影响食品质量的“味道”检测

前段时间，媒体报道某盐业公司生产的深井岩盐（加碘）走味，在加热或者手搓后会散发出一股令人不适的酸味。厂家给出的解释是因为盐中含有丁酸，它对人体有益，能够预防和治疗肠炎、肠癌等肠道疾病。但是总感觉哪里不对，深想后发现厂家偷换了概念：丁酸对肠胃好，但是它不该出现在食盐中。

仅需几个 ppm 丁酸就能被人鼻子闻得到，或许灵敏如汪星人的鼻子可以察觉几个 ppb 的量。这么容易发现的问题却被忽略，该食盐的品质着实令人不敢信任，也反映了这背后食品加工工艺的过程控制中存在的问题。

近年来，类似上述异味事件不少，尤其到了酷暑天气，食品有异味的情况更是屡见不鲜。异味往往是最容易使消费者注意到质量问题的原因之一，一方面是因为人的鼻子太灵敏了，一旦有问题，很快就被大家发现。另一方面是这种依靠感官判断的方式本就十分不严谨，因为人的鼻子的重现性不可靠，也就是说生产厂家的质控人员如果稍微有个头疼脑热，甚至心情不佳就会注意不到。

说到“嗅觉”，今天我们就来谈谈食品中的风味检测。什么是风味检测？如我们所知，食品有色、香、味三个衡量标准，其中“香”便是这里所指的风味。食品风味是构成整体评价效果的重要因素，是由挥发性风味因素（例如丁酸）刺激人的嗅觉感受器，由嗅觉细胞产生刺激后传递到大脑中枢神经而产生的反应。所谓风味因素是指食品中能产生香味且具有确定结构的化合物，如脂肪烃含氧衍生物、含氮化合物、芳香族化合物、含硫化合物等，这些都是形成食品香气的分子基础[1]。

除此之外，很多风味因素常常掌控着食品味道，也是食品加工、质控等过程中不可忽视的重要检测项之一。举个最常见的例子，在啤酒、葡萄酒等酒类产品的生产过程中，一旦某个风味因素（影响食品味道的因素）稍有误差，就会影响整个产品线中酒的味道，甚至葡萄酒的软木塞被卤代苯甲醚污染变质，就会使整瓶葡萄酒散发出霉味，喝起来怪怪的。每年软木塞污染都会使葡萄酒及其相关行业遭受重大的经济损失。

食品出现异味便直接说明了它的质量问题，但是消费者可以发现问题却很难究其所以。所以除了在食品加工的过程中，质量监督部门也加强了风味检测，以保证消费者的食品安全。

风味检测，就是靠检测风味因素来帮助分析食品质量，包括原材料质控、加工过程质控、食品溯源等，直白来说就是对挥发性有机物的检测。但是食品种类繁多，所含的风味因素品种多且含量低，常以 ppm、ppb、ppt 单位计算，并且这些有机物通常具有一定的挥发性和热不稳定性，对酸碱比较敏感，随时可能因为某种酶的存在而改变，这给分离提取工作带来了极大的困难[1]。以葡萄酒为例，作为复杂的饮品之一，它含有多于 800 种挥发性有机物，并且浓度范围跨度很大，影响因素众多，例如气候、储存条件、葡萄品种、种植土壤环境、发酵环境、加工工艺等。

安捷伦 GC-MS 工作流程可以搭配不同提取方法实现对风味因素的定量分析，包括顶空分析方法（HS）、固相萃取法（SPE）、固相微萃取（SPME）、蒸馏法和溶剂辅助风味蒸发（SAFE），该方法可以满足风味检测要求的鉴别能力、灵敏度、检测项范围广度等。无论是食品加工厂质量控制，还是监管部门对食品质量的检测，都可以准确“闻”出这些不符合标准的风味因素。

比如采用 Agilent SPME-7890-7000B 的固相微萃取气质质联用方案可以快速、高通量、精确的定量软木塞被污染的葡萄酒中少于 1 ppt 的超痕量卤代苯甲醚，所得的各化合物的 LOD 和 LOQ 均比各自的感觉阈值低很多，这个含量就算是汪星人也闻不到 [2]。该方法能够通过缩短萃取时间的方式在最优灵敏度和高分析通量之间实现了平衡。

图 1. 某葡萄酒样品的色谱图。TCA 的计算值为 2.3 ng/L

风味检测能够确定软木塞中污染物含量是否超过限制，帮助食品加工厂商和监管部门对原材料质量进行控制，同时也可以根据挥发性有机物（风味因素）的分布情况，帮助进行食品溯源、分类等工作。安捷伦采用 GC/MS-TD 工作流程开发了一个比传统顶空进样（HS）和 HS-SPME 分析更高效的优化方法，首先使用 SPE 柱子在样品中搅拌进行吸附，再将其进行热脱附。这种进样方法能够获得更好的丰度和重现性，帮助在短时间内检测葡萄酒中大量的挥发性有机物，其中包括含量极低的吡嗪。该方法相对传统方法能更加经济、快速地判断葡萄酒的产地 [3]。

表 1. 优化参数

此外，除了应用于食品安全领域，如表 2 所示，该工作流程还可以用于分析饮用水中的柠檬烯、异丙基甲氧、桉油精等嗅味物质，定量限在 1-100ppt 之间 [4]，甚至还能分析人体携带的异味（图 2）[5]。

表 2. 地表水中常见嗅味物质保留时间及检出限

图 2. 采用 FactorFour VF-WAXms 色谱柱检测六种体味物质

如开篇提及的食盐中出现丁酸，这类导致食品走味的风味因素不适时宜的出现，通过“刺鼻的味道”向食品加工厂商和质监部门传达风味因素检测的重要性。安捷伦为用户开发更多完善的方法，帮助用户提高“嗅觉”灵敏度，保障食品安全质量。

参考资料：

[1] 丁艳芳，谢海燕，王晓曦，邹恩坤，食品风味检测技术发展概况，现代面粉工业，2013,01

[2] Anna K. Hjelmeland，Thomas S.Collins，Alyson E. Mitchell，Susan E. Ebeler，使用顶空-固相微萃取和气相色谱/三重四极杆质谱高效分析葡萄酒中亚 ng/L 级的卤代苯甲醚，安捷伦应用简报 5991-3812CHCN

[3] Kaushik Banerjee，Narayan Kamble，Sagar Utture，Volatile Profiling in Wine Using GasChromatography Mass Spectrometry with Thermal Desorption, 安捷伦应用简报 5991-5680EN

[4] Johan Kuipers，Analysis of Odors in Surface Waterwith SPME-GC-MS，安捷伦应用简报SI-01548

[5] Johan Kuipers，Improved GC Analysis of VolatileOrganic Acids in Body Odorants，安捷伦应用简报 SI-02043

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