气相色谱-质谱联用技术在乳制品检测中的应用

陈增鑫，潘芸芸，闫泽文，王 恒

烟台大学生命科学学院，山东烟台 264005

0 引言

气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是一种高效准确的分析检测技术，它将气相色谱（GC）与质谱检测器（MS）相连接，结合了GC技术高效的分离能力和M S鉴定未知化合物的能力，可以更好地完成对复杂化合物的分离、鉴定和分析等操作。在GC-MS系统中，M S技术主要充当检测器，可检测出化合物的分子量、分子式等，具有识别结构的功能，具有很高的辨识度和灵敏度；而G C主要充当预处理器的作用。两者结合可以解决GC定性、定量能力差的问题，也弥补了MS对待测组分要求纯度高、组分单一的缺点，相互补充为分析检测复杂化合物问题的有力方法[1]。近年来，我国乳品行业正处于高速发展期，人们日常饮食已渐渐离不开乳制品。然而，乳制品的质量安全问题仍然存在，阻碍着我国乳制品向更高质量水平迈进，也影响着我国乳品行业未来的发展。利用气相色谱-质谱联用技术检测乳制品质量的方法既快捷又准确，对未来乳品行业的发展和进步有着深刻意义。

1 在乳制品农药残留方面的检测应用

化学农药指的是农业上用于防治病虫害、调节植物生长的化学药剂，主要有氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氯、有机磷、有机氮、有机硫、有机金属化合物类、酰胺类化合物、脲类化合物、醚类化合物、酚类化合物、苯氧羧酸类、脒类、三唑类、杂环类、苯甲酸类等类型。食物中的农药残留通常有3 个来源：首先是农作物上直接喷洒农药；其次是农作物从环境中吸收的农药；最后是通过食物链传递和富集效应，如牛奶中的农药残留与奶牛饲料的农药喷洒状况有关。据国家统计局统计数据，2020年我国乳制品消费需求增长迅速，总需求达到5 431万吨[2]，农药残留对乳制品的安全和品质存在着消极的影响，因此，加强乳制品中农药残留的检测和研究对改善乳制品的品质、提高乳制品的安全性尤为重要。

气相色谱串联质谱检测方法灵敏度高、分离速度快、检测效率高，且能够针对不同类型的农药采用不同的检测方法。例如，赵桂华等[3]使用气相色谱-质谱联用法一次性检测了乳与乳制品中29 种农药残留，该方法能够准确地进行定性、定量，检出限较低，重复性较好，能快速地完成乳制品中农药残留的检测。徐潇颖等[4]建立了一种利用气质联用仪对含乳饮料中多种农药残留进行检测的方法，具有分析速度快、溶剂用量少、操作简单、稳定可靠、灵敏度高等优势。

2 在乳制品食品添加剂方面的检测应用

食品添加剂是可以改善食品质量、色泽、风味、外观和营养价值，方便加工和储存的化学合成的或者天然物质，例如防腐剂、乳化剂、甜味剂等。食品添加剂一定程度上会影响人体健康，因此，要按照国家标准的相关规定严格控制食品添加剂用量。GC-MS检测技术检测乳制品添加剂，可以有效检测出添加剂成分和含量，明确食品添加剂的合理使用。廖惠云等[5]建立了利用旋涡混合辅助超声提取的方法对样品进行处理，再采用G C-M S内标法检测咪唑食品添加剂的方法。李燕等[6]建立了利用气相色谱-串联质谱法测定牛奶、饮料等6 种产品中的糠醛类物质和防腐剂的方法，该法简便快速、溶剂用量少，可消除牛奶等6 种产品中其他复杂基质对检测结果的干扰，结果准确可靠、灵敏度高，适用于牛奶等食品中的糠醛类物质和防腐剂的同时检测。王李平等[7]利用响应面优化-气相色谱质谱联用法对食品中山梨酸、苯甲酸和肉桂酸等防腐剂进行了分析检测，探究了各种预处理条件对食品中防腐剂的影响。邻苯二甲酸酯类常被用作塑料制品中的增塑剂，乳及其制品常用塑料瓶包装，易受到污染。高晓明等[8]建立了固相萃取-气相色谱-质谱法同时测定16 种邻苯二甲酸酯类化合物的分析方法，具有快速准确、灵敏度高、重现性及稳定性好等优点，可用于乳及乳制品邻苯二甲酸酯类化合物的检测。香兰素具有浓郁的奶香味，常用作乳制品增香剂，郑璇等[9]利用自动顶空固相微萃取-气相色谱-质谱的方法检测奶粉中的香兰素和乙基香兰素，该方法可消除其他复杂基质的干扰、样品预处理简便快捷，且灵敏度高、结果准确可靠。

3 在乳制品物质成分方面的检验应用

GC-MS检验技术可以准确检验食品的物质成分，如对奶粉中三聚氰胺进行检测[10]。氯丙醇酯是一种常见于各类含油脂食品中新型食品污染物，富含脂肪的奶粉也存在氯丙醇酯污染风险，覃玲等[11]建立了利用气相色谱-质谱联用方法检测奶粉中3-氯-丙二醇脂肪酸酯和2-氯-丙二醇脂肪酸酯的方法。奶粉在加工、运输和储藏过程中易受到光照、高温等影响，其中大量的脂肪成分会产生挥发性的醛类物质，醛类物质的含量与产品的过氧化值、酸价有关，是奶粉氧化和腐败程度的重要指标。王震等[12]利用固相微萃取-全二维气相色谱串联飞行时间质谱的方式对奶粉进行了检测，该方法能有效检测奶粉中醛类物质，用于评价奶粉的氧化程度。侯冬岩等[13]利用气相色谱-质谱联用法对奶粉脂肪酸进行检测，分析奶粉脱脂前后的脂肪酸组成和相对含量。李安等[14]运用气相色谱串联质谱的方法，对乳制品中的挥发性风味物质进行了分离鉴定，为乳制品中的挥发性风味物质的研究提供了参考。李延华等[15]建立了利用固相微萃取-气相色谱串联质谱的方法检测乳制品中2-甲基-2-丙烯酸甲酯（MMA）。赵艳菊等[16]建立了一种适用于发酵乳制品中氨基甲酸乙酯检测方法——气相色谱质谱内标法，该方法简单、快捷准确。王军平等[17]利用气相色谱质谱联用仪提取和检测乳制品中的脂肪酸，得出的结论是大部分乳制品中都含有反式脂肪酸。Sanchez等[18]利用气相色谱-质谱指纹图谱检测出山羊奶粉中的50 种挥发物，包括烷烃、芳烃、烯烃、酯、醇、酮、醛、酸化合物等。

4 在乳制品包装方面的检测应用

食品包装的安全性是国际上普遍关注的问题，我国已将食品包装纳入生产许可证管理之中，杜绝包装中添加剂的非法添加和过量使用，杜绝回收包装的使用是今后监管的重点。食品包装中添加过量抗氧化剂会对人体健康造成损害，建立一种食品包装中抗氧化剂的快速准确检测方法十分重要，乳制品包装也不例外。张智力等[19]建立了一种利用气相色谱-质谱联用法检测食品用塑料袋中抗氧化剂的方法，该方法操作便捷，效率高，灵敏性好，结果准确，适用于食品包装中抗氧化剂含量的快速检测。易守福等[20]建立QuEChERS（快速，简便，便宜，有效，耐用，安全）技术结合气相色谱-质谱法同时检测食品包装材料中20 种光引发剂含量的分析方法。刘敏芳等[21]建立了利用气相色谱-质谱法来食品接触材料及包装制品中的2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇迁移量的分析检测方法。张霞等[22]利用气质联用仪测定食品包装纸中有害物质，同时测定邻苯二甲酸酯（PAEs）和多氯联苯（PCBs），该方法简便快捷，结果准确性好，适用于食品包装中有害物质的检测。