کاربرد طیف سنجی جرمی در صنایع غذایی

طیف سنجی جرمی (Mass Spectrometry – MS) در سال‌های اخیر به‌عنوان یک روش تحلیلی بسیار دقیق، سریع و انتخابی برای بررسی طیف گسترده‌ای از محصولات غذایی شناخته شده است. این تکنیک قادر است هم ویژگی‌های ایمنی و هم ویژگی‌های کیفی مواد غذایی را بررسی کند و در حوزه‌هایی نظیر طبقه‌بندی و درجه‌بندی محصولات، شناسایی عیوب و بیماری‌ها، توزیع و تصویربرداری ترکیبات شیمیایی و ارزیابی کلی کیفیت گوشت، ماهی، میوه، سبزیجات و سایر محصولات غذایی کاربرد دارد.

طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت (WHO)، ایمنی غذایی به عواملی اشاره دارد که می‌توانند سلامت مصرف‌کننده را به خطر بیندازند (مانند آلاینده‌ها یا سموم) و غیرقابل مذاکره است؛ در حالی که کیفیت غذایی شامل ویژگی‌های مثبت یا منفی دیگری مثل طعم، رنگ، بافت، منشاء، روش فرآوری، فساد یا آلودگی است. رشد روزافزون صنعت غذا و آشامیدنی، به‌ویژه در اتحادیه اروپا که یکی از بزرگ‌ترین بخش‌های اقتصادی محسوب می‌شود، نیاز به ابزارهای دقیق برای تضمین کیفیت و ایمنی را دوچندان کرده است.

در این زمینه، طیف سنجی جرمی به دلیل حساسیت بسیار بالا، توانایی شناسایی چندین ترکیب به‌صورت همزمان، سرعت زیاد و نیاز به آماده‌سازی ساده نمونه‌ها به‌عنوان یک ابزار کلیدی در حال جایگزینی روش‌های سنتی است.

تکنیک‌ها و سامانه‌های طیف سنجی جرمی در صنایع غذایی

۱. کروماتوگرافی مایع-طیف سنجی جرمی (LC-MS)

LC-MS یکی از پرکاربردترین ترکیب‌های کروماتوگرافی و طیف سنجی در صنایع غذایی است. این روش برای شناسایی:

• لیپیدها و اسیدهای چرب
• کربوهیدرات‌ها
• گلیکوپروتئین‌ها
• ویتامین‌ها
• مواد افزودنی و آلاینده‌ها

به‌کار می‌رود. LC-MS/MS به‌ویژه در شناسایی سموم دفع آفات و بقایای داروهای دامپزشکی در محصولات کشاورزی و دامی اهمیت ویژه‌ای دارد و امروزه در بسیاری از آزمایشگاه‌های مرجع ایمنی غذایی استفاده می‌شود.

۲. کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی (GC-MS)

GC-MS بیشتر برای ترکیبات فرار و نیمه‌فرار کاربرد دارد. این روش در شناسایی:

• سموم دفع آفات
• آلاینده‌های آلی پایدار (POPs)
• ترکیبات طعم و عطر

بسیار پرکاربرد است. به کمک GC-MS می‌توان کیفیت نوشیدنی‌ها، قهوه، شکلات و سایر محصولات فرآوری‌شده را بررسی کرد.

۳. طیف سنجی جرمی با یون‌سازی لیزری (MALDI-TOF MS)

MALDI-TOF MS در سال‌های اخیر تحولی در تشخیص سریع میکروارگانیسم‌ها ایجاد کرده است. با این روش می‌توان باکتری‌ها و قارچ‌های بیماری‌زا مانند Listeria monocytogenes یا Salmonella را در مدت چند دقیقه شناسایی کرد. علاوه‌براین، MALDI-TOF MS در بررسی پروتئین‌ها، لیپیدها و حتی ترکیبات کم‌وزن مولکولی در مواد غذایی کاربرد دارد.

۴. طیف سنجی جرمی با پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-MS)

ICP-MS به‌طور گسترده برای آنالیز عنصری و شناسایی فلزات سنگین (مانند سرب، جیوه، کادمیوم و آرسنیک) استفاده می‌شود. این تکنیک چندعنصری و چندایزوتوپی است و می‌تواند در یک مرحله، مجموعه بزرگی از عناصر را اندازه‌گیری کند. از آن برای کنترل آلودگی فلزی در ماهی، برنج، غلات و آب آشامیدنی استفاده می‌شود.

۵. تصویربرداری با طیف سنجی جرمی (MSI)

Mass Spectrometry Imaging یکی از نوین‌ترین تکنیک‌هاست که به پژوهشگران امکان می‌دهد توزیع فضایی ترکیبات شیمیایی را در بافت‌های غذایی بررسی کنند. این روش برای مطالعه تغییرات ناشی از فرآوری (مانند پخت یا سرمازدگی)، پایش توزیع چربی‌ها در گوشت یا بررسی طعم و عطر محصولات استفاده می‌شود.

کاربردهای کلیدی صنایع غذایی

۱. ایمنی غذایی و شناسایی آلاینده‌ها

• شناسایی بقایای سموم کشاورزی در میوه و سبزیجات
• بررسی بقایای داروهای دامی در گوشت و شیر
• شناسایی مایکوتوکسین‌ها در غلات و آجیل‌ها
• پایش فلزات سنگین و آلاینده‌های محیطی در غذاهای دریایی

۲. کنترل تقلبات غذایی

• شناسایی رقیق‌سازی روغن زیتون با روغن‌های ارزان‌تر
• تشخیص افزودن قندهای مصنوعی به عسل
• شناسایی گونه‌های تقلبی در گوشت و ماهی
• تعیین اصالت و منشأ جغرافیایی محصولات غذایی (Food Traceability)

۳. ارزیابی ارزش تغذیه‌ای

• اندازه‌گیری پروفایل اسیدهای چرب
• بررسی پروتئین‌ها و پپتیدها در لبنیات و گوشت
• آنالیز ویتامین‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها در مواد غذایی گیاهی

۴. شناسایی سریع میکروارگانیسم‌ها

• شناسایی سریع پاتوژن‌های غذایی با MALDI-TOF MS
• پایش کیفیت محصولات لبنی و دریایی
• کاهش زمان تشخیص بیماری‌های ناشی از غذا

جدول: کاربردهای طیف سنجی جرمی در صنایع غذایی و کنترل کیفیت

برای آشنایی بیشتر با انواع دستگاه‌های طیف سنج جرمی و مشاهده مشخصات فنی هر مدل، از صفحه دستگاه طیف سنج جرمی  دیدن کنید.

مزایا و چالش‌های استفاده از Mass Spectrometry

مزایا

• حساسیت و انتخاب‌پذیری بسیار بالا
• توانایی شناسایی ترکیبات ناشناخته
• سرعت بالا در تحلیل نمونه‌ها
• امکان شناسایی همزمان چندین ترکیب

چالش‌ها

• هزینه بالای تجهیزات و نگهداری
• نیاز به اپراتورهای متخصص
• نیاز به بانک‌های داده و نرم‌افزارهای پیشرفته برای آنالیز داده‌ها

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

طیف سنجی جرمی با ابزارهای متنوعی مانند LC-MS، GC-MS، MALDI-TOF MS، ICP-MS و MSI توانسته به یکی از ستون‌های اصلی تضمین ایمنی و کیفیت در صنایع غذایی تبدیل شود. این تکنیک‌ها نه‌تنها امکان شناسایی آلاینده‌ها و تقلبات را فراهم کرده‌اند، بلکه در تحلیل ترکیبات غذایی و تشخیص سریع پاتوژن‌ها نیز نقشی کلیدی دارند.

با توجه به توسعه علوم omics (مانند پروتئومیکس، متابولومیکس و لیپیدومیکس) در ترکیب با MS، آینده صنایع غذایی به سمت کنترل هوشمند، دقیق و سریع‌تر کیفیت و ایمنی پیش خواهد رفت.

نانوابزار، مرجع ارائه دستگاه‌های طیف سنج جرمی با بالاترین کیفیت و استانداردهای جهانی، برای نیازهای آزمایشگاهی شماست.