气质联用技术在食品中的应用张萍玲摘要：气相色谱可以分解挥发性和半挥发性的化合物，质谱可以为大多数化合物提供详 细的结构信息，进行精确地识别和量化，将这两种不同的分析技术结合起来，即气质联 用技术能够充分的发挥两种仪器的优势，取长补短，提高性能，扩大应用范围，可用于 分析复杂的有机和生化混合物气质联用技术由于分离效率高、灵敏度高、分析速度快、 应用范围广等优势被广泛应用于各个领域实现检测目的，在食品方面的应用主要在果蔬 农药残留的测定、肉制品亚硝胺的测定、乳制品三聚氰胺的测定、酒香气成分的分析、 水产品等方面，对食品的监管起到了重要的作用，本文将从气质联用技术在食品中不同 方面的应用做详细的综述关键字：气相色谱；质谱；食品；应用1 气相色谱 -质谱联用技术概述1.1 气相色谱法的概述 气相色谱是一种利用化合物的物理化学性质将混合物中的多组分进行分离分析的 方法它的流动相是惰性气体或不易发生化学反应的气体，如氮气、氦气等它的固定 相可以是液体，也可以是气体以固体为固定相的色谱称为气固色谱，其固定相是一种 具有多孔性及比表面积比较大的吸附剂，如活性炭、活性氧化铝等以液体为固定相的 色谱称为气液色谱，其固定相是在多孔性的固体小颗粒（担体或载体）表面涂上一薄层固 定液，与样品发生反应的是固定液而不是载体。
当待分析的样品被汽化后被流动相带入色谱柱，由于样品各组分的物理化学性质不 同，各组分与流动相和固定相的分配系数也不同经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺 序离开色谱柱进入检测器，被记录成色谱图峰出现的时间称为保留时间，可以用来对 每个组分进行定性，而峰的大小（峰高或峰面积）则是组分含量大小的度量气相色谱法应用范围广，常用于低沸点、易挥发的有机物和无机物（主要是气体）， 且具有高效能、高选择性、高灵敏度、分析速度快等优点，但是其有效分离的物质量小， 且从色谱峰上不能直接给出定性结果，需要用已知物的色谱图数据对照才能得出定性结 果，难以单独实现新化合物的定性分析1.2 质谱分析法的概述质谱是强有力的结构解析工具，能为结构定性提供较多的信息，是理想的色谱检测 器［1］质谱分析法是将待分析的样品进行离子化，生成不同荷质比的离子，然后利用不 同离子在电场或磁场运动行为的不同，由质量分析器将其分离并按质荷比大小进入检测 器，信号经放大、记录得到质谱图与气相色谱一样，质谱分析法具有应用范围广、高 灵敏度、分析速度快等优点，但不具有分离混合样品的功能1.3 气相色谱-质谱联用方法的概述气相色谱和质谱联用能充分的利用气相色谱的分离能力和质谱的定性功能，实现对 复杂混合物更准确的定量和定性分析。
气相色谱可以快速和高效地分离挥发性和半挥发 性化合物，却无法轻易地对分离出的每一个组分进行鉴定；质谱仪作为高效、灵敏的定 性分析方法，可以提供有关大多数化合物的详细结构信息，以便于能够准确识别它们， 但却不能轻易得分离它们的组分，不能够对混合物进行直接的分析，且质谱法的定量分 析其过程十分复杂气相色谱和质谱法在许多方面都是高度兼容的，这两种技术处理的 样品数量相同（通常少于1 ng）、状态相同（气态），两者的结合和联用，能够充分的发挥两种仪器的优势，取长补短，提高性能，扩大应用范围，可用于分析复杂的有机和生化 混合物［2］气相色谱质谱联用技术在分离能力上继承了色谱法的高分离能力，同时由具 备质谱法的超高鉴别能力因此可以判断气相色谱质谱联用技术特别适合多种混合物的 组份定性检查工作气相色谱质谱联用技术可以对化合物中的分子结构进行分析判断， 进而可以十分准确的对未知组分的相对分子质量进行判定；此外气相色谱质谱联用技术 还可以对色谱分析导致的误判给以修正，对于部分没有完全分离或者未分离的色谱峰都 可以检测出［3］气相色谱-质谱联用的基本工作原理即混合样品经过气相色谱，将混合物分离成纯组分并进入离子源进行电离，得到的离子经过质量分析仪、检测仪根据质荷比(m / z)进行识别，最后将这些质谱信号数据存储在计算机上进行分析，得到总离子流谱图［4］。
总 离子流谱图，结合质谱图和综合气相保留值法对多组分混合物进行定性鉴别和分子结构 的判断，通过总离子流质量色谱法、峰匹配法、选择离子检测法对待测物进行定量分析， 完善了单独使用某一分析方法所存在的不足［5］2 气质联用技术在食品中的应用气质联用技术被广泛应用于各个领域实现检测目的，在食品方面的应用主要在果蔬 农药残留的测定、肉制品亚硝胺的测定、乳制品三聚氰胺的测定、酒香气成分的分析、 水产品等方面，对食品的监管起到了重要的作用2.1 果蔬中农药残留的检测现今，农药已经被广泛得应用于农业生产中，在其大量使用后，必然导致部分农药 残留在谷物、蔬菜与土壤中，经过生产线的传递带入到二级食品中，威胁人们的健康关于食品中的农药残留问题已经成了环境与食品安全中的一个公认问题我国已推出用 气质联用法检测食品中多项农药残留的国家标准，该标准中规定了检测水果、蔬菜中 446 种农药残留过程中应使用气相色谱-质谱联用法或液相色谱串联质谱两种检测方法（其中 383 种农药残留需使用气质联用法进行检测）此项标准的适用范围包括苹果、梨、西红 柿等多种果蔬的检测，检出限在0.0002〜0.6000 mg/kg检测的样品先用乙腈匀浆提取， 经盐析离心、固相萃取柱净化，用乙腈和甲苯按 3:1 配制的混合溶液将将农药洗脱出来， 洗脱液在经一系列的旋转和浓缩后固定在1 mL,然后在放到仪器中进行离子检测⑹。
安捷伦科技有限公司利用气相色谱-质谱联用技术对蔬菜以及水果中的二苯胺、甲胺磷 以及敌敌畏等 189 种国内外应用的比较广泛的农药残留进行分析,样品的检测限为 0.02〜0.2 Mg/,这种方法已经被广泛的应用在生菜、黄瓜、苹果、香蕉以及梨等多种蔬 菜和水果的农药残留分析和检测欧盟和日本等国家对食品中有机磷、有机氯和拟除虫 菊酯等农药残留制定了严格的残留限量标准,很多农药的最大残留限量值是0.01 mg/kg 因为样品基质复杂,用普通的气相色谱法经常达不到检测要求,而气质联用分析可以较 好的提高灵敏度2.2 肉类产品中亚硝胺的识别和量化亚硝胺能存在于环境及各类食品中,在大部分情况下具有强烈的致癌性［7］亚硝酸 盐、硝酸盐和胺类是生成亚硝胺的前体物质,肉类食品为了防止肉毒杆菌的污染及保色 作用而添加亚硝酸盐从而易导致亚硝胺污染经验证,利用气质联用技术检测肉类产品中的9种亚硝胺的测定具有高灵敏性、高 选择性先用NaOH或甲醇将肉类产品中的亚酸胺提取出来，在ChemElut柱上分配到 二氯甲烷中，通过固相萃取净化所有的样品在提取之前须加入2H同位素进行亚硝胺 内标，利用气质联用仪通过同位素稀释质谱法检测亚硝胺的存在。
该方法性和范围， 精度，精度和灵敏度都得到了验证，相对标准偏差(RSD)值在5%和11%之间时，回收 率在 95％和 110％之间该方法优异的选择性和灵敏度使其可以实现肉制品中低含量的 亚硝胺(定量限0.3-0.41 g/kg)的定量和鉴定，浓度在0.3-0.11 g/kg的亚硝基二甲胺在食品 中都可以被检测出［8］2.3 乳制品中三聚氰胺的测定牛奶和奶制品可以为人们带来丰富的营养，三聚氰胺作为一种三嗪类的含氮杂环有 机化合物，由于结构中含有部分氨基可以提高乳制品的表观蛋白质含量而被一些不法商 贩添加到植物蛋白中，如 2008 年就发现一些婴幼儿奶粉中被加入了三聚氰胺虽三聚 氰胺具有较低的口服急性毒性，但婴幼儿免疫系统较弱，容易受到化学损伤，且成人食 用频繁，也会导致肾结石等疾病朱馨乐⑼将三聚氰胺15N3作为内标定量，构建了“鸡 肉中的三聚氰胺质谱联用测定方法”，被用于食品安全确证分析中当三聚氰胺和三聚 氰酸同时掺杂在牛奶中时由于它们的相互亲和力，毒性将会增强［10］国外研究了一种同 时测定乳制品中三聚氰酸和三聚氰胺的方法，用质谱联用技术来定量内标后的15N3-三 聚氰酸和13C3-三聚氰胺，检测限分别为0.025 mg/kg和0.01 mg/kg［11］。
2.4酒香气成分的分析香气成分是构成各种酒质量的主要因素，决定着酒的风味和典型性目前，气质联 用技术已广泛应用在各种酒类香气成分的测定中，尤其是在测定葡萄酒、荔枝酒、黄酒 等的香气成分上，已有不少报道［12］自20世纪90年代以来，气质联用技术在葡萄酒香 气分析中的应用越来越多，但由于前处理和色谱条件的不同，分析结果也有一定的差异［13］王方［14］等用 GC-MS 技术对王朝赤霞珠、梅鹿辄两种干红葡萄酒进行分析，共检测 出 77 种香气组分，根据计算机检索定性并利用面积归一法对组分进行定量，鉴定出 70 种香气组分杨亚红［15］等采用 GC-MS 对青梅发酵酒和浸泡酒的香气成分进行分析，鉴 定出青梅发酵酒中的 64 个香气成分在茶、调味品等食品的风味成分的检测方面，气相色谱质谱联用技术也是使用最为 广泛的一种技术气相色谱质谱联用技术在使用中往往会和固相微萃取技术、蒸馏萃取、 顶空装置等一起进行连用，继而可以实现对食品风味物质组份的快速分离和分析王秋 霜［16］等采用气质联用法鉴定了广东单从品种红茶中的 46 种挥发性香气物质，并确定了 相对含量田怀香［17］等采用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术分析鸡精中的风味成 分，共检测出 105 种风味成分。
根据相关学者的实验结果显示，以及气相色谱质谱联 用技术在食风味物质的实际检测效果均可以得出，气相色谱质谱联用技术在食品风味物 质的组份检测上具体极佳的效果2.5 水产制品中食品添加剂的检测我国水产品行业的总体发展趋势良好，但仍有一些不良企业在水产养殖生产过程中 不按规范使用添加剂或添加违禁物质，从而导致国内市场水产品出现质量安全问题例 如马丽莎等采用气质联用法分析出鱼、虾中的己烯雌酚和雌二醇的残留［18］林竹光等［19］ 建立了分析深海鱼油中 5 种多溴联苯醚残留的气相色谱-负离子化学电离质谱法采用 GC-NCI/MS的选择离子监测方式(SIM)进行分析，该方法已成功地应用于深海鱼油食品 中 5 种痕量多溴联苯醚残留的分析2.6 气质联用技术在食品中的其他应用气质联用技术在食品中的应用广泛，除了以上阐述的应用外，气质联用技术还应用 于食品中瘦肉精的检测、食品塑料包装中有害成分的检测、食品中矿物油的定性测定、 对富含长链不饱和脂肪酸的油脂的氧化程度进行监控、丙烯酰胺的分析、.氯丙醇的检测 等多个方面，在分析食品的风味成分、有害物质、添加剂的定性定量方面发挥极大的优 势3 总结气质联用技术在食品领域的应用是发展最快的领域之一，随着经济的发展，消费者 和监督管理机构都要求对食品进行精确的分子鉴定，这使得食品行业不得不采用先进的 技术对食品进行详细的分析评估。
食品是一个复杂体系，检测食品中的成分是一项难度 较大、耗时、繁琐的分析工作气质联用技术结合气相色谱的分离能力与质谱的分析能 力，是复杂混合物进行表征的可靠工具，使得在分子水平上表征食物成为可能近年来， 气质联用技术随着样品预处理技术和衍生化技术的不断优化和发展，在食品中的应用越 来越广泛，由检测单个目标化合物逐渐发展为多目标化合物同时检测，依靠其高强灵敏 度和强抗干扰能力，气质联用技术将成为食品检测分析应用的主流方向参考文献[1] 孙秀燕 , 李文, 宋爱华 . 有机波谱在新药结构确证中的应用 [M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社 , 2003:6-7.[2] Skoog DA, Holler FJ, Crouch SR (2007). Principles of Instrumental Analysis. 6th Edition. Brooks/Cole Cengage Learning, Chapters 11.[3] 董晓尉.气相色谱。