浅谈食品安全未知化学性风险快速筛查

文/毛婷 北京市食品安全监控和风险评估中心

食品安全未知化学性风险指食品安全标准规定之外的、尚未被认知的化学性风险隐患。其主要来源有三方面：一是食品行业诚信道德体系建设滞后，某些从业者在食品生产加工过程中添加非食用物质、滥用农兽药和食品添加剂等；二是食品新原料、新添加剂、新包装材料、新生产技术工艺的不合理应用、不可预测的环境污染以及食品技术性制假售假手段的不断翻新，带来新的食品安全问题；三是食品供应链的全球化、复杂化大大增加了引入新食品安全风险的可能性。食品安全未知化学性风险不可预测、复杂多变，有的甚至发展为区域性、系统性和全行业风险，严重影响社会经济稳定，如“三聚氰胺事件”“台湾塑化剂事件”“新西兰奶粉双氰胺事件”等。对食品安全未知化学性风险实施有效监控成为各国食品安全监管部门工作的重点和难点，也是衡量一个国家食品安全科技发展水平的重要标志。

食品安全未知化学性风险快速筛查确证技术是利用检验检测手段，快速筛查并精准确认出未知风险涉及的有毒有害化学物质，由此实施相应控制行为，避免风险的蔓延。近年来，国内外不少研究者以实现高通量、高灵敏度、高准确性的筛查确证为主线，通过学科融合和协同创新，综合运用分析化学、数学统计学、信息学等多学科前沿手段，加大对通用型前处理技术、高通量仪器筛查确证技术和针对性强、信息量大的筛查确证数据库的攻关，促使食品安全未知化学性风险筛查确证手段更加先进、方法更加完善、效能更加突出。

常用快速筛查确证方法

食品安全未知化学性风险涉及的有害物质往往是尚未被监测到的、不在食品检测标准范围内的化学物质，故前处理技术必须具备通用性，确保尽可能多的不同种类、不同理化性质的物质被提取、净化。目前这类通用型技术主要包括快速、简便、便宜、高效、耐用及安全的样品处理技术（quick，easy，cheap，effective，rugged，and safe，QuEChERS）、分级提取净化技术、固相微萃取技术（solid phase microextraction，SPME）、在线固相萃取技术（on-line solid-phase extraction，on-line SPE）以及涡流色谱技术（turbulent flow chromatography，TFC）。

QuEChERS方法是在基质固相分散萃取方法基础上建立的一种更通用的方法。传统的QuEChERS方法一般采用乙腈、乙酸乙酯等提取样品，加入硫酸镁、氯化钠、氯化镁等或盐类混合物促使样品盐析分层，上清液加入N-丙基乙二胺（primary secondary amine，PSA）、C18、佛罗里硅土、石墨化炭黑等吸附剂和无水硫酸镁净化分离后进行仪器分析。QuEChERS方法广泛应用于蔬菜、水果、谷物等食品中农药多残留的检测，可对数百种农残进行同步分离净化，并成为美国分析化学家协会（Association of Official Analytical Chemists，AOAC）的官方检测方法和欧洲标准化委员会的标准方法。

近年来，QuEChERS方法运用范围得到进一步拓展，可同步筛查牛奶、鸡肉、鱼肉、虾肉、动物组织等样品中十几种至数十种兽药，覆盖磺胺类、喹诺酮类、四环素类、苯并咪唑类、阿维菌素类、激素类等。

传统的用于未知物鉴别的方法包括红外光谱法、紫外光谱法、质谱法以及核磁共振技术（nuclear magnetic resonance，NMR）。红外光谱、紫外光谱虽然在食品掺假和食品中未知物质筛查方面有一定运用，但总体而言受基质干扰较为明显，痕量成分分析时的可靠性、灵敏度和选择性有待提高。高分辨质谱质量范围宽、分辨率和质量测量精度较高，并且在全扫描的模式下，也有极高的灵敏度，在一次运行中可实现几百种甚至上千种物质的筛查，成为食品安全化学性未知风险快速筛查的重要手段。此外，核磁共振技术特别是核磁共振氢谱在测定有机化合物结构信息时，具有无破坏性、无偏向性以及测定快速等特点，这种无歧视的测量允许检验人员在筛查样品时事先假设样品中存在任何性质的污染。因此，该方法被一些学者结合模式识别的方法用来检测恶意和意外污染。

由于食品基质复杂、干扰性大、可能引入其他物质多、添加浓度范围宽，即使是高分辨质谱、核磁共振分析仪对食品中未知物进行准确鉴定仍是一项具有挑战性的工作。采集后的数据处理非常重要，除了需要研究人员具有丰富的化学结构鉴定知识外，还需借助智能化软件对数据进行深度分析以提高鉴定工作效率和准确度。

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近年来，我国在食品安全未知化学性风险快速筛查确证技术方面取得显著进展，但仍然存在一些关键技术和瓶颈亟待突破。结合食品安全技术保障工作实际，以下两方面工作的发展将有效提升食品安全未知化学性风险快速筛查确证能力：

一是进一步加强核磁共振技术的运用。核磁共振技术现已一定程度上运用于食品未知成分鉴定，取得了较好的效果。但该技术对样品纯度要求高，食品基质复杂，干扰较大，还需进一步结合有效的分离手段，促进鉴定能力的提升和运用范围的扩展。下一步，通过联合色谱分离技术、在线富集技术和核磁共振技术，融合高效分离和丰富结构信息获取功能，建立基于液相-固相萃取-核磁共振联用技术的食品中未知化合物在线鉴定方法，实现混合物体系中多个未知成分分子结构的同步快速、准确定性分析。同时以在线定性分析为基础，利用高灵敏度宽带超低温正相核磁探头检测技术，结合液相紫外光谱和核磁结构信息，提升混合物中微量未知成分鉴定的灵敏度。

二是进一步拓展高分辨质谱筛查确证数据库。高分辨质谱鉴定的成功与筛查确证数据库的全面性密切相关。如果数据库信息容量不足，缺乏新化合物、农兽药代谢物、药物杂质等数据，导致检索不到匹配的物质，将使整个鉴定工作受到影响。因此，更全面地收集新化合物、代谢物的结构信息，并将其纳入数据库中，对确证未知风险具有重要意义。