Spektrometri massa menjadi sangat diperlukan dalam analisis makanan, karena memberikan sensitivitas, spesifisitas, dan informasi struktural. Penganalisis massa quadrupole adalah alat untuk kuantifikasi yang ditargetkan, sementara instrumen perangkap ion memungkinkan eksperimen MSⁿ untuk penjelasan struktural. Time-of-flight (TOF) dan Orbitrap resolusi tinggi MS (HRMS) memungkinkan pembuatan profil yang tidak ditargetkan dengan pengukuran massa yang akurat (<5 ppm). Sistem triple quadrupole (QqQ) yang beroperasi dalam mode pemantauan reaksi ganda (MRM) memberikan sensitivitas tertinggi untuk kuantifikasi kontaminan pada tingkat jejak.
Aplikasi yang paling luas adalah LC-MS/MS untuk residu pestisida, yang mencakup ratusan senyawa dalam sekali proses menggunakan peralihan polaritas cepat dan MRM terjadwal. Residu obat hewan (antibiotik, pemacu pertumbuhan, beta-agonis) dipantau menggunakan pendekatan serupa, seringkali dengan ekstraksi QuEChERS yang dimodifikasi. Analisis mikotoksin dengan LC-MS/MS memungkinkan kuantifikasi mikotoksin teregulasi secara simultan (aflatoksin, deoksinivalenol, fumonisin, okratoksin A) dan mikotoksin yang baru muncul. Deteksi protein alergen semakin bergantung pada LC-MS/MS dari peptida penanda tryptic, yang melengkapi metode ELISA.
Pemilihan sumber ionisasi sangat penting: ionisasi elektrospray (ESI) cocok untuk senyawa polar (asam organik, peptida, mikotoksin), sedangkan ionisasi kimia tekanan atmosfer (APCI) lebih disukai untuk analit yang kurang polar (steroid, vitamin). Efek matriks, khususnya penekanan atau peningkatan ion, memerlukan evaluasi yang cermat menggunakan infus pasca kolom atau kalibrasi pencocokan matriks. Standar internal berlabel isotop adalah standar emas untuk kompensasi.
Aplikasi MS resolusi tinggi mencakup deteksi penipuan makanan (asal geografis, pemalsuan, diferensiasi varietas) melalui sidik jari metabolomik, dan identifikasi kontaminan yang tidak diketahui atau produk degradasi. Akuisisi data independen (DIA, misalnya SWATH) menjembatani pendekatan yang ditargetkan dan tidak ditargetkan. Deteksi MS menyempurnakan metode HPLC dan kromatografi gas. Penerapannya mencakup mengonfirmasi protein alergen dan mengukur residu pestisida dan mikotoksin pada tingkat yang sangat rendah.
Alur Kerja Praktis LC-MS/MS MRM untuk Residu Pestisida
Timbang 5 g sampel makanan yang telah dihomogenisasi (misalnya tomat, selada) ke dalam tabung centrifuge 50 mL. Tambahkan 10 mL asetonitril (asam asetat 1%), vorteks selama 1 menit. Tambahkan garam ekstraksi QuEChERS (4 g MgSO4, 1 g NaCl, 1 g trisodium sitrat, 0,5 g dinatrium sitrat sesquihidrat), kocok kuat-kuat selama 1 menit, dan sentrifugasi pada 4.000 × g selama 5 menit. Pindahkan 6 mL supernatan ke dalam tabung pembersih d-SPE yang berisi 150 mg MgSO4, 25 mg PSA, 25 mg C18. Vortex selama 30 detik dan sentrifugasi pada 4.000 × g selama 5 menit. Pindahkan 1 mL ekstrak yang sudah dibersihkan ke dalam vial dan tambahkan 10 µL standar internal (misalnya, 2 µg/mL trifenilfosfat). Suntikkan 5 µL ke dalam kolom C18 (2,1 × 100 mm, 1,7 µm) pada 40°C dengan fase gerak air (0,1% asam format) dan metanol (0,1% asam format) pada 0,3 mL/menit. Operasikan MS triple quadrupole dalam mode ESI positif dengan transisi MRM. Untuk setiap pestisida, pilih satu transisi pengukur (misalnya, karbendazim: 192 → 160 m/z, CE 20 V) dan satu transisi kualifikasi (192 → 132 m/z, CE 30 V) untuk konfirmasi. Rasio ion (kualifikasi/pengukur) harus sesuai dengan standar dalam kisaran ±30% untuk identifikasi positif. Hitung dengan kalibrasi matriks yang cocok: siapkan standar pada 5, 10, 25, 50, 100, 250 ng/mL dalam ekstrak matriks kosong. Metode ini harus mencapai batas kuantifikasi 10 µg/kg untuk sebagian besar pestisida, di bawah MRL UE sebesar 0,01–100 mg/kg. Sertakan blanko reagen, blanko matriks, dan sampel pemulihan berduri (100 µg/kg) dalam setiap batch. Pemulihan yang dapat diterima adalah 70–120% dengan RSD <20%. Pantau efek matriks dengan membandingkan kemiringan kalibrasi pencocokan matriks vs. pelarut — jika rasionya <0,8 atau >1,2, gunakan standar internal berlabel isotop.
Aplikasi Dunia Nyata
Program pemantauan rutin residu pestisida pada stroberi impor menggunakan metode QuEChERS-LC-MS/MS. Analisis terhadap 50 sampel mendeteksi boscalid dalam 10 sampel (25–180 µg/kg), siprodinil dalam 2 sampel (15–22 µg/kg), dan tidak ada residu yang melanggar melebihi MRL UE. Metode ini menghitung 350 pestisida dalam sekali proses selama 15 menit dan 90% senyawanya memenuhi target LOQ 10 µg/kg.
