基于气相色谱-质谱联用法的食品检测技术

孙能惠，王欢钰

（浙江华才检测技术有限公司，浙江诸暨 311800）

在食品生产加工的过程中为了增加其储存时间和食用效果，常常在生产工艺中对食品的二次加工添加多种化学元素，延长其保质时间及增加甜度。食品出厂时，也需要对存在的各类糖分进行测定，检测包含葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖和乳糖等各类含量是否符合国家准入标准。在糖分的测定中，部分检测器在受到温度变化时会出现不稳定的情况，造成食品中的糖分含量发生变化，无法真实地反映食品中糖分的含量值。随着添加剂种类的增加，在检测成分和含量时会出现较大的误差，增加了检测的工作时间，且成本过高[1]。气相色谱是集分离和分析为一体的技术，将惰性气体一次性注入到色谱分离器中，按顺序提取其存在的不同组织成分，具有相对稳定性。质谱分离是在固态或者液态的组织成分中直接进行分析的实时检测技术，在不需要对食物处理的前提下可以直接通过大分子放电激发原子，促进电场中的质子分离，实现对食物的实时分析，在减少化学试剂的应用下，减少了耗材的投入，能够在一定程度内控制成本。因此本文在气相色谱和质谱的优势下，将两者相互融合，研究一种食品检测的方法，为食品成分分析提供新的思路和依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器设备

WATERS高效色谱仪，其中配备有SEDEXX84蒸发光散检测仪和PL-951漩涡振荡器[2]；自动发生器为美国生产的DIONEX-ICS5008离子质谱仪，配备有电导检测和四级质谱检测系统。

1.1.2 试剂

实验用水为超纯水，用前煮沸10 min，放置到室温；玻璃器皿在使用前以100 ℃烘烤2 h；试剂为乙酸锌、亚铁氰化钾、乙腈、乙酸乙酯。

1.2 实验方法

1.2.1 色谱与质谱条件

根据选择的仪器设定色谱和质谱工作的程序条件，在相对流动为0.26 mL/min的基础上设置回流柱温不超过35 ℃，每侧的离子分析柱保持在260 mm×2.5 mm～280 mm×2.5 mm， 具体参数如表1所示。

表1 色谱仪与质谱仪工作参数

根据表1设定好的参数范围可以对捕捉到的子母离子进行分离，每次试剂的添加量不可超过23 μm，抑制电流在42～58 mA变化，抑制器的回流模式采取外接200 mA控制器，从响应值最高的碎片中提取最大离子簇值，在该碎片离子确定好含量范围后利用响应模式，对正片离子全面扫描即可精确各类含量最终系数。

1.2.2 样品制备

选取市面销售的冷链保存产品，将其放置在搅拌机中进行粉碎，精确称取6.00 g至500 mL的离心管内，加入纯净水50 mL。在旋涡机混合3 min后通过低温超声提取，使分离出的样本在浓度为13%乙酸锌和10.2%的亚铁氰化钾中进行二次混合，按照每2 min加入50 mL的纯净水的进度中，在刻度线达到300 mL后静止10 min[3]。采用干燥过滤纸进行初次液体过滤，再用可以通过0.35 μm的滤膜进行二次滤过，提取的最终样品在离心转机中通过4 000 r/min的转速下完成 4 min混合，将所得样品导入在色谱柱内等待测定即可。

1.2.3 标准溶液配制

根据国际测试最低检出限额为0.5%标准的基础上，对上述测定的样品进行溶液配制，脱氧的试剂常有乙腈和乙酸乙酯，按照每0.1 g的重力洗脱达到75%的回收标准，需根据样本的不同含量设置出8 mL、16 mL和24 mL 3种洗脱试剂。其中每种试剂中氧化的比例分别为1∶1.5、1∶3.5和1∶5.5，初始吸附剂的使用量设定为5 mL，依次根据样品的测定含量增加比值[4]。

2 结果与分析

2.1 检出效果测定

在检测开始前对各类物质的检出顺序进行测定，提出样本50 mL和溶液进行混合，在调节好的柱温和流速下测试样品中麦芽糖、乳糖、果糖和防腐剂的检出顺序[5]，控制检测时间在16 min内，首次比例以1∶1.5为测试条件具体结果如图1所示。由图1可知，同样检测环境中防腐剂会先于糖类分离出来，且分离的含量较为明显。糖类分离先后顺序为果糖、乳糖和麦芽糖，3者在分离过程中存在交叉点。但发现不同设定值在额定比列下分离剂无法发挥较好的效果，按照溶液比例重复进行实验，最终结果表明，1∶3.5效果最佳。

图1 检出物质排列顺序

2.2 检测回收率结果分析

检测的效果以每种物质的回收含量作为测定标准，在检查过程中对每种物质添加量的检测值和原有添加含量的百分比比值，国内标准超过82%认定为合格。根据调整好测试条件和配制溶液比列，按照检出顺序可知制备的样品中4种物质实际添加量为5.50 mg/L、10.50 mg/L、12.00 mg/L和15.50 mg/L，配制250 mL样本分成等量的5组进行回收率检测，具体各类物质的回收率如表2所示。

由表2可知，在4种物质的检测中此方法均超过国内标准，其中防腐剂的检出标准接近于100%，糖类的检出标准也在98%以上，表明本文设计的检测方法具有实际应用效果。

表2 各类物质检测回收率表

3 结论

本文采用气相色谱-质谱联合法进行测定食品中的糖分和添加剂含量，主要利用色谱仪的色谱柱进行分离，在质谱仪较高的雾化程度下对食品进行电解，保证通过高强度信号测出每种物质的含量。实验以物质的回收率为测试样本，结果表明在此方法的设计中每组样本的物质回收率均高于国内检测标准，具有良好应用效果。但在实验过程中受时间影响，所得结果存在一定偏差，后续研究中对食品中所含物质的相对关系和进行深入研究，设计更精确的检测方法。