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浅谈质谱在食品安全检测中的应用
摘要：随着人们生活水平的提高和食品行业的繁荣发展，食品营养和食品安全越来越受到人们的关注。在线分析仪器能够及时、准确地分析食品成分，因此得到越来越多的应用。其中，质谱技术以其高灵敏度、高精度和准确度以及高通量越来越成为食品安全检测中不可或缺的分析手段。
关键词：质谱；食品；分析检测；应用
前言
食品安全问题已经是一个全球话题，近年来，国际上食品安全恶性事件不断发生，造成了巨大的经济损失。目前，食品安全问题主要包括以下几个方面：化学性危害、生物毒素、微生物性危害、食品掺假和基因工程食品的安全性问题。根据世界卫生组织和疾病控制中心的报告[1]，欧洲的食品污染事件40%发生在个体家庭里。而仅仅美国，每年就有7600万人发生食源性疾病和5000人死亡。在我国，微生物污染、农药残留江河湖泊和近海等水源的污染以及非法添加激素和药物等是食品不安全的重要因素。“菜篮子”的化学安全性问题以农药和兽药残留、环境污染物和真菌毒素等污染较为突出，蔬菜水果农药(如氯氰菊酯)残留超标、非法使用兽药(如瘦肉精)引起的急性中毒等事件严重影响了我国食品业的发展[2]。
随着人们生活水平的提高和食品行业的繁荣发展，食品营养和食品安全越来越受到人们的关注。在线分析仪器能够及时、准确地分析食品成分，因此得到越来越多的应用。其中，质谱仪由于测量范围广、分析速度快、自动化程度高、仪器稳定性和可靠性好等特点，已成为食品行业中相当重要的仪器。
质谱仪又称质谱计(massspectrometer，MS)，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器，其最重要的应用是分离同位素并测定其原子及相对丰度。它可以用来检测小分子化合物、生物大分子以及元素组成等。质谱技术不仅可以得到相对分子质量信息，还可以通过碎片分析得到被分析物质的结构信息，因此可以应用于定性和定量分析[3]。
质谱仪主要部件及结构图如下：

1食物营养素的质谱分析
1.1蛋白质、多肽和氨基酸
从营养和功能的观点看，蛋白质是最必需的食物成分。随着高灵敏度和高分辨率商用质谱仪的发展以及数据库的产生，蛋白质分析概念也得到扩展，形成了蛋白质组学。目前蛋白质组学研究包括分析蛋白质的结构、定位、修饰、相互作用和功能。虽然建立在质谱基础上的蛋白质组学已经成为医学和生物学研究的基本工具，但是其在食品分析方面强有力的作用才刚刚开始显现。质谱方法能够在不同的食品样本中鉴定过敏原蛋白，而酶联免疫吸附剂测定法在复杂的食品基质中常常不奏效，因此质谱分析可作为常规使用的免疫测定的互补手段来确证复杂基质中隐藏过敏原的存在[4]。近年来蛋白质组学研究的一个新领域是营养相关的食物蛋白质组之间的分子相互作用和区别，以及蛋白质和食物其他成分之间的相互作用。另外，蛋白质组学还能检测生物活性化合物(功能食物的成分)的存在和相对比例。近年来，利用LC-MS代谢组学手段对特定生物体系进行氨基酸轮廓分析(profiling)已经十分普及。比如对日本发酵食物味精在不同成熟阶段的代谢产物进行组学分析，发现是氨基酸、柠檬酸和糖胺化合物带来了不同成熟阶段的特征性风味。瘦肉成分是决定肉品质好坏的一个重要指标。3-甲基组氨酸(3-MeHis)是一个典型的肉蛋白成分，不同肉类中蛋白质结合的3-MeHis含量几乎是恒定的，而非肉类来源的富含蛋白质产品，如牛奶、鸡蛋和豆制品则不含3-MeHis。因此，3-MeHis可以用来作为检测肉产品中真正瘦肉含量的标记物[29]。另外，测定氨基酸对映体也是食品分析的一项重要内容，因为D异构体的存在表明可能存在掺假，微生物的污染或者发酵过程未在安全控制范围内。因此，D和L异构体是食品质控、污染检测和食品加工监测等有用的分子标记物[5]。
1.2维生素
维生素是人体生长、发育、生殖及维持正常生理机能所必需的营养素。根据其化学结构和水溶性的不同，维生素被分为水溶性维生素和脂溶性维生素两大类。水溶性维生素主要包括B族维生素和维生素C，其中B族维生素包括8种，分别为维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、泛酸、叶酸和生物素。脂溶性维生素主要包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K等。这些维生素属于非挥发性的小分子有机化合物，其传统的测定方法主要是高效液相色谱法，但灵敏度、选择性和分析通量都有所欠缺。通常情况下维生素体内代谢活性难以检测，因为体液中这些化合物的浓度通常都极低。另外，在稳定同位素技术出现前，鉴别维生素来源是体外新的吸收还是内源性的是不可能实现的。而目前质谱和稳定同位素技术的结合日益成为维生素检测中一种颇具吸引力的分析手段[6]。
还可用于微量元素、糖、脂类等的分析。
2在食品分析中的应用
主要是和色谱联用(即GC-MS与HPLC-MS)来进行分析检测的