孫興權(quán),　趙　禹,　楊春光,　徐　靜,　曹際娟

(遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局, 遼寧 大連 116001)

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液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品欺詐檢測(cè)鑒別中的應(yīng)用

孫興權(quán),趙禹,楊春光,徐靜,曹際娟*

(遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局, 遼寧 大連 116001)

摘要:針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段較為突出的違法使用農(nóng)獸藥、濫用食品添加劑、非法添加非食用物質(zhì)和摻雜使假等食品欺詐問(wèn)題,綜述了近5年來(lái)液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用情況。重點(diǎn)介紹了高分辨質(zhì)譜,主要是飛行時(shí)間質(zhì)譜和靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜技術(shù)的定向篩查和非定向篩查功能在食品欺詐檢測(cè)鑒別中的應(yīng)用,以期為解決該類(lèi)食品安全問(wèn)題提供有益的參考。

關(guān)鍵詞:液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用;飛行時(shí)間質(zhì)譜;靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜;定向篩查;非定向篩查;食品欺詐

近年來(lái),我國(guó)發(fā)生了“地溝油”“毒淀粉”“塑化劑”等一系列惡性食品安全事件,這些事件具有一個(gè)共同特征,即均以獲取經(jīng)濟(jì)利益為目的,通過(guò)摻雜、摻假、以次充好、以假充真、以不合格產(chǎn)品冒充合格產(chǎn)品以及張貼虛假標(biāo)簽等方式故意欺騙消費(fèi)者。這些雖無(wú)傷害意圖但可威脅消費(fèi)者健康的非法使用或添加、摻雜使假等惡性行為都屬于食品欺詐(food fraud)行為,嚴(yán)重違背了我國(guó)《食品安全法》和《產(chǎn)品質(zhì)量法》的相關(guān)規(guī)定。食品欺詐屬于人源性食品安全問(wèn)題,在我國(guó)現(xiàn)階段表現(xiàn)較為突出。為了防止該類(lèi)事件的發(fā)生,我國(guó)建立了食品中可能添加的非食用物質(zhì)“黑名單”制度,該制度在國(guó)際上與歐盟的食品真實(shí)性(food authenticity)檢驗(yàn)、美國(guó)的經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)造假(economically motivated adulteration)脆弱性評(píng)估相接軌,三者可以彼此融合進(jìn)行相關(guān)反食品欺詐研究。

檢測(cè)是保證食品安全的最基本手段。鑒于食品欺詐事件中相關(guān)從業(yè)者規(guī)避現(xiàn)有法律法規(guī),在食品生產(chǎn)加工等環(huán)節(jié)違法添加或替代的手段具有隱蔽性、可變性和不可預(yù)知性[1],在檢測(cè)中就需要采用一系列非定向的技術(shù)進(jìn)行篩查[2],而相關(guān)的食品化學(xué)危害物非定向篩查也是我國(guó)“十三五”規(guī)劃中食品領(lǐng)域前沿關(guān)鍵技術(shù)之一[3]。目前,液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)因其具有高選擇性、高靈敏度和良好的定性定量分析功能而成為食品安全檢測(cè)不可或缺的一大利器,其中液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-HRMS)在食品欺詐篩查鑒別中扮演著重要角色[4]。分辨率≥10 000半峰寬(full width at half maximum, FWHM)的質(zhì)譜為高分辨質(zhì)譜,其憑借高準(zhǔn)確度的分辨能力和同位素峰形分布測(cè)定能力,可通過(guò)全掃描進(jìn)行準(zhǔn)確定性和非定向未知物篩查[5]。對(duì)于篩查出來(lái)的目標(biāo)化合物,HRMS可進(jìn)行多級(jí)掃描,通過(guò)MS/MS二級(jí)質(zhì)譜圖,再結(jié)合譜庫(kù)檢索、判斷所得碎片是否符合裂解規(guī)律等方式來(lái)對(duì)該化合物進(jìn)一步確證。二級(jí)質(zhì)譜對(duì)于排除基質(zhì)干擾、增加選擇性以有效識(shí)別分析物至關(guān)重要。HRMS參數(shù)設(shè)定簡(jiǎn)單,儀器方法的建立非常便利,無(wú)需借助標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)分析物逐一進(jìn)行最佳條件優(yōu)化;HRMS可以有效區(qū)分共流出物和同質(zhì)異素化合物,這不但降低了對(duì)色譜分離的要求,也大大降低了樣品處理的復(fù)雜程度;HRMS一次分析化合物的數(shù)目沒(méi)有限制,可獲取大量目標(biāo)和非目標(biāo)化合物的信息,且采集的數(shù)據(jù)具有可回顧性[6],可以根據(jù)檢測(cè)需求反復(fù)調(diào)用,而不必再次處理樣品和進(jìn)樣[7]。此外,在基質(zhì)效應(yīng)影響小和靈敏度允許的情況下,HRMS可以最大限度地減小假陽(yáng)性率并確保假陰性率近于零[8]。目前,飛行時(shí)間質(zhì)譜(TOF-MS)和傅里葉變換-靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜(FT-Orbitrap-MS)是食品安全領(lǐng)域常用的2種主要的HRMS篩查檢測(cè)手段。實(shí)際應(yīng)用中,TOF-MS和Orbitrap-MS常以混合型質(zhì)譜(比如Q-TOF-MS、Q-Orbitrap-MS)的形式與LC聯(lián)用,分析效果有了顯著的提高。

在食品欺詐事件中,篩查技術(shù)可分為定向篩查(targeted screening)和非定向篩查(non-targeted screening),二者均可通過(guò)LC-HRMS技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。定向篩查通過(guò)預(yù)先建立的譜庫(kù)和添加回收試驗(yàn)可以驗(yàn)證分析方法的可靠性,為非定向篩查提供了技術(shù)基礎(chǔ);而非定向篩查則可以通過(guò)追溯譜圖和數(shù)據(jù)來(lái)尋找定向篩查目標(biāo)化合物以外的可疑化合物,并進(jìn)行鑒定確認(rèn)?；|(zhì)復(fù)雜多樣、分析物濃度范圍大是非定向篩查面臨的挑戰(zhàn)[2],但為了經(jīng)濟(jì)利益,不法分子摻雜摻假物質(zhì)的量一般都相對(duì)較高,這有利于非定向篩查中可疑化合物的識(shí)別;另外，通過(guò)未知測(cè)試樣品和已知控制樣品間的對(duì)比分析可以快速找到差異化合物,再借助HRMS自動(dòng)分子式查找、譜庫(kù)檢索和結(jié)構(gòu)解析等功能,就可以解決測(cè)試樣品中有什么的問(wèn)題。對(duì)于HRMS得到的大量數(shù)據(jù),常利用基于尋找模式的非監(jiān)督方法(unsupervised method)和有監(jiān)督方法(supervised method)從中充分挖掘信息。這些方法能夠?yàn)閿?shù)據(jù)降維,使其更易于可視化和分類(lèi)。其中非監(jiān)督方法是用來(lái)探索完全未知數(shù)據(jù)特征的方法,通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)信息依據(jù)樣本特性進(jìn)行歸類(lèi),把具有相似特征的目標(biāo)數(shù)據(jù)歸在同源的類(lèi)里,并采用相應(yīng)的可視化技術(shù)直觀地表達(dá)出來(lái),常用的有聚類(lèi)分析(cluster analysis, CA)和主成分分析(principal components analysis, PCA)等方法;有監(jiān)督方法則是根據(jù)已有信息建立數(shù)據(jù)庫(kù),并利用其對(duì)未知數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)、歸類(lèi)和預(yù)測(cè),常用的有線(xiàn)性判別分析(linear discrimination analysis, LDA)、偏最小二乘法判別分析(partial least squares discrimination analysis, PLS-DA)等方法。

1LC-HRMS技術(shù)在違法使用農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

當(dāng)前,農(nóng)獸藥殘留超標(biāo)往往是由于相關(guān)從業(yè)者違禁違規(guī)使用相關(guān)農(nóng)用化學(xué)品,且相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品未過(guò)農(nóng)藥安全間隔期或獸藥休藥期就投放市場(chǎng)所致。

1.1農(nóng)藥及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

以往食品中殘留農(nóng)藥的鑒定和定量常使用GC或GC-MS完成。近年來(lái),LC的檢測(cè)通量以及質(zhì)譜檢測(cè)器的性能取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,使得基于LC-MS的分析技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于痕量級(jí)農(nóng)殘的篩查、確認(rèn)和定量,LC-HRMS篩查技術(shù)在農(nóng)殘檢測(cè)方面有著廣闊的應(yīng)用前景[9,10]。

程明川等[11]利用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)在20 min內(nèi)完成了對(duì)西紅柿、辣椒、空心菜、卷心菜、黃瓜以及四季豆等6種基質(zhì)樣品中氟嘧菌酯、莠滅凈、噻蟲(chóng)啉等555種農(nóng)殘的亞μg/kg級(jí)別的快速篩查。試樣經(jīng)QuEChERS法處理,HPLC分離后,HRMS在m/z100～900質(zhì)量范圍內(nèi)全掃描(70 000 FWHM)+自動(dòng)觸發(fā)二級(jí)質(zhì)譜(17 500 FWHM)模式采集數(shù)據(jù),高分辨的二級(jí)全掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)可以提供精確質(zhì)量數(shù)、保留時(shí)間、同位素分布、主要二級(jí)碎片確認(rèn)和二級(jí)質(zhì)譜圖相似度比對(duì)等信息的專(zhuān)業(yè)篩查軟件進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)分析。該方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、靈敏度高,能同時(shí)完成對(duì)多農(nóng)殘的定性定量分析,所建數(shù)據(jù)庫(kù)便于方法的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。Del Mar Gómez-Ramos等[12]采用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù),以同樣的方法對(duì)橘子、綠茶等基質(zhì)中139種農(nóng)藥進(jìn)行篩查,并通過(guò)100個(gè)實(shí)際樣品的分析,對(duì)儀器的鑒定和定量分析功能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。所得結(jié)果與LC-QqQ-MS/MS技術(shù)分析結(jié)果一致,無(wú)假陰性或假陽(yáng)性現(xiàn)象發(fā)生,進(jìn)一步說(shuō)明了LC-HRMS技術(shù)在農(nóng)藥篩查應(yīng)用中的實(shí)用性。Deme等[13]采用液相色譜-大氣壓光電離(atmospheric pressure photoionization, APPI)HRMS技術(shù)分析了葡萄和芒果果汁中有機(jī)氯、有機(jī)磷和氨基甲酸酯等多類(lèi)農(nóng)藥的殘留情況。試樣提取后,利用多壁碳納米管分散SPE凈化。m/z100～650范圍內(nèi)全掃描模式下LOQ范圍為0.025～0.15 ng/mL和0.1～0.5 ng/mL,回收率范圍為60%～110%。實(shí)際樣品測(cè)試中檢出有些果汁樣品中有6.5～24.8 ng/mL水平的部分農(nóng)藥。

除水果蔬菜等樣品基質(zhì)外,LC-HRMS技術(shù)還適用于其他樣品基質(zhì)中的農(nóng)殘篩查。柳菡等[14]利用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)篩查了葡萄酒中111種農(nóng)殘。試樣經(jīng)含0.1%醋酸的乙腈溶液提取,鹽析濃縮,伯仲胺(primary secondary amine, PSA)凈化等步驟后進(jìn)行分離分析。通過(guò)在陰性干白和干紅葡萄酒樣品中進(jìn)行加標(biāo)驗(yàn)證,檢測(cè)數(shù)據(jù)表明:該方法LOD可達(dá)5 μg/kg,回收率范圍為63.3%～123.7%, RSD范圍為3.2%～18.8%。顏色、甜度、狀態(tài)和產(chǎn)地不同的50個(gè)葡萄酒樣品的檢測(cè)結(jié)果顯示,在8個(gè)樣品中檢出葡萄生長(zhǎng)過(guò)程中常用的6種殺菌劑。余巍等[15]采用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)篩查了淀粉中224種農(nóng)殘。淀粉樣品加水后,經(jīng)含1%冰醋酸的乙腈溶液提取,無(wú)需凈化直接進(jìn)行分析。結(jié)果表明:各分析物L(fēng)OQ均小于或等于10 μg/kg,回收率范圍為60%～114%, RSD范圍為0.3%～29.4%。采用該方法對(duì)市售的木薯淀粉、玉米淀粉、馬蹄淀粉、馬鈴薯淀粉等18批次淀粉樣品進(jìn)行篩查,結(jié)果有7批次樣品發(fā)現(xiàn)3種殺蟲(chóng)劑和2種殺菌劑。Li等[16]利用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)建立了蜂蜜中農(nóng)藥等多種外源性物質(zhì)的快速、自動(dòng)定量篩查方法。試樣經(jīng)簡(jiǎn)單提取,通過(guò)含有多種外源性物質(zhì)分子式、加合類(lèi)型、理論精確質(zhì)量等信息的數(shù)據(jù)庫(kù),15 min內(nèi)自動(dòng)定量篩查了蜂蜜中的157種化合物。Martínez-Domínguez等[17]利用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)鑒別和定量了銀杏營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中260多種農(nóng)藥、真菌毒素等有毒有害物質(zhì)。試樣經(jīng)含有1%甲酸的乙腈溶液提取后,利用吸附劑混合物凈化。結(jié)果表明:該方法回收率范圍為70%～120%, RSD<20%, LOQ范圍為5～10 μg/kg。經(jīng)實(shí)際樣品檢測(cè),9個(gè)銀杏營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品中8個(gè)查出含量不等的惡霉靈、蟲(chóng)酰肼等農(nóng)藥,6個(gè)查出含量不等的黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2和T2毒素等真菌毒素。Jia等[18]建立并驗(yàn)證了同時(shí)篩查嬰兒食品中333種農(nóng)藥和獸藥殘留的分析方法,試樣經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化的改進(jìn)QuChERS法提取,LC-Q-Orbitrap-MS檢測(cè)。結(jié)果顯示,LOQ范圍為0.01～9.27 μg/kg,回收率范圍為79.8%～110.7%, RSD<8.3%。該方法成功用于93個(gè)商品化嬰兒食品中農(nóng)獸藥殘留的篩查,某些樣品中檢出了替米考星、芬苯達(dá)唑、酒石酸、太樂(lè)菌素和噻苯咪唑。Gómez-Pérez等[19]采用類(lèi)似的方法分析了肉、魚(yú)和蔬菜類(lèi)嬰兒食品中300多種農(nóng)獸藥殘留情況,方法LOQ范圍為10～100 μg/kg。該方法用于分析46種不同嬰兒食品樣品,未發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果。

近年來(lái),隨著植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(plant growth regulator, PGR)在農(nóng)產(chǎn)品中應(yīng)用的增多,LC-HRMS技術(shù)在PGR篩查方面的應(yīng)用也有所增加。謝寒冰等[20]建立了LC-Q-TOF-MS同時(shí)測(cè)定豆芽中6-芐基腺嘌呤、4-氯苯氧乙酸、赤霉素等3種外源植物激素殘留的方法。試樣經(jīng)QuEChERS法處理,C18色譜柱分離后,HRMS采用負(fù)離子模式掃描,精確質(zhì)量數(shù)和二級(jí)特征離子定性,準(zhǔn)分子離子峰面積定量。結(jié)果表明:3種目標(biāo)化合物的LOQ范圍為5.0～10.0 μg/kg,添加回收率范圍為79.1%～96.1%, RSD范圍為5.7%～10.4%。Oulkar等[21]以葡萄為研究對(duì)象,建立了其中矮壯素、吲哚乙酸、6-芐基腺嘌呤、赤霉酸、脫落酸等12種PGR的檢測(cè)方法。試樣經(jīng)80%甲醇溶液提取和分散型C18吸附劑凈化后,利用LC-MS/MS進(jìn)行定量,LC-TOF-MS進(jìn)行定向篩查確證。所建方法選擇性好、靈敏度高,回收率范圍為90%～107%, RSD<5%。Ai等[22]建立了水稻和擬南芥等植物中異戊烯基腺嘌呤、玉米素、二氫玉米素3種細(xì)胞分裂素的渦流色譜(TurboFlow)在線(xiàn)凈化,LC-Q-Orbitrap-MS快速測(cè)定方法。試樣經(jīng)乙腈萃取,C18柱凈化,LOQ范圍為4.2～5.2 pg/mL,回收率范圍為85.4%～108.2%, RSD范圍為4.04%～8.57%。

1.2獸藥

LC-MS技術(shù)是獸殘檢測(cè)的常用手段,借助HRMS快速高效的篩查功能,LC-HRMS技術(shù)在獸殘檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著更為重要的作用。Guo等[23]建立了豬肉、牛肉、羊肉、雞肉中12種β-受體激動(dòng)劑的LC-Q-Orbitrap-MS篩查方法。試樣經(jīng)提取分離后,在一級(jí)質(zhì)譜全掃描和數(shù)據(jù)依賴(lài)性二級(jí)質(zhì)譜掃描模式下,基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)校正曲線(xiàn)定量。該方法以沙丁胺醇-D3和克倫特羅-D9為內(nèi)標(biāo),LOD范圍為0.003 3～0.01 μg/kg,回收率范圍為73.0%～88.7%。對(duì)400個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè),有4.25%的樣品檢出含有沙丁胺醇、克侖特羅、萊克多巴胺和氯丙那林等β-受體激動(dòng)劑。Moretti等[24]利用LC-HRMS技術(shù)分析了動(dòng)物肌肉組織中10類(lèi)共62種抗生素的殘留情況。加有EDTA溶液的試樣先后經(jīng)80%(v/v)乙腈水溶液和純乙腈提取,C18色譜柱分離,HRMS正離子模式掃描。該方法經(jīng)牛肉樣品中各分析物3.3～150 μg/kg添加水平驗(yàn)證,準(zhǔn)確度和精密度均符合檢測(cè)要求。Zhang等[25]建立了蜂王漿中多種獸殘的LC-Q-TOF-MS篩查方法,分析物包括林可霉素、大環(huán)內(nèi)酯、磺胺、四環(huán)素等14類(lèi)共90種獸藥。試樣經(jīng)改進(jìn)的QuEChERS法提取,LOQ范圍為0.21～20 μg/kg,回收率范圍為70.21%～120.1%, RSD范圍為1.77%～9.90%。所建方法用于實(shí)際蜂王漿樣品檢測(cè),有部分獸藥檢出。Wang等[26]利用UPLC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)定量篩查了牛奶中氟喹諾酮、大環(huán)內(nèi)酯等11類(lèi)共105種獸殘。試樣經(jīng)改進(jìn)的鹽析輔助液相萃取(salting-out supported liquid extraction, SOSLE)法提取,反相聚合物吸附劑小柱SPE凈化后上機(jī)分析,方法LOQ<1.0 μg/kg。該方法中涉及的SOSLE法是一種比QuEChERS更為簡(jiǎn)便有效的牛奶中獸藥多殘留樣品處理方法[27]。

除了以上一般性的動(dòng)物源食品外,飼料中獸殘的檢測(cè)對(duì)于預(yù)防食品欺詐等食品安全問(wèn)題的發(fā)生更為重要。León等[28]利用LC-HRMS技術(shù)建立了飼料中獸藥、真菌毒素、麥角生物堿、植物毒素等的篩查方法。試樣經(jīng)QuEChERS法提取,UPLC分離后,HRMS全掃描檢測(cè)。77種分析物定量實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,回收率范圍為80%～120%, RSD<20%,大部分獸藥和植物毒素的LOQ<12.5 μg/kg,麥角生物堿的LOQ<20 μg/kg。對(duì)32種飼料實(shí)際樣品進(jìn)行篩查,有10 μg/kg濃度水平的氟苯尼考、玉米赤霉烯酮和阿托品被檢出。Seró等[29]利用解吸電噴霧電離(desorption electrospray ionization, DESI)HRMS技術(shù)快速篩查了交叉污染的飼料中獸藥殘留情況。試樣經(jīng)乙腈-水(80/20, v/v)提取,取2 μL提取液點(diǎn)板,待干后,利用精確質(zhì)量數(shù)和同位素峰形匹配,借助自建數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定性和定量分析。該方法取樣量少,簡(jiǎn)便快速,大大提高了分析效率。Martínez-Villalba等[30]利用直接實(shí)時(shí)分析(direct analysis in real time, DART)HRMS技術(shù)篩查出雞飼料中低于1 μg/kg的苯并咪唑和低于0.25 mg/kg的抗球蟲(chóng)藥。所建方法在1 min內(nèi)即可完成1個(gè)樣品分析,加上HRMS的高分辨能力,使得DART-HRMS成為快速篩查的有效工具。

2LC-HRMS技術(shù)在濫用食品添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用

食品添加劑是現(xiàn)代食品工業(yè)的必然產(chǎn)物,一般不會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的急性危害,但長(zhǎng)期少量地隨食品攝入也可能在體內(nèi)蓄積,從而對(duì)人體健康造成慢性或潛在的危害。不遵照?qǐng)?zhí)行GB 2760《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》,超限量、超范圍濫用食品添加劑是當(dāng)前欺詐類(lèi)食品安全問(wèn)題的突出表現(xiàn)。

嗎啉是對(duì)人體有一定毒害作用的化學(xué)物質(zhì),其脂肪酸鹽可用作水果被膜劑。在制作鮮榨果汁時(shí),部分商家為提高果汁中的膳食纖維及經(jīng)濟(jì)利益,常將果皮一并用于制備純果汁飲料,從而增大了嗎啉在果汁中的殘留含量。陳達(dá)煒等[31]利用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)建立了果汁飲料中嗎啉的快速檢測(cè)方法。試樣經(jīng)離子交換分散SPME凈化,HILIC色譜柱分離,HRMS則采用tMSMS模式,選定的目標(biāo)化合物母離子碎裂后,以精確碎片離子進(jìn)行定量掃描。結(jié)果顯示,方法LOQ為2 μg/L,回收率范圍為85.9%～103.8%,日內(nèi)和日間精密度范圍分別為3.7%～5.2%和3.5%～9.4%。該方法簡(jiǎn)單精確,靈敏度高,樣品處理快捷簡(jiǎn)便,分析了市售的30份實(shí)際樣品,嗎啉檢出率為10%。

銅葉綠素是一種食用色素,不法商家及商販常在食用油中添加“銅葉綠素”來(lái)假冒橄欖油。Fang等[32]建立了食用油中銅葉綠素降解產(chǎn)物——銅焦脫鎂葉綠素A的LC-Q-Orbitrap-MS檢測(cè)方法,方法LOQ為0.05 μg/g。該方法對(duì)橄欖果渣油、特級(jí)初榨橄欖油、橄欖油、葡萄籽油和混合油等可疑食用油進(jìn)行檢測(cè),均有很高的陽(yáng)性率,銅焦脫鎂葉綠素A含量在0.02和0.54 μg/g之間。高濃度的銅焦脫鎂葉綠素A被檢出提示該食用油涉嫌摻假造假。

合成色素是用人工化學(xué)合成方法制得的有機(jī)色素,幾乎不能為人體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),某些甚至?xí)：θ梭w健康。合成色素的違規(guī)使用是食品欺詐的主要內(nèi)容之一。錢(qián)疆等[33]分別以糖類(lèi)等可溶樣品、含有不可溶固相物的樣品和含氣飲料、酒類(lèi)樣品為研究對(duì)象,借助LC-TOF-MS技術(shù)對(duì)其中國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的亮黑、檸檬黃、胭脂紅等36種水溶性合成色素進(jìn)行了快速篩查分析。試樣經(jīng)熱水提取,聚酰胺粉凈化,15 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離。所建方法各色素的LOQ在0.007 2～0.94 mg/kg之間,回收率可達(dá)80%～106%, RSD在1.8%～9.7%范圍內(nèi)。趙延勝等[34]建立了奶酪中29種禁用和限用合成色素的LC-Q-TOF-MS篩查方法。試樣經(jīng)正己烷-水(3∶1, v/v)提取后,所得正己烷層、水層和殘?jiān)?部分再經(jīng)凝膠滲透色譜(gel permeation chromatography, GPC)凈化等步驟處理,結(jié)果表明:8種蘇丹類(lèi)化合物的LOD范圍為0.4～2.5 μg/kg, 21種水溶性合成色素及染料化合物的LOD范圍為20～80 μg/kg; 29種不同極性的合成色素均得到了有效提取,回收率范圍為70%～95%。

此外,嵇超[35]基于TOF-MS技術(shù),建立了飲料中苯甲酸、脫氫乙酸、聯(lián)苯酚、噻苯咪唑等18種防腐劑,植物油中丁基羥基茴香醚、特丁基對(duì)苯二酚、三羥基丁酰苯、沒(méi)食子酸丙酯等11種抗氧化劑的快速篩查方法。方法LOD范圍分別為1～50 μg/kg和20～200 μg/kg,可分別對(duì)50～500 μg/kg和100～800 μg/kg濃度水平的防腐劑和抗氧化劑實(shí)現(xiàn)快速篩查。該方法用于市售樣品檢測(cè),未發(fā)現(xiàn)可疑樣品。桂茜雯等[36]借助LC-Orbitrap-MS技術(shù)建立了葡萄酒中山梨酸、丁基羥基茴香醚、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、甜蜜素、檸檬黃等26種添加劑(包括防腐劑、抗氧化劑、甜味劑和合成著色劑)的快速篩查方法。試樣經(jīng)甲醇-水(1∶9, v/v)溶液稀釋,C18色譜柱分離,HRMS在m/z100～1 000范圍內(nèi)負(fù)離子模式下進(jìn)行全掃描檢測(cè)。方法LOQ為2 mg/kg,回收率在78.5%～118.8%之間,RSD<12.7%。對(duì)來(lái)自法國(guó)、意大利等國(guó)家不同產(chǎn)地的50余份葡萄酒進(jìn)行實(shí)際樣品檢測(cè),部分葡萄酒檢出山梨酸、安賽蜜、誘惑紅等添加劑。云環(huán)等[37]利用IC-Orbitrap-MS技術(shù)非定向篩查了乳品中的有機(jī)酸。試樣經(jīng)1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氫氧化鉀提取,反相SPE小柱凈化,離子交換色譜柱分離,Orbitrap-MS全掃描模式檢測(cè),結(jié)果在部分含酸的乳品樣品中篩查到酒石酸、乳酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸。

3LC-HRMS技術(shù)在非法添加非食用物質(zhì)和摻假鑒別檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1非法添加非食用物質(zhì)

我國(guó)非法添加非食用物質(zhì)“黑名單”制度出臺(tái)以來(lái),相關(guān)食品安全事件得到了一定的控制,而LC-HRMS技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用則在突顯其強(qiáng)大篩查功能的同時(shí),也進(jìn)一步縮減了不法分子投機(jī)取巧的空間。

奶及奶制品作為日常消費(fèi)品,其質(zhì)量好壞關(guān)系到每個(gè)人的切身利益。無(wú)抗奶(不含抗生素的奶)是市場(chǎng)上的熱銷(xiāo)產(chǎn)品,為了謀取不正當(dāng)利益,個(gè)別不法商販在原料奶中違規(guī)添加抗生素降解劑來(lái)制造人工“無(wú)抗奶”。奶中的抗生素經(jīng)分解后,可能會(huì)產(chǎn)生其他的有害物質(zhì)。針對(duì)這一現(xiàn)狀,趙鳳娟等[38]建立了人工“無(wú)抗奶”中青霉素類(lèi)藥物降解產(chǎn)物的非定向篩查檢測(cè)方法。先向青霉素類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入β-內(nèi)酰胺酶來(lái)制備對(duì)照樣品,然后用同樣的方式制備人工“無(wú)抗奶”。后者經(jīng)乙腈-水(4∶1, v/v)沉淀蛋白質(zhì)及簡(jiǎn)單提取后,采用LC-Q-Orbitrap-MS對(duì)降解后的產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量研究。結(jié)果顯示,幾種青霉素類(lèi)藥物的殘留標(biāo)識(shí)物分別為相應(yīng)的青霉噻唑酸及去羧青霉噻唑酸,其在人工“無(wú)抗奶”的鑒別濃度低限均為10 μg/kg。該方法簡(jiǎn)單、快速、靈敏度高,為完善乳制品的檢測(cè)提供了一定的借鑒和理論依據(jù)。近年來(lái),LC-HRMS技術(shù)在“三聚氰胺奶”檢測(cè)方面也有一定的應(yīng)用。Wang等[39]利用LC-Orbitrap-MS技術(shù)建立了嬰兒奶粉、咖啡奶油和3合1速溶咖啡等奶制品中三聚氰胺的快速定向篩查方法。結(jié)果表明:三者中三聚氰胺的LOQ分別為65、44、110 μg/kg,回收率范圍為75%～91%。Chen等[40]采用類(lèi)似的方法定向檢測(cè)了牛奶及奶粉中的三聚氰胺和滅蠅胺,效果良好。

罌粟中含有嗎啡、可待因、罌粟堿等多種生物堿,可使人體產(chǎn)生依賴(lài)性,長(zhǎng)期食用含有罌粟生物堿的食物,易危害人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)。祝偉霞等[41]針對(duì)不法商販在食品中違禁添加罌粟生物堿的情況,采用LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù),建立了火鍋底料、食品調(diào)味料、烤肉、涼皮等食品中罌粟殼主要特征成分嗎啡、可待因、蒂巴因、罌粟堿、那可丁等5種生物堿的定向篩查確證方法。試樣經(jīng)稀鹽酸溶液超聲提取,三氯甲烷除脂,陽(yáng)離子離子交換SPE柱凈化,LC-Orbitrap-MS正離子模式全掃描檢測(cè),二級(jí)質(zhì)譜定性確證,同位素內(nèi)標(biāo)法定量。結(jié)果表明:嗎啡的LOQ為2.0 μg/kg,可待因?yàn)?.2 μg/kg,罌粟堿、蒂巴因和那可丁為0.1 μg/kg。方法回收率范圍為63.4%～112.8%, RSD范圍為5.5%～13.6%。該方法應(yīng)用于多種實(shí)際樣品分析,檢出3個(gè)陽(yáng)性樣品。

為改善食品的色澤和外觀,不法商販常不惜危害消費(fèi)者權(quán)益向其中添加低價(jià)的工業(yè)染料。針對(duì)這一食品欺詐現(xiàn)象,王建鳳等[42]建立了玉米粉、小米、火腿腸和豬頭肉等糧食及肉制品中蘇丹紅、孔雀石綠、羅丹明B等28種工業(yè)染料的LC-Q-TOF-MS快速定向篩查方法。根據(jù)目標(biāo)分析物性質(zhì)的不同,試樣經(jīng)有機(jī)溶劑提取后,分別用陰離子SPE柱凈化水/醇溶性染料,中性氧化鋁SPE柱凈化脂溶性染料。通過(guò)精確質(zhì)量數(shù)及保留時(shí)間與譜庫(kù)匹配進(jìn)行鑒定,各分析物的LOQ范圍為0.001～0.040 mg/kg,回收率范圍為70%～112%。該方法應(yīng)用于篩查糧食及肉制品中的工業(yè)染料,均未檢出。針對(duì)豆腐中非法添加二乙基黃(溶劑黃56)染料的“毒豆腐”事件,Fang等[43]建立了相應(yīng)的LC-HRMS非定向篩查檢測(cè)方法。分析結(jié)果表明,二乙基黃可能來(lái)自豆腐產(chǎn)品的乳化劑,濃度范圍從μg/kg級(jí)到mg/kg級(jí)不等。

為了突顯保健食品的功能性,不法商販常向其中違規(guī)添加藥物,當(dāng)前該類(lèi)食品欺詐現(xiàn)象在我國(guó)比較突出。杜彥山等[44]基于LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)建立了保健品中那格列奈、鹽酸吡格列酮、格列喹酮等11種非法添加化學(xué)降糖藥的快速篩查和定量分析方法。試樣經(jīng)甲醇提取,C18色譜柱分離,HRMS正離子模式掃描。結(jié)果表明:各分析物L(fēng)OD范圍為2.7～5.1 μg/kg,回收率范圍為87.3%～98.3%, RSD范圍為2.18%～5.21%。胡婷婷等[45]采用類(lèi)似的樣品處理方法,借助LC-Q-TOF-MS技術(shù)對(duì)中藥保健品中紅地那非、伐地那非、那紅地那非等11種非法添加的壯陽(yáng)類(lèi)藥物進(jìn)行了快速篩查和確證檢測(cè)。結(jié)果表明:那紅地那非的LOQ為25.0 ng/mL,其他藥物的LOQ均為5.0 ng/mL,回收率范圍為82.0%～105.9%, RSD范圍為4.7%～16.5%。王美玲等[46]采用LC-TOF-MS技術(shù)對(duì)保健食品中雌激素、雄激素、糖皮質(zhì)激素等21種激素成分進(jìn)行了快速篩查、定性識(shí)別和準(zhǔn)確定量。試樣經(jīng)改進(jìn)的QuEChERS法提取,C18色譜柱分離,HRMS正、負(fù)離子模式同時(shí)掃描。結(jié)果表明:膠囊和口服液樣品中各化合物的LOQ范圍分別為2.0～5.0 μg/kg和1.0～2.5 μg/L,回收率范圍為60.2%～116.0%, RSD范圍為7.0%～18.3%。

3.2食品摻假鑒別

食品摻假事件種類(lèi)多樣,主要特征就是向高價(jià)食品中摻入低價(jià)食品以獲取非法利潤(rùn)。這類(lèi)食品欺詐事件涉及較多的食物主要有食用油、蜂蜜、肉、奶、果汁、葡萄酒等品種。

3.2.1食用油

食用油是大眾日常飲食中的必需品,近年來(lái)相關(guān)的摻雜摻假、以次充好等食品安全事件時(shí)有發(fā)生。該類(lèi)事件的惡劣性不僅在于為了經(jīng)濟(jì)利益的食品欺詐,對(duì)于兒童還可能存在嚴(yán)重的食物過(guò)敏問(wèn)題。食用油品種繁多,特征成分不統(tǒng)一,對(duì)其進(jìn)行摻假鑒別具有一定的挑戰(zhàn)性。天然油脂主要由甘油和3種脂肪酸衍生而成的酯類(lèi)——甘油三酯(triacylglycerol, TAG)組成。甘油三酯類(lèi)化合物(TAGs)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,一般動(dòng)植物油脂都含有5～10種主要脂肪酸,其如果在甘油的3個(gè)羥基位置以隨機(jī)法則排布,則一般油脂中可能存在高達(dá)125～1 000種TAGs;而且一般天然油脂中的TAGs在理化性質(zhì)上非常接近(脂肪酸之間碳鏈長(zhǎng)度相差2～6個(gè),雙鍵僅差1～3個(gè))。由于油脂中可能存在多種TAGs,其分布特征可用于評(píng)估油脂產(chǎn)品的質(zhì)量和真?zhèn)?。吳澤明等[47]以6種不同種類(lèi)的常見(jiàn)食用植物油為研究對(duì)象,利用LC-HRMS技術(shù)開(kāi)展了基于脂質(zhì)輪廓譜的食用植物油分類(lèi)研究。試樣經(jīng)乙腈-異丙醇混合溶液稀釋并混勻離心后,取上清液上機(jī)分析。分析物經(jīng)反相LC分離,HRMS在m/z400～1 200范圍內(nèi)正離子模式下全掃描檢測(cè)。所得質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)主成分分析與聚類(lèi)分析進(jìn)行深度的多元統(tǒng)計(jì)分析,同時(shí)借助相關(guān)組學(xué)信息處理軟件,通過(guò)實(shí)測(cè)譜圖與理論預(yù)測(cè)譜圖匹配,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的脂質(zhì)分子結(jié)構(gòu)解析。試驗(yàn)結(jié)果表明,由主成分得分圖可以看出6種樣品按照各自的植物來(lái)源分類(lèi)明確,大致聚集為4組,其中花生油和菜籽油組與芝麻油組之間的脂質(zhì)成分具有更高的類(lèi)似性,其與豆油和葵花籽油組、亞麻籽油組的組間差異顯著。由載荷圖可以找出典型差異脂質(zhì)分子在各種植物油間的表達(dá)情況:富含亞油酸的TAGs在豆油與葵花籽油中高表達(dá);富含油酸的TAGs在菜籽油與花生油中高表達(dá);富含高不飽和亞麻酸的TAGs在亞麻籽油中高表達(dá);而芝麻油中含有油酸和亞油酸的TAGs含量比例則相對(duì)較為均衡。這些典型差異TAGs經(jīng)分析能夠推定其唯一元素組成及分子結(jié)構(gòu),可以作為區(qū)分不同植物油類(lèi)別的標(biāo)識(shí)物。該方法樣品處理簡(jiǎn)單、分析高效快速,為名貴食用植物油摻雜摻假等研究提供了新的思路。Di Girolamo等[48]利用MALDI-TOF-MS技術(shù)鑒定分析了特級(jí)初榨橄欖油中摻雜玉米油的情況。測(cè)定結(jié)果通過(guò)主成分分析和聚類(lèi)分析,可以識(shí)別玉米油摻入量?jī)H為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的橄欖油。

3.2.2蜂蜜

蜂蜜摻假是世界范圍內(nèi)的食品安全問(wèn)題。常見(jiàn)的蜂蜜摻假方式主要是向其中摻入蔗糖、葡萄糖、果葡糖漿、人工轉(zhuǎn)化糖等物質(zhì),該類(lèi)摻假可通過(guò)穩(wěn)定性碳同位素比值、近紅外光譜、色譜等技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)鑒別[49]。針對(duì)向蜂蜜中摻入糖漿的摻假欺詐現(xiàn)象,Du等[50]以多糖、二果糖酐、2-乙酰呋喃-3-葡萄糖苷為標(biāo)志物,通過(guò)自建的小型數(shù)據(jù)庫(kù),利用LC-Q-TOF-MS技術(shù)建立了摻假蜂蜜中玉米糖漿、高果糖玉米糖漿、反向糖漿和大米糖漿的快速定向篩查檢測(cè)方法。該方法簡(jiǎn)便快速,30 min內(nèi)即可檢出蜂蜜中含量低于10%的各種摻假糖漿。對(duì)于不同種類(lèi)蜂蜜混配的摻假問(wèn)題,Jandric等[51]利用LC-Q-TOF-MS和穩(wěn)定同位素分析、光譜(近紅外光譜、傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜)指紋識(shí)別技術(shù)對(duì)不同花源(瑞她花、卡瑪花、三葉草和麥盧卡花)的4種蜂蜜進(jìn)行了識(shí)別鑒定。試樣經(jīng)含有1%(v/v)甲酸的50%(v/v)甲醇溶液稀釋,超聲提取,高速離心后進(jìn)行分析,試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)多元統(tǒng)計(jì)分析給出。結(jié)果表明,所得數(shù)據(jù)通過(guò)主成分得分圖可以判別分析物的基本類(lèi)型,借助載荷圖通過(guò)精確質(zhì)量保留時(shí)間(exact mass retention time, EMRT)數(shù)據(jù)對(duì)可以找到能夠分辨不同蜂蜜的標(biāo)志化合物。通過(guò)正交偏最小二乘法判別分析,以上各種識(shí)別鑒定方法中LC-Q-TOF-MS在蜂蜜類(lèi)別和特征預(yù)測(cè)方面的貢獻(xiàn)最高,說(shuō)明該技術(shù)可以有效鑒別來(lái)自不同花源的蜂蜜。

羥甲基糠醛(hydroxymethyl furfural, HMF)是判定蜂蜜品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,其含量越少,表明蜂蜜越新鮮。世界各國(guó)對(duì)蜂蜜中的HMF作了限量規(guī)定,一般HMF含量≤40 mg/kg的蜂蜜為合格品,≤20 mg/kg的為優(yōu)等品。蜂蜜貯存和加工過(guò)程中溫度越高,時(shí)間越長(zhǎng),產(chǎn)生的HMF就越多,標(biāo)志蜂蜜貯存環(huán)境或加工工藝不合理,或者蜂蜜中有摻假。有報(bào)道顯示,蜂蜜中只要摻入2%人造糖漿,就會(huì)使HMF含量超過(guò)100 mg/kg。Rajchl等[52]建立了5-HMF的DART-TOF-MS快速檢測(cè)方法。試驗(yàn)借助同位素標(biāo)記的HMF定量分析了蜂蜜、甜煉乳等實(shí)際樣品,以及經(jīng)加熱處理的蜂蜜模擬樣品中的5-HMF,所得測(cè)定結(jié)果與HPLC的測(cè)定結(jié)果相當(dāng),說(shuō)明了DART-TOF-MS定向篩查技術(shù)的有效性。此外,作為抗氧化食品,蜂蜜中的多酚類(lèi)物質(zhì)(polyphenols, PPs)也可以作為其品質(zhì)鑒別的參考依據(jù)。Campone等[53]利用LC-UV-HRMS技術(shù)快速分析了蜂蜜中5種酚酸和10種類(lèi)黃酮。試樣經(jīng)分散液液微萃取法(dispersive liquid-liquid microextraction, DLLME)提取,回收率>70%, LOD低于μg/kg水平。

3.2.3肉

2013年歐洲“馬肉風(fēng)波”以來(lái),肉及肉制品摻假已成為世界各國(guó)共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)于肉類(lèi)摻假鑒別,與傳統(tǒng)的基于PCR和酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)的檢測(cè)方法相比,質(zhì)譜技術(shù)具有大致相當(dāng)?shù)撵`敏度,但其不受食品加工過(guò)程的影響,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)定性與定量,避免假陰性與假陽(yáng)性結(jié)果的能力更強(qiáng),而且能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種摻假。李瑩瑩等[54]開(kāi)展了摻假肉的種類(lèi)快速篩查和摻假比例定量等方面的研究。試樣經(jīng)蛋白質(zhì)提取、酶解、除鹽等步驟處理后,借助LC-Q-Orbitrap-MS技術(shù)篩選出不同肉類(lèi)種屬特征性多肽,其中羊肉和鴨肉的物種專(zhuān)屬性多肽數(shù)分別為125條和152條。然后選取8條羊肉多肽和10條鴨肉多肽作為定性離子,再選取其中各5條作為定量離子,最后借助LC-MS/MS技術(shù)對(duì)羊肉和鴨肉肽段提取液以不同比例混合制得的模擬摻假樣品進(jìn)行定量鑒別。結(jié)果表明,該方法可以檢測(cè)出羊肉中摻入比例為0.5%的鴨肉成分,具有快速、靈敏、準(zhǔn)確的特點(diǎn),且便于批量操作,具有廣闊的應(yīng)用前景。Sarah等[55]采用類(lèi)似的蛋白質(zhì)提取后酶解、LC-HRMS篩查特征多肽和LC-MS/MS定量確證的方式進(jìn)行了豬肉候選特征標(biāo)志物的篩查研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,初篩所得的7條特征多肽,經(jīng)LC-MS/MS分析,有4條為豬肉中一直存在的熱穩(wěn)定性好的多肽,可以用于肉類(lèi)產(chǎn)品中豬肉成分的鑒別。此外,HRMS技術(shù)還可以有效評(píng)估肉的新鮮度,為保障肉品質(zhì)量提供了充分的技術(shù)支持。Skorpilová等[56]以整塊牛排分成的50 g小肉塊作為試樣,放置不同的天數(shù)后對(duì)其進(jìn)行分別測(cè)定并比較分析。試樣經(jīng)甲醇和甲苯等不同提取劑在60 ℃下萃取,高速均質(zhì)并離心后,取上清液進(jìn)行DART-TOF-MS檢測(cè)。所得數(shù)據(jù)經(jīng)主成分多元分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng),試樣的質(zhì)譜豐度發(fā)生了變化,最重要的改變是肉腐壞時(shí)TAGs(m/z1 013.00)發(fā)生了分解,由此提示該TAGs可以作為肉新鮮度評(píng)價(jià)的一個(gè)指示性指標(biāo)。

3.2.4奶

作為動(dòng)物源產(chǎn)品的奶及奶制品,HRMS技術(shù)在其真?zhèn)巫R(shí)別分析中也有較好的應(yīng)用。Hrbek等[57]利用DART-HRMS技術(shù)進(jìn)行了不同動(dòng)物奶及軟質(zhì)奶酪的摻假識(shí)別分析。前者用甲醇稀釋,后者用甲苯提取后進(jìn)行檢測(cè)。所得質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)主成分分析和線(xiàn)性判別分析,結(jié)果表明,該方法可以判別摻假水平為50%(v/v)的牛奶和山羊/綿羊奶混合物;通過(guò)m/z840～910范圍內(nèi)植物源TAGs加合離子相對(duì)強(qiáng)度的估算,可識(shí)別軟質(zhì)奶酪中摻入量達(dá)1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的菜籽油、葵花油和豆油等植物油。Calvano等[58]則采用胰蛋白酶消化后,直接利用MALDI-TOF-MS分析所得肽段類(lèi)型的方式進(jìn)行了摻假奶的鑒別研究。由于采用了新的MALDI基質(zhì)4-氯-α-氰基肉桂酸,通過(guò)多肽標(biāo)志物的檢測(cè),該方法可以識(shí)別摻假水平為5%(v/v)的牛奶和羊奶。Sargaeva等[59]利用LC-TOF-MS技術(shù)開(kāi)展了野牛、山羊、駱駝、綿羊等不同種屬動(dòng)物奶中摻入牛奶的檢測(cè)鑒別研究。添加多個(gè)濃度水平牛奶的不同動(dòng)物奶均質(zhì)后,與二氯甲烷和5%乙酸溶液以體積比7∶2∶1混合進(jìn)行脫脂處理。所得水層中的乳清蛋白經(jīng)HPLC分離,TOF-MS在m/z1 000～2 000范圍內(nèi)以正離子掃描模式進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),β-乳球蛋白A是牛奶的特有成分,可以作為區(qū)分以上各種動(dòng)物奶的蛋白質(zhì)標(biāo)志物。該方法可以識(shí)別摻入量低于5%(v/v)的牛奶。此外,HRMS技術(shù)還可用于有機(jī)奶的真?zhèn)舞b別[60]。以市售普通奶和有機(jī)奶為試樣,試樣、乙腈和甲醇以體積比1∶2∶1混合沉淀蛋白質(zhì)后,稀釋的上清液無(wú)需色譜分離,即可利用直接進(jìn)樣(direct sample analysis, DSA)技術(shù)進(jìn)行TOF-MS快速分析。結(jié)果表明,有機(jī)奶中馬尿酸的含量為普通奶的1.75倍,提示馬尿酸可作為有機(jī)奶真?zhèn)舞b別的一個(gè)候選標(biāo)志物。

3.2.5果汁

向高價(jià)果汁中摻入低價(jià)果汁是果汁摻假的一種常見(jiàn)方式。Twohig等[61]利用LC-UV-Q-TOF-MS技術(shù)對(duì)摻假石榴果汁進(jìn)行了篩查。試驗(yàn)以摻假果汁、保真果汁、混合果汁和石榴原果等為試樣,經(jīng)簡(jiǎn)單的離心、過(guò)濾和稀釋處理后進(jìn)行分析。UV采用全波長(zhǎng)(210～500 nm)掃描,TOF-MS則以負(fù)離子模式下低碰撞能和高碰撞能循環(huán)掃描的方式采集數(shù)據(jù)。所得數(shù)據(jù)通過(guò)主成分分析以可視化方式進(jìn)行試樣間相關(guān)性比較,再通過(guò)載荷圖和可變趨勢(shì)圖來(lái)尋找特征EMRT數(shù)據(jù)對(duì),最后借助在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)ChemSpider進(jìn)行譜庫(kù)檢索以識(shí)別未知特征組分。結(jié)果發(fā)現(xiàn),石榴原果及原汁中未發(fā)現(xiàn)綠原酸的存在,而在摻假石榴果汁中發(fā)現(xiàn)了綠原酸及其兩個(gè)可能的同分異構(gòu)體,提示綠原酸是檢測(cè)石榴果汁是否摻偽的一個(gè)可能標(biāo)志物。與此相反,Kraujalyte等[62]利用LC-Q-TOF-MS技術(shù)檢測(cè)藍(lán)莓中的有機(jī)酸,綠原酸作為藍(lán)莓中的主要酚酸物質(zhì),其濃度高達(dá)210～850 μg/mL,提示其可用于藍(lán)莓果汁的真實(shí)性檢測(cè)。此外,Twohig等[63]還利用LC-UV-Q-TOF-MS技術(shù)對(duì)摻假菠蘿果汁進(jìn)行了鑒別。結(jié)果表明,試樣中含有一種在純正菠蘿果汁中不存在的橘皮苷,后者多為葡萄柚、檸檬、酸橙、橙、橘子等柑橘類(lèi)水果中的組分,提示該物質(zhì)可以用于菠蘿果汁真?zhèn)舞b別。以上提及的綠原酸和橘皮苷均屬于多酚類(lèi)化合物(PPs)。PPs是植物組織中水溶性色素的主要成分,廣泛存在于植物的皮、根、葉、果中。在品質(zhì)鑒別上,PPs對(duì)果汁的色澤和口感起重要作用,這也為果汁摻假鑒別提供了依據(jù)和線(xiàn)索。

3.2.6葡萄酒

葡萄酒中含有許多有益健康的非酒精成分,比如白藜蘆醇和多種黃酮等PPs。PPs與水果的品種、氣候、地理因素、栽培模式及釀造工藝息息相關(guān),是葡萄酒存在差異性的主要原因之一。Rubert等[64]以PPs為篩查對(duì)象,對(duì)343個(gè)紅葡萄酒和白葡萄酒樣品的代謝物指紋進(jìn)行了分析研究。試樣與酸化水(pH 2)和乙酸乙酯等體積混合,渦旋離心后,乙酸乙酯層直接用DART-HRMS分析,或經(jīng)氮?dú)獯蹈?50%(v/v)甲醇水溶液復(fù)溶后,用LC-HRMS檢測(cè)。所得質(zhì)譜數(shù)據(jù)結(jié)合多元數(shù)據(jù)分析、主成分分析以及正交偏最小二乘法判別分析,找出兒茶酚和沒(méi)食子酸為葡萄酒的鑒定標(biāo)志物。張協(xié)光等[65]建立了葡萄酒中38種PPs的檢測(cè)方法。試樣過(guò)濾膜后,經(jīng)C18色譜柱分離,Orbitrap-MS在m/z50～1 000范圍內(nèi)進(jìn)行一級(jí)質(zhì)譜全掃描。結(jié)果表明:方法LOD范圍為0.002～0.50 mg/kg,回收率范圍為90%～102%, RSD范圍為0.51%～2.56%。所建方法對(duì)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)的28個(gè)葡萄酒樣品進(jìn)行了分析測(cè)定,大部分葡萄酒含有沒(méi)食子酸、原兒茶酸、原花青素B1、綠原酸等17種PPs,另外21種PPs未檢出。對(duì)于兩個(gè)未含任何PPs的葡萄酒樣品,經(jīng)檢查含有非法色素,確認(rèn)為假冒產(chǎn)品。Barnabaa等[66]建立了葡萄酒、烈酒、普通醋、香醋中56種PPs的在線(xiàn)SPE凈化,UPLC-Q-Orbitrap-MS快速定量檢測(cè)方法。方法LOQ范圍為0.000 1～0.001 μg/mL,多數(shù)樣品回收率達(dá)到80%～120%。檢測(cè)結(jié)果表明,紅葡萄酒中含有46種PPs,白葡萄酒和烈酒中含有41種PPs,普通醋中含有42種PPs,香醋中含有44種PPs。

4展望

食品欺詐現(xiàn)象復(fù)雜多樣,且具有規(guī)避性,嚴(yán)重地影響和破壞了食品安全秩序,是我國(guó)當(dāng)前重要的食品安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。LC-HRMS技術(shù)強(qiáng)大的篩查鑒別功能對(duì)相關(guān)不法分子具有極大的震懾作用,為快速處理食品安全突發(fā)事件和維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益提供了充分的技術(shù)保障。LC-HRMS技術(shù)在食品欺詐檢測(cè)中的應(yīng)用是食品組學(xué)技術(shù)解決食品安全問(wèn)題的成功范例,可以有效解決食品潛在不安全措施落后于新物質(zhì)出現(xiàn)和應(yīng)用的現(xiàn)狀,為我國(guó)在更高水平上開(kāi)展食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估提供了新的思路和方法。

近年來(lái),出現(xiàn)了在線(xiàn)SPE、渦流色譜等在線(xiàn)凈化技術(shù),以DART為代表的常溫常壓下表面采樣離子化技術(shù),以及依據(jù)遷移率將離子在空間或者時(shí)間上分開(kāi)的遷移譜技術(shù)等多種新型分析手段,這些技術(shù)與LC-HRMS的結(jié)合大大地增加了檢測(cè)分析的效率,為高性能食品安全檢測(cè)方法的建立開(kāi)啟了新的窗口。另外,作為質(zhì)譜領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向,質(zhì)譜儀小型化在質(zhì)譜技術(shù)推廣普及、便于攜帶和進(jìn)行原位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等方面具有重要意義。目前,市場(chǎng)上已有小型化TOF-MS出售?？梢灶A(yù)見(jiàn),隨著LC-HRMS等分析技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,以及全球化研究與合作的日益深入和加強(qiáng),欺詐類(lèi)食品安全問(wèn)題將不再是困擾人們生活的難題。

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[66]Barnabaa C, Dellacassab E, Nicolinia G, et al. J Chromatogr A, 2015, 1423: 124

Application of liquid chromatography-high resolution mass spectrometry in the identification and detection of food fraud

SUN Xingquan, ZHAO Yu, YANG Chunguang, XU Jing, CAO Jijuan*

(Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dalian 116001, China)

Abstract:Food fraud, such as illegal use of pesticides and veterinary drugs, abuse of food additives, addition with inedible substances and food adulteration, is a prominent food safety problem in our country at present stage. The application of liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry technology in the field is summarized over the last five years. The function of target screening and non-targeted screening of high resolution mass spectrometry, including flight of time mass spectrometry and electrostatic orbitrap mass spectrometry is introduced mainly. It is hoped to provide valuable support for the solution of food fraud.

Key words:liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS); time of flight mass spectrometry (TOF-MS); orbitrap mass spectrometry (Orbitrap-MS); targeted screening; non-targeted screening; food fraud

DOI:10.3724/SP.J.1123.2016.04028

*收稿日期:2016-04-18

基金項(xiàng)目:國(guó)家科技計(jì)劃課題(2015BAD17B04-4).

Foundation item:National Science and Technology Project (No. 2015BAD17B04-4).

中圖分類(lèi)號(hào):O658

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1000-8713(2016)07-0647-10

出入境檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)專(zhuān)欄(2016)·專(zhuān)論與綜述

*通訊聯(lián)系人.Tel:(0411)82583647,E-mail:cjj0909@163.com.