检测中的应用

食品抗氧化剂，如丁基羟基茴香醚（Butylated Hydroxyanisole，BHA）、二丁基羟基甲苯（Butylated Hydroxytoluene，BHT）、没食子酸丙酯（Propyl Gallate，PG）等，对于防止食品氧化变质、延长保质期具有重要作用，但过量使用可能对人体健康产生不良影响。气质联用技术在抗氧化剂检测中具有较高的可靠性和准确性。样品前处理过程中，通过合适的提取溶剂和净化方法，将抗氧化剂从食品油脂、烘焙食品等样品中分离出来[6]。气相色谱依据抗氧化剂在色谱柱中的分配系数不同实现分离，然后质谱仪通过对分离后的抗氧化剂进行离子化和质量分析，根据其特征离子峰的质荷比和相对强度，精确测定抗氧化剂的种类和含量。在检测油脂类食品中的抗氧化剂时，GC-MS能够有效去除油脂中脂肪酸、甘油酯等成分的干扰，准确测定抗氧化剂的含量，确保其使用量符合食品安全标准[7]。

3 提高气质联用技术检测食品添加剂效果的建议

3.1 依据添加剂性质，合理优化样品前处理工作

食品检测部门在运用气质联用技术检测食品添加剂时，应深入了解各类食品添加剂的化学性质、物理特性以及在不同食品基质中的存在形式。①对于挥发性较强的添加剂，可优先考虑采用顶空进样结合固相微萃取的方法，以减少样品处理过程中的损失和污染，同时提高富集效率[8]。②针对不同的食品类型，如油脂类、乳制品类、果蔬类等，需根据其基质复杂程度，选择合适的提取溶剂和净化手段。③不断探索和优化新的样品前处理技术，结合实际检测需求，建立标准化的操作流程，为后续的仪器分析提供优质的样品基础。

3.2 加大资金投入，定期维护更替老旧设备仪器

食品检测部门要高度重视气质联用仪等关键检测设备的情况。①设立专项设备资金，积极拓展资金筹集渠道，如申请科研项目资助、与企业合作共建实验室等，用于购置先进的气质联用设备及配套设施，如高分辨飞行时间质谱仪、快速气相色谱仪等，以提升检测的灵敏度与分辨率。②建立完善的设备维护制度，安排专业的技术人员定期对仪器进行保养和调试，包括检查离子源的清洁度、更换老化的色谱柱、校准质谱检测器等，确保仪器始终处于最佳运行状态。③与仪器设备供应商保持密切合作，及时获取设备的技术支持和维修服务，确保在设备出现故障时能够迅速解决，减少因设备停机对检测工作的影响，保证检测数据的连续性和稳定性，从而为食品添加剂检测工作提供坚实的硬件保障。

3.3 加强人员培训，提高检测人员操作分析能力

食品检测部门要意识到检测人员的专业素养直接关系到气质联用技术的检测成效。①搭建多层次的培训体系，针对新入职人员开展基础理论与操作规范培训，使其快速熟悉气质联用技术的原理、仪器构造和基本操作流程；对于有经验的人员，组织参加高级技术培训，如复杂样品的多维色谱质谱联用分析技术、痕量分析中的质量控制方法等，提升其技术深度。②鼓励检测人员参与实际检测项目的方法开发与优化工作，通过实践锻炼解决问题的能力，积累应对不同检测难题的经验。③设立内部技术交流平台，定期组织检测人员分享工作中的心得与技巧，促进团队整体水平的提升。④与高校、科研机构合作，开展联合培训项目和学术交流活动，拓宽检测人员的学术视野，确保他们能够熟练运用气质联用技术准确检测食品添加剂，推动检测工作的高质量开展。

3.4 严格控制环境，避免环境因素干扰检测结果

气质联用技术在检测食品添加剂时，对环境条件的要求极为严格，环境因素的微小变化可能对检测结果产生显著影响。因此，食品检测部门应严格控制实验环境，以确保检测的准确性和可靠性。①打造高标准的实验室环境，采用无尘、无菌的装修材料，安装高效空气过滤器与除湿设备，确保实验室的温湿度、洁净度等环境参数稳定在适宜的范围内，防止环境因素导致仪器部件受潮、腐蚀或污染，从而影响检测精度。②完善实验室的环境管理规范，对人员的进出、仪器的摆放以及样品的存储进行合理规划，避免交叉污染与环境干扰；同时，加强对实验室周边环境的监测，如电磁辐射、震动等，采取有效的屏蔽与减震措施，确保检测环境的稳定性。

4 结语

气质联用技术在食品添加剂检测中具有重要的应用价值，其高灵敏度和高准确性使其成为保障食品安全的重要工具。未来，随着技术的不断进步和创新，气质联用技术有望在食品添加剂检测中发挥更加重要的作用，进一步提升检测的精度和效率。食品检测领域应持续关注这一技术的最新发展，推动其在食品安全监管中的广泛应用，为保障消费者的健康和安全贡献更大的力量。

参考文献

[1]杨明，邵鹏，陈啟荣，等.固相萃取-气相色谱/质谱联用-内标法测定食品中9种防腐剂[J].分析试验室，2020，39（7）：834-838.

[2]傅群.食品中对羟基苯甲酸酯类化合物含量的GC-MS法测定[J].食品工业，2020，41（10）：299-302.

[3]薛平，薛颖，王丽静，等.气相色谱-质谱法测定自热食品接触用塑料制品所用着色剂中14种多氯联苯[J].现代食品科技，2023，39（11）：286-294.

[4]刘楚海，李文钊，程建凯，等.饮料用酵母抽提物风味特性分析及应用效果初探[J].食品与生物技术学报，2024，43（1）：87-97.

[5]梁钰华.分散液液微萃取葡萄酒中酯类化合物方法优化及应用研究[D].兰州：甘肃农业大学，2022.

[6]赵丽萍，杨帅杰，高鑫，等.GPC-GC-MS/MS法测定食用植物油中抗氧化剂BHA、BHT和TBHQ[J].食品工业，2022，43（1）：290-292.

[7]彭星星，耿丽娜，高海军，等.冷冻法结合GC-MS/MS测定植物油中抗氧化剂[J].食品工业，2024，45（5）：306-310.

[8]魏然，马挺军，聂子涵.苦荞芽粉饮料工艺及芳香成分分析[J].北京农学院学报，2022，37（2）：109-112.

作者简介：王佩佩（1990—），女，山东聊城人，硕士，工程师。研究方向：食品药品检测。