李曉芹，禹超，王偉，方志娟

1.蘇州市食品檢驗檢測中心（蘇州 215104）；2.杭州羽嬉貿(mào)易有限公司（杭州 310000）

隨著食品加工工藝日益復(fù)雜化，食品質(zhì)量等級難以通過感官直觀辨別。為獲取更多經(jīng)濟利益，食品摻假愈發(fā)多樣和隱蔽，如以次充好[1]、虛假標簽、產(chǎn)地造假等。食用油脂、乳制品、肉制品、酒類、調(diào)味品、飲料和蜂產(chǎn)品等7類產(chǎn)品占所有摻假食品類別的90%以上，牛奶、橄欖油和蜂蜜高居摻假食品產(chǎn)品前三[2]，困擾消費者和相關(guān)監(jiān)管部門。

常規(guī)的定向檢測手段針對食品添加劑、違法添加物、農(nóng)獸藥等已知成分，難以應(yīng)對復(fù)雜多變的食品摻假現(xiàn)象[3]。非定向分析是近年來伴隨儀器技術(shù)進步發(fā)展起來的檢測理念，可依據(jù)不同生物體具備特征性的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核苷酸等的表達，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)進行聚類分析開展的檢測技術(shù)，具有安全風(fēng)險識別能力，是食品質(zhì)量安全領(lǐng)域的研究熱點。高分辨質(zhì)譜技術(shù)、基因檢測技術(shù)、核磁共振分析、同位素分析、基質(zhì)輔助激光解析電離-飛行時間質(zhì)譜（matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS）等新興技術(shù)在非定向食品摻假的研究中都得到一定的探索和應(yīng)用[4-5]。鑒于此，從技術(shù)原理，以及在乳制品、肉與肉制品、水產(chǎn)品、食用油、蜂蜜等摻假中的應(yīng)用等方面，闡述MALDI-TOF MS在食品摻假中的研究進展。

1 MALDI-TOF MS技術(shù)原理

MALDI-TOF MS是用激光轟擊待測物與基質(zhì)形成的共結(jié)晶薄膜，使其快速爆炸性蒸發(fā)，在這個過程中基質(zhì)離子與待測物間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，使待測物離子化。電離的生物分子在電場的作用下，通過飛行管道到達檢測器，不同質(zhì)荷比的帶電離子飛行的速度不同，根據(jù)到達檢測器的時間和帶電離子數(shù)量，獲得該待測物的圖譜[6-7]。

MALDI的電離方式為軟電離，不會導(dǎo)致生物分子發(fā)生鏈斷裂，能在離子化的過程中保持完整[8]。MALDI-TOF MS有很強的基質(zhì)依賴性，基質(zhì)的選擇對分析物的離子化起著至關(guān)重要的作用。α-氰基-4-羥基肉桂酸（CHCA）一般用于蛋白質(zhì)特性表征中，2, 5-二羥基苯甲酸（DHB）用于糖分子相關(guān)的研究[9]，2,4, 6-三羥基苯乙酮（THAP）或3-羥基吡啶甲酸（3-HPA）用于核苷酸的研究中[10]。

MALDI-TOF MS具備操作簡單、檢測范圍廣、分辨率高、檢測速度快、重現(xiàn)性好等特點[11]，不但適用于蛋白質(zhì)、糖肽等的高通量篩選，還可對脂質(zhì)、核苷酸、微生物鑒定分型等進行分析[12-13]，尤其在微生物領(lǐng)域應(yīng)用相對成熟[14]。關(guān)于MALDI技術(shù)已發(fā)布實施的食品相關(guān)檢測標準有GB/T 33682——2017《基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜鑒別微生物方法通則》[15]，SN/T 3872——2014《出口食品中四種致病菌檢測方法MALDI-TOF-MS法》[16]和SN/T 5228系列標準[17]，顯示其在細菌、酵母菌，真菌等鑒定方面的可行性[18]。在食品摻假中的應(yīng)用還處于研究階段，未形成標準方法。

2 MALDI-TOF MS在食品摻假鑒別中的應(yīng)用

2.1 乳制品

實現(xiàn)乳制品摻假鑒別，可利用MALDI技術(shù)篩選標志物，通過特征性標志峰作為考察重點進行辨別。Calvano等[19]通過分析MALDI-TOF MS磷脂指紋圖譜檢測牛奶摻假。以生鮮牛乳、市售牛奶，以及綿羊奶、山羊奶和牛奶的混合物為研究對象，對脂質(zhì)提取物進行掃描分析，篩選出質(zhì)荷比703和706的2個帶電離子為特征峰，以其豐度比作為參考進行摻假鑒別。

通過樣本采集獲得該品類的指紋圖譜，通過化學(xué)計量學(xué)建立數(shù)據(jù)模型進行鑒別[20]。卜漢萍等[8]將鮮奶樣品經(jīng)0.1%三氟乙酸水溶液稀釋，與芥子酸溶液混合點靶板，待樣品干燥后載入MALDI-TOF MS，將酪蛋白和乳清蛋白等重要分子量信息及響應(yīng)變化作為考察目標，通過主成分分析（PCA）分析不同2個產(chǎn)地和2個季節(jié)的鮮奶的圖譜數(shù)據(jù)，建立蛋白質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫。該方法能夠快速檢測含有0.3%（m/m）豬皮明膠、大豆分離蛋白或乳清蛋白的摻假鮮奶。Garcia等[21]通過簡單的正己烷提取，采用MALDI-TOF MS技術(shù)獲得脂肪指紋圖譜，結(jié)合PCA等分析技術(shù)建立數(shù)據(jù)模型，可以用于檢測奶粉中10%的植物油摻假。

MALDI在小分子化合物分析方面也有一定應(yīng)用。Su等[22]將SBA-15與CHCA和3-APTES形成的離子液體共價連接合成新型基質(zhì)，建立MALDI-TOF MS檢測牛奶樣品中三聚氰胺的高通量篩選方法，并對溶劑、基質(zhì)懸浮液濃度、基質(zhì)與樣品比例、沉積策略、干燥方法、樣品制備方法等參數(shù)的影響進行考察。該方法檢出限達0.10 mg/kg，SRSD≤14%。

2.2 肉與肉制品

肉及肉制品的摻假問題，較常見的如將價格較低的豬肉、雞肉、鴨肉等全部或部分代替價格較高的牛肉或羊肉。烹飪和冷凍儲藏對肉制品本身的改變在參加鑒別中也需要充分考慮。

施姿鶴[23]根據(jù)蛋白質(zhì)N-糖基化修飾的特異性，利用MALDI-TOF MS分析不同肉中N-鏈寡糖組的結(jié)構(gòu)差異，并依此建立了肉類真?zhèn)舞b別的UPLC方法，運用于雞、鴨、豬、牛、羊肉的二元、三元及加工肉制品摻假的鑒別，檢出限達到2.2%，烹飪后仍能鑒別10%比例的摻假肉。

蒲科源等[24]利用MALDI-TOFMS的高通量采集功能，得到牛、雞、鴨、豬4種生肉的129個離子峰和熟肉的151個離子峰，篩選11個特征蛋白質(zhì)峰，再結(jié)合PCA分析，構(gòu)建牛肉摻假鑒別模型，在25%，50%和75%質(zhì)量比條件下雞肉、鴨肉、豬肉、牛肉都可有效區(qū)分，生、熟狀態(tài)下的摻假牛肉均能得到鑒別，可在3 h內(nèi)完成對384個樣品的檢測，實現(xiàn)高通量分析。

Flaudrops等[25]提取蛋白質(zhì)后，用MALDI-TOFMS系統(tǒng)結(jié)合數(shù)據(jù)分析軟件進行聚類分析，將豬肉、牛肉、馬肉、牛肉和雞肉有效的分成不同的質(zhì)譜簇，以準確區(qū)分肉類來源。同時根據(jù)特征峰，區(qū)分豬肉明膠和牛肉明膠。

2.3 水產(chǎn)品

江浙地區(qū)大閘蟹養(yǎng)殖普遍，因產(chǎn)地不同價格差異較大，但市場上冒充較多，假冒手段層出不窮，即便通過特殊標記也難以鑒別真假。金萍等[26]采用0.1%的三氟乙酸提取大閘蟹的蟹鰲和蟹身的肌肉組織蛋白，加入芥子酸作為基質(zhì)，通過MALDI-TOF MS技術(shù)獲得特征性指紋圖譜，借助夾角余弦相似度分析給和偏最小二乘法判別分析，尋找到2種大閘蟹肌肉組織蛋白質(zhì)在質(zhì)譜圖上的差異，能夠非常直觀地將2種大閘蟹進行分類。

Salla等[27]利用MALDI-TOF MS和質(zhì)譜指紋匹配分析軟件，建立質(zhì)譜參考數(shù)據(jù)庫，對6個不同物種的蝦進行鑒別。使用來自這6個物種的74個未知蝦樣本進行測試驗證，在74個樣本中，有72個樣本得到正確鑒定，正確率97%。

Gesche等[28]使用MALDI-TOF MS評估不同儲存溫度和加工方式對高脂肪大西洋鯖魚和低脂肪虹鱒魚的光譜質(zhì)量和重現(xiàn)性的影響。結(jié)果表明，用25%甲酸和氯仿-甲醇制備樣品，能獲得新鮮和冷凍狀態(tài)下、高脂肪和低脂肪魚的可重復(fù)和高質(zhì)量的圖譜。除熏魚外，樣品在99 ℃處理5 min或者在-20 ℃下儲存14個月，MALDI-TOF MS的鑒定結(jié)果仍能保證重現(xiàn)性。

2.4 食用油

在食用植物油消費領(lǐng)域，以次充好甚至“地溝油”等欺詐消費者的情況依然存在。傳統(tǒng)的酸價、過氧化值，甚至辣椒素檢測，都存在一定缺陷[29]。

Jergovi?等[30]建立基于MALDI-TOFMS技術(shù)的快速檢測特級初榨橄欖油（EVOO）摻假的方法。研究通過MALDI-TOF MS掃描獲得EVOO中特異性三酰甘油的指紋圖譜，通過添加1%，10%和20%（w/w）葵花籽油、精煉橄欖油和初榨橄欖油模擬摻假，通過比較分析，能夠有效鑒別摻假EVOO，檢出限低至1%，并且能夠有效區(qū)分來自不同地理區(qū)域的EVOO樣品。

Ng等[31]對包括30種900余批次食用油樣品進行分析比較，獲得每種食用油的特征峰，并進行PCA分析。根據(jù)數(shù)據(jù)模型結(jié)果，將900余批次食用油分為8類。利用偏最小二乘法判別分析對435種食用油產(chǎn)品進行分類，總體正確率為97.2%，對常用食用油鑒別的正確率接近100%。

Per?uri?等[32]比較MALDI-TOF MS、GC-MS和近紅外光譜3種方法對EVOO產(chǎn)地的鑒別潛力，發(fā)現(xiàn)采用MALDI-TOF MS測定三酰甘油組成對EVOO產(chǎn)地具有最好的分類能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對橄欖油特性的完整表征。

2.5 蜂蜜

蜂蜜是一種天然的甜味劑，同時具有一定藥用價值，用廉價糖漿冒充或者以次充好等[33]蜂蜜摻假現(xiàn)象普遍。

屈亮亮[34]以DHB為基質(zhì)對蜂蜜、糖漿和10%糖漿摻假蜂蜜進行MALDI技術(shù)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)摻假蜂蜜在多糖聚合度及糖類分布趨勢上和蜂蜜樣品存在差異，建立一種無需樣品預(yù)處理的、高通量蜂蜜摻假檢測方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)蜂蜜植物源的鑒別；提出以鹽酸萘乙二胺（NEDC）為基質(zhì)，基于寡糖異構(gòu)體組成差異鑒別蜂蜜摻假。獲取洋槐蜜、荊條蜜和棗花蜜的指紋圖譜，并結(jié)合多變量分析實現(xiàn)3種蜂蜜的快速區(qū)分。

宗凱等[35]利用MALDI-TOFMS對44種不同產(chǎn)地和品種的蜂蜜中分離出44株芽孢桿菌進行鑒定分型和聚類分析。結(jié)果表明，相同品牌的蜂蜜樣品能穩(wěn)定分離到芽孢桿菌，獲得的蛋白指紋圖譜具有重復(fù)性，可作為一種新的蜂蜜產(chǎn)地和品種溯源的方法。

3 結(jié)語

MALDI-TOF MS在食品中的摻假鑒別，主要通過對特征性標志物篩選和數(shù)據(jù)模型鑒別實現(xiàn)，是非靶向篩選，具備巨大的應(yīng)用潛力，已在乳制品、肉制品、水產(chǎn)品、食用油、蜂蜜等多種食品的摻假鑒別中廣泛應(yīng)用，針對品種、產(chǎn)地、季節(jié)等均可實現(xiàn)有效區(qū)分，前處理簡單、檢測范圍廣、分辨率高、檢測速度快、重現(xiàn)性好。目前MALDI-TOF MS技術(shù)主要還是在研究階段，研究對象多為初級農(nóng)產(chǎn)品。食品種類繁多，性質(zhì)千差萬別，構(gòu)成復(fù)雜，MALDI-TOF MS技術(shù)在加工食品摻假鑒別中依然有很多的探索空間，在標志物篩選和數(shù)據(jù)模型建立還需要大量數(shù)據(jù)和驗證工作，有待進一步的研究和深入。