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色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用研究

2020-11-06周结祥

现代食品·下 2020年9期
关键词:食品添加剂色谱应用

周结祥

摘 要:随着现代工业的发展,食品添加剂在食品中的使用日益广泛,但也随之带来了诸多食品安全问题,使得食品添加剂的检测成为食品安全防控的重要环节。本文对色谱-质谱联用技术进行分析,阐述了该技术的应用原理及优势,并在理论研究的基础上,从食品添加剂的含量、成分等的检测角度,论述了色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用。

关键词:食品添加剂;色谱-质谱联用技术;应用

Abstract:With the development of modern industry, the use of food additives are increasingly widespread in food, but it also brings a lot of food safety problems, making the detection of food additives become an important part of food safety prevention and control. Based on the analysis of chromatography-mass spectrometry technology, this paper expounds the application principle and advantages of the technology, and on the basis of theoretical research, discusses the application of  chromatography-mass spectrometry in the detection of food additives from the perspective of content and composition of food additives.

Key words:Food additives; Chromatography-mass spectrometry; Application

中图分类号:O657.63

在现代食品工业发展进程中,食品添加剂的制造与使用,使得食品生产加工方式发生了很大改变,从以往小作坊式的食品加工方式,逐渐转变成了商业化的食品工业,也使得食品添加剂被喻为“现代食品工业的灵魂”[1]。食品添加剂在食品中的合理规范使用,能够使食品的色香味以及防腐、保鲜及加工等性能得到很大提升。但是,食品添加剂在使用过程中仍存在很多的问题,尤其是在食品中的违规、过量添加问题,导致食品安全事件时有发生,比如之前的“苏丹红”“三聚氰胺”“塑化剂”“瘦肉精”等食品添加剂安全问题[2],给国家和消费者带来了重大损失,。因此,对其进行安全性检测是确保食品添加剂安全的重要手段。

色谱-质谱联用技术是一种新的检测技术,在食品添加剂的检测中表现出良好的应用效果,凭借灵敏度高、检出限低等优势,为食品安全添加剂的有效检测,提供了完备的技术支撑。本文从理论研究出发,就色谱-质谱联用技术在食品添加剂中的检测应用,做了如下阐述。

1 色谱-质谱联用技术的应用原理及优势

随着现代检验技术的不断发展,色谱-质谱联用技术也日趋成熟,在食品添加剂的检测中应用越来越广泛,为食品添加剂的精准检测提供了有力保障。

1.1 色谱-质谱联用技术的应用原理

色谱-质谱联用技术主要有2种形式:气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS),其是色谱分离技术和质谱分析技术紧密结合的产物[3]。色谱-质谱联用仪是利用色谱的高效分离性能对样品目标化合物进行分离,然后通过离子源将物质离子化,生成具有不同质荷比的带电离子,经质量分析器按离子的质荷比不同再次分离,经检测器测量各种离子谱峰的强度,从而实现对目标化合物的定性或定量分析[4]。如图1所示即为色谱-质谱联用技术的基本原理图。

气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)是最早商品化的联用仪器,其将气相色谱仪和质谱进行联用,比较适宜分析小分子、易挥发、热稳定且能气化的化合物。液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)是将液相色谱仪和质谱进行联用,它结合了液相色谱仪能有效分离热不稳性及高沸点化合物的分离能力与质谱仪很强的组分鉴定能力,适宜分析不易挥发、大分子、热不稳定、极性强的化合物,是一种分离分析复杂有机混合物的有效手段。

1.2 色谱-质谱联用技术的优势

色谱-质谱联用技术将色谱的高效分离性能与质谱的高选择性、高灵敏度相结合,不仅具有灵敏度高、检出限低、分离能力强的特点,还具有分析范围广、分析效率高、自动化程度高的特点,并能提供化合物分子量等信息,非常适合分析复杂成分、痕量物质[5]。此外,色谱-质谱联用还具有高定性能力,避免了一些检验仪器带来的假阳性干扰,比如应用高效液相色谱法检测时可能存在的假阳性[6]。这些优势使得色谱-質谱联用技术在食品添加剂检测中发挥着越来越重要的作用。

2 色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用

2.1 食品添加剂概述

食品安全重于泰山,在食品添加剂的检测中,通过色谱-质谱联用技术的应用,能够得出更加精准的检测结果,对于规范食品添加剂的使用具有重要作用。目前,我国已有4 000多种食品添加剂被允许直接使用,生产中常用的约680种[7]。按照食品添加剂在食品中的功能,国家标准GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,将食品添加剂分为22类,包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂物质、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品工业用加工助剂以及其他类。

目前,我国食品添加剂的安全问题主要表现在2个方面[8]:①过量或者超范围使用法定种类内的食品添加剂。②违规使用法定添加剂种类外的食品添加剂,比如使用国家禁止、尚未批准的物质及工业级添加剂。因此,为了确保食品安全,食品添加剂的检测成为日常食品安全监管的重要组成部分。在笔者看来,色谱-质谱联用技术在食品添加剂检测中的应用是对传统检测技术的优化与创新,具有重要的应用价值。

目前食品添加剂的种类繁多,且不同食品允许添加的量各不相同,这就需要对各添加剂的含量进行具体检测。色谱-质谱联用技术能够高效且灵敏的检测出食品中目标添加剂的含量,科学判断出食品添加剂的使用情况,为食品添加剂是否过量违规添加提供检验依据。

2.2 色谱-质谱联用技术在其中的应用

目前,在许多食品添加剂的检测标准中,都有用到色谱-质谱联用技术对食品添加剂进行检验分析,比如SN/T 3538-2013《出口食品中六种合成甜味剂的检测方法 液相色谱-质谱/质谱法》、SN/T 4890-2017《出口食品中姜黄素的测定 高效液相色谱法和液相色谱-质谱/质谱法》、DBS52/ 007-2014《食品安全地方标准 白酒中甜蜜素、糖精钠、安赛蜜和三氯蔗糖四种甜味剂的测定方法 液相色谱-串联质谱法》等。

同时,很多科研工作者也在积极利用色谱-质谱联用技术开发食品添加剂检验方法,比如杨熙等利用高效液相色谱-串联质谱法同时测定粉条中6种人工合成色素[9];洪晓峰利用气相色谱一质谱法测定食品中的丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)和特丁基对苯二酚(TBHQ)[10];唐韵熙等利用液相色谱—串联质谱法测定芝麻油、芝麻调和油中乙基麦芽酚[11]。

2.3 色谱-质谱联用技术检测的质量控制

传统单一技术对食品添加剂的检测表现出一定的技术局限性。而色谱-质谱联用技术,将色谱技术与质谱技术相结合,极大地提高了检测质量。此外,不同添加剂对色谱-质谱联用技术的要求有所不同,要根据具体的食品种类和目标添加剂的特点,选择合适的检测条件和参数。如,在甘油的分析中,传统的氧化-还原滴定法、密度法等均具有技术局限性。为更好地实现甘油的检测分析,可选择使用乙酰化衍生GC-MS进行分离检测,以苯甲酸甲酯为内标物进行内标定量检测,这样不仅能够获得良好的检测结果,而且操作性、准确性均显著提高,能够满足食品添加剂的检测需求。

3 结语

综上所述,随着色谱-质谱联用技术的日益成熟,其在食品添加剂检测中的应用,为食品添加剂的高效、准确检测提供了有力的技术保障。色谱-质谱联用技术的优势显著。并且通过技术的联合应用,极大的提高了食品添加剂检测的准确性,实现了对添加剂的精准检测,这符合新时期食品安全防控的需求。在检验检测技术不断发展的时代背景之下,对色谱-质谱联用技术的不断优化创新与应用探索,使得该技术在食品添加剂检测中的应用效果更加显著,为食品添加剂的安全防控提供了技术保障。

参考文献:

[1]周露露.食品添加剂违法使用的政府监管研究[D].南京:南京工业大学,2014.

[2]张文远.张强.食品添加剂研究现状与发展趋势[J].食品科学,2017(5):241-244.

[3]蒋学慧.色谱-质谱联用仪数据处理关键技术的研究[D].天津:天津大学,2013.

[4]郭燕金.GC-MS原理及在食品添加剂检测中的应用[J].海峡药学,2013,25(7):126-128.

[5]米建萍,徐远金,朱平川,等.液质联用技术在滥用食品添加剂及食品中违法添加物测定中的应用及研究进展[J].基因组学与应用生物学,2015,34(7):1579-1586.

[6]蒋晨阳,范倩,林德清,等.气质联用法测定饲料中的三聚氰胺[J].饲料工业,2008,29(8):48-50.

[7]张国文,胡兴,丁花芳,等.国内食品添加剂分析方法研究进展[J].分析試验室,2018,37(12):1478-1488.

[8]杨宜芳.我国食品添加剂安全问题的政府管制研究[D].武汉:湖北大学,2012.

[9]杨熙,吴惠勤,黄芳,等.高效液相色谱-串联质谱法同时测定粉条中6种人工合成色素[J].分析试验室,2015,34(6):672-676.

[10]洪晓峰.气相色谱-质谱法同时测定食品中三种抗氧化剂[J].轻工科技,2016(9):105-106.

[11]唐韵熙,白亚敏,毛庆,等.芝麻油、芝麻调和油中乙基麦芽酚 HPLC-MS/MS 分析[J].分析试验室,2016,35(4):468-471.

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