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食品密碼的檢定科學

103/08/25 瀏覽次數 9215
「民以食為天」,在中國人的觀念裡,什麼都可以入口,食品安全的把關就成為公部門執行要點項目。近年來,食品業一直發生摻偽事件,為了解食品是否摻偽,違反法定標準,導致傷害國人健康,這是就需要仰賴質譜儀科技進行檢測,對食品進行分子密碼的科學檢定。知名周刊曾報導的牛奶殘留抗生素事件,引發大眾對飲用牛奶的憂慮,報導中檢驗者是以氣相層析質譜法(GC-MS),分析牛奶的抗生素殘留,但是對某些抗生素的分析,許多學者認為,氣相層析法(GC)並不是適當的方法。

主要是胺基甘醣體(aminoglycoside)這類抗生素沒有發色團,而且具熱不穩定性,因此只用高效液相層析(HPLC)、氣相層析和氣相層析質譜儀,來檢測牛奶是否具有非法添加的抗生素,是非常困難的。比較可靠的作法是採用液相層析質譜儀來分析,樣品經過前處理後,透過碳18(C18)的管柱做液相層析分離,並經電灑法得到正離子,離子被導入三重四極柱式質譜儀,以多重反應偵測來做定量分析,即可以得知牛奶中定量量測是否含有58種抗生素,它們分屬在八類不同的抗生素(如penicillins, cephalosporins, sulfonamides, macrolides, lincosamides, aminoglycosides, tetracyclines 和 quinolones),其中青黴素(penicillins)的檢出極限為4μg/kg (0.004 ppm)。

環境的污染使得食品中有許多微量化學物質,例如全氟化物(perfluorinated compounds, PFCs)是工廠在製程中所加入的化學物質,這些化學物質流入河川,汙染河水以及其中生物,目前中國大陸在人的血液、自來水、淡水魚類及海產中,都有偵測含有全氟化物。另外,日常用品像披薩盒與微波爆玉米花袋子等各種防油紙袋,也曾發現含有全氟辛酸(PFOA)。

美國環保署測試發現,這類化合物可在人的身體內存留多年,而且動物實驗證實,此類化合物會造成腫瘤。檢測全氟化物(perfluorinated compounds, PFCs)的定量分析,樣品須由電灑法產生的負離子,再經質譜儀分析後,可得到[M−H]全氟辛烷磺酸 (PFOS, m/z 499)、 [M−H]全氟辛酸(PFOA, m/z 413)和全氟辛烷磺酰胺(PFOSA, m/z 498),這幾個前導離子可以經由二次質譜分析確認,並和樣品濃度做關聯,其偵測極限約在1pg/g – 1 ng/g 之間。

要量測樣品中的已知物,設定固定的偵測掃描模式並不是一件難事,可是若要從諸多的樣品中,檢驗出有無摻偽,並訂出其量的多少,這就像亂槍打鳥般,困難度相當高,能否有一個普適性的定量分析,這部分仍待時日研究。

另外,大氣游離法因為不需要樣品前處理,可以直接在大氣壓下將樣品分子游離,因此,可以直接量測樣品是否有摻偽,但是以大氣游離法做定量測量,目前仍是一個很大的挑戰。要做到現場的量測,微型化質譜儀是一個必須的設備,這個微型化質譜儀的發展正在進行中,目前機器可以做到約十公斤左右的重量,但在靈敏度和解析度的性能上,和商用質譜儀器仍有不小的差距,希望有朝一日能做到如手機般的大小,攜帶方便,讓檢測人員或一般人直接現場檢測,並得到分析結果。

面對未來的食安挑戰,現階段仍需持續投入經費,研發更靈敏的質譜儀器設備,發展可攜帶的微型化質譜儀,開發新的游離及檢驗方法,提升檢驗技術能力,建立自動比對可疑樣品的程式資料庫,方能杜絕廠商的投機心理,打造一個「食」的安全環境。(本文由科技部補助「犯罪問題新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿/2014/07)

責任編輯:王曉玲|青少年團契輔導
                   呂昕禹|國立台灣大學生命科學系
審校:李大興|國立東華大學物理學系
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