高效液相色譜及液相色譜-質譜聯(lián)用技術在食品檢測中的應用分析

◎ 秦 捷，羅寬能，梁先長

（1.懷化市疾病預防控制中心，湖南 懷化 418000;2.湘西自治州疾病預防控制中心，湖南 吉首 416000）

隨著我國社會經濟的迅速發(fā)展，人民生活日益改善，人們對食品質量安全的關注度越來越高。因此，食品檢測顯得尤為重要。食品中各種營養(yǎng)成分和污染物對人體健康的影響引起了社會各界的廣泛關注。其中，高效液相色譜（HPLC）及其聯(lián)用技術——液相色譜-質譜（LC-MS）和液相色譜-質譜-質譜（LC-MS/MS），因具有高度靈敏度、選擇性、精確性和高通量分析能力等特點，在食品檢測領域得到了廣泛應用。本文主要綜述了近年高效液相色譜及液相色譜-質譜聯(lián)用技術在食品檢測中的應用和研究進展。

1 高效液相色譜技術在食品檢測中的應用

1.1 高效液相色譜技術的基本原理

高效液相色譜法（HPLC）是以高壓泵輸送流動相，采用高效固定相和高靈敏度檢測器進行在線檢測，與傳統(tǒng)液相色譜法（TLC）和柱色譜法相比，其具有高壓、高速、高效和高靈敏度。

1.2 高效液相色譜技術在食品檢測中的應用

1.2.1 食品營養(yǎng)成分分析

氨基酸分析：HPLC 能夠對食品中的氨基酸進行分離和定量。因為不同種類的氨基酸在色譜柱上的保留時間和峰面積不同，所以可以通過峰面積的大小來推算氨基酸的含量。曹明月[1]等采用高效液相色譜法測定飼料中的氨基酸含量。采用C18 色譜柱，流動相為0.05 mol/L，乙酸鈉溶液和50%乙腈溶液，最低檢出限為0.02 mg/kg，平均回收率為98.38%，相對標差為0.46%～2.06%。

糖類分析：HPLC 可以用于食品中的糖類成分分析，如果糖、葡萄糖、麥芽糖等。這些糖類成分通?？梢酝ㄟ^色譜柱上的色譜分離和檢測鑒定來識別與定量。彭禮枚等[2]采用高效液相色譜技術分析了蜂蜜中4 種水溶性糖的含量，研究發(fā)現(xiàn)，通過基于高效液相色譜的檢測相關系數(shù)均大于0.999，檢出限為0.04～0.28 mg/L，回收率為 99.0%～104.5%，RSD 為0.44%～3.30%（n=5）。研究證明，該方法樣品處理簡便，可用于蜂蜜中的水溶性糖含量的檢測。

1.2.2 食品添加劑檢測

食品添加劑指的是為了對食品色、香、味等品質進行改善，以及為了滿足防腐和加工工藝的需要，而加入食品中的人工合成或者天然物質，包含酸度調節(jié)劑、著色劑、護色劑、營養(yǎng)強化劑、防腐劑、甜味劑、增稠劑、香料等23 個類別、2 000 多個品種[3]。高效液相色譜法因具有應用范圍廣、分離效率高等優(yōu)點，被廣泛應用于食品中添加劑含量的檢測。張飛等[4]采用高效液相色譜法(HPLC)測定奶制品中苯甲酸、山梨酸、糖精鈉、甲基香蘭素和乙基香蘭素，結果表明，5 種食品添加劑在0.5～20.0 μg/mL濃度范圍內呈良好線性，相關系數(shù)均大于0.999 7，檢出限均為1.00 mg/kg，定量限均為3.00 mg/kg。3 個不同添加濃度(5.0、10.0、50.0 mg/kg)的平均回收率在80.0%～100%之間，相對標準偏差(RSD，n=6)在0.40%～7.4%之間，研究表明，高效液相色譜（HPLC）技術適用于大批量奶制品中5 種添加劑的測定。趙立峰等[5]利用高效液相色譜技術，研究了糕點食品中常見的4 種抗氧化劑：丁基化羥基茴香醚(BHA)、丁基化羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)；2 種甜味劑：安賽蜜、糖精鈉；7 種防腐劑：苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸、對羥基苯甲酸甲酯(Me-PHBA)、對羥基苯甲酸乙酯(Et-PHBA)、對羥基苯甲酸丙酯(Pr-PHBA)、對羥基苯甲酸丁酯(Bu-PHBA)。結果表明，用乙腈與 pH5.5 的醋酸銨（1.54 g/L)醋酸溶液作流動相梯度洗脫時，各組分得到了很好的分離，并且具有很好的線性，加標回收率為87%～103%， RSD 為2.1%～7.2%。該方法具有較低的檢出限和較高的精確度等特點，適用于實際樣品的檢測。

2 液相色譜-質譜聯(lián)用技術在食品檢測中的應用及研究進展

2.1 液相色譜-質譜聯(lián)用技術的基本原理

液相色譜-質譜聯(lián)用系統(tǒng)（LC-MS）由高效液相色譜儀、接口、質譜儀和計算機4 部分組成。其基本原理是試樣先通過液相色譜系統(tǒng)進樣，色譜柱分離，然后進入接口；在接口中，試樣被離子化，再聚焦于質譜的質量分析器中，根據(jù)質荷比不同而被分離檢測，獲得各種色譜和質譜數(shù)據(jù)。

2.2 液相色譜-質譜聯(lián)用技術在食品成分檢測中的應用

2.2.1 添加劑檢測

與傳統(tǒng)的添加劑分析方法相比較而言，LC-MS 技術通過利用色譜柱分離和質譜檢測相結合的方式，在添加劑檢測中已經得到廣泛應用。例如，M. F. Silva 等人[6]采用正離子模式下的LC-MS/MS 法建立了多殘留檢測方法，可以同時分析甲基對羥基苯甲酸酯、丙二酸二甲酯和乙酰水楊酸3 種添加劑在草莓上的殘留情況。他們的方法對于甲基對羥基苯甲酸酯和丙二酸二甲酯的檢測限分別為0.005 mg/kg 和0.01 mg/kg。

2.2.2 營養(yǎng)成分檢測

營養(yǎng)成分是人體所需的重要物質，對于食品制造商和消費者來說，了解食品中各種營養(yǎng)成分的含量是非常必要的。LC-MS 技術作為一種高靈敏度和選擇性的分析方法，已經被廣泛用于營養(yǎng)成分檢測。例如，C.Song 等[7]人利用離子交換色譜和液相色譜-質譜聯(lián)用技術，成功地開發(fā)了同時檢測維生素B1、維生素B2、煙酰胺和5-羥甲基四氫葉酸的方法。鄭國建等[8]使用液相色譜-串聯(lián)質譜技術，檢測了嬰幼兒奶粉中維生素A、維生素A 棕稠酸酯、維生素A 醋酸酯、維生素E、維生素E 醋酸酯、維生素D3、維生素K1，各化合物在各自質量濃度范圍內線性相關系數(shù)均大于0.9，定量限為1～20 μg/100g，回收率為81.7%～99.8%，相對標準偏差為1.13%～6.33%。該方法結果準確、重復性好、操作簡單，適用于嬰幼兒奶粉中脂溶性維生素的測定。

2.3 液相色譜-質譜聯(lián)用技術在食品中農藥殘留和獸藥殘留檢測中的應用

2.3.1 農藥殘留檢測

液相色譜- 質譜聯(lián)用技術可用于分析農產品中的多種農藥殘留。王欣等[9]采用LC-MS/MS 法檢測番茄中常見的18 種農藥，對于大多數(shù)農藥，檢測限達到10 μg/kg 以下。李自強等[10]采用UPLC-MS/MS 技術，對茶葉中16 種農殘進行了同時測定，經過對樣品的提取、凈化以及色譜條件的優(yōu)化，目標農藥的濃度范圍在0.005～1.000 mg/kg，具有良好的線性，相關系數(shù)R2＞0.992 6；在 0.010、0.050、0.100和 1.000 mg/kg 4 個添加水平下，其平均回收率為74.0%～105.4%， RSD＜20.0%；其測定限在10～50 μg/kg 之間。因此，本方法快速、靈敏，所有技術參數(shù)都達到了國際和國內有關規(guī)定，能滿足綠茶中多個農藥殘留量同時測定的需要。

2.3.2 獸藥殘留檢測

動物源性食品中可能含有各種獸藥殘留，加強對其殘留物的監(jiān)管，成為食品安全管理的重要工作之一。利用液相色譜-質譜聯(lián)用技術，可以對獸藥進行準確的檢測。楊兆甜等[11]采用UPLC-MS/MS 技術，對豬肉中20 種不同種類的獸藥進行快速、靈敏的測定，用80%體積含量的乙腈水溶液對被測藥物進行提取，通過固相萃取柱進行純化，并在氮氣中進行干燥，然后用UPLC-MS/MS 進行分析。20 種藥物檢出限為0.5～5 μg/kg，定量限為1.7～16.7 μg/kg 之間，當加標水平為 1、5、10 μg/kg 時， 平均回收率為62.1%～118.3% ，相對標準偏差為0.4%～16.7%。

2.4 液相色譜-質譜聯(lián)用技術在食品中生物毒素檢測中的應用

生物毒素是指由微生物、動物或植物等生物體產生的有毒物質，對人和動物可能產生嚴重的健康威脅。近年，越來越多的研究致力于開發(fā)和改進液相色譜-質譜聯(lián)用技術在生物毒素檢測中的應用。例如，Rosinska 等[12]開發(fā)了一種高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質譜法，子離子X在定量離子中的含量為108.7，而在定性離子中的含量為80.8，與高效液相色譜-紫外檢測法相比，該方法的靈敏度高出10 倍。丁學妍等[13]采用UHPLC-MS/MS 技術測定牛乳中24 種霉菌毒素的多殘留。樣品用80%的乙腈（體積比）萃取，再用基質分散固相萃取純化，用UHPLC-CMS 串聯(lián)質譜分析。24 種目標物的相關系數(shù)（R2）均大于0.985，加標回收率為71.0%～123.0%，相對標準偏差均小于10%。楊帥等[14]建立了一種HPLC-MS 聯(lián)用檢測食品油脂中28 種霉菌毒素的方法。測定28 種霉菌毒素為0.07～1.25 μg/kg，相對標準偏差＜12.5%，符合《實驗室質量控制規(guī)范食品理化檢測》和霉菌毒素限量標準的規(guī)定。

3 結語

高效液相色譜和質譜聯(lián)用技術是當前食品檢測領域中最常用、最為重要的分析方法之一，其應用范圍廣泛，可檢測多種食品中的有害物質，如毒素、農獸藥殘留物等。隨著高效液相色譜和質譜聯(lián)用技術的迅速發(fā)展，研究人員需要不斷創(chuàng)新，推動儀器設備的升級和完善。同時，隨著大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，食品檢測數(shù)據(jù)的分析方法也越來越先進，高效液相色譜和質譜聯(lián)用技術在食品檢測中將會持續(xù)發(fā)揮重要作用，成為食品安全和公眾健康保障的有力支撐。相信未來，相關研究能夠不斷推陳出新，實現(xiàn)新的突破和進步，為食品檢測提供更加可靠、高效、精準的技術保障。