高效液相色譜法在食品添加劑檢測中的應(yīng)用

武中庸,赫欣睿,葉永麗,高旭東,陳士恩

(西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院 ，甘肅 蘭州 730124)

?

高效液相色譜法在食品添加劑檢測中的應(yīng)用

武中庸,赫欣睿,葉永麗,高旭東,陳士恩*

(西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院 ，甘肅 蘭州 730124)

食品添加劑是食品生產(chǎn)中的重要組成部分，但超量添加或不法添加都會對食用者身體造成嚴(yán)重傷害.因此，食品中添加劑的檢測至關(guān)重要.文章綜述了高效液相色譜法檢測食品中常見添加劑的方法，以期為食品添加劑的日常檢測提供參考.

食品添加劑；高效液相色譜法；添加劑檢測

食品能夠?yàn)闄C(jī)體提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)，因此食品工業(yè)目前已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)[1].隨著科技的不斷發(fā)展、人民生活水平的提高，人們可選擇食品的種類也不斷增加.在琳瑯滿目的食品中，我們經(jīng)常會在其配料表中發(fā)現(xiàn)食品添加劑.現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)中，食品添加劑發(fā)揮著巨大的作用.食品添加劑能夠改善食品品質(zhì)和延長保質(zhì)期.食品添加劑已經(jīng)成為食品中不可缺少的物質(zhì)，各國都致力于開發(fā)新產(chǎn)品及新技術(shù)[2～9].食品添加劑在使用過程中除應(yīng)保證其原有作用外，更應(yīng)保證其安全性.但近年來，“瘦肉精”、“染色饅頭”、“紅心鴨蛋”、“三聚氰胺奶粉”等食品安全事件的不斷發(fā)生，均為沒有合理合法地使用食品添加劑造成，因此食品添加劑的安全檢測的重要性日益凸顯.

高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)是20世紀(jì)60年代末，在經(jīng)典液相和氣相色譜基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型分離分析技術(shù)[10].高效液相色譜法具有分析速度快、操作簡便、檢測靈敏度好、對樣品適用范圍廣、可供選擇的流動相種類多、能分析高沸點(diǎn)有機(jī)物和熱穩(wěn)定性差的化合物等特點(diǎn)[10].至今，高效液相色譜法已經(jīng)在食品工業(yè)、制藥工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用.高旭東[11]等建立了黃芩苷、鹽酸小檗堿和大黃素的高效液相檢測方法.范文銳[12]等建立了高效液相色譜法同時測定食品中7種非食用色素的方法.本文簡述了高效液相色譜法在幾種常見食品添加劑中的應(yīng)用，以期為日常檢測食品中添加劑提供參考.

1　高效液相色譜法在食品添加劑檢測中的應(yīng)用

20世紀(jì)70年代末，我國開始將高效液相色譜技術(shù)應(yīng)用于食品衛(wèi)生領(lǐng)域.20世紀(jì)90年代后期，高效液相色譜法作為國家標(biāo)準(zhǔn)中檢測食品中添加劑的國標(biāo)方法開始應(yīng)用.

1.1食品防腐劑檢測

通常將能夠防止食品腐敗變質(zhì)從而延長食品儲存期的物質(zhì)稱為防腐劑[13].目前，我國常用的防腐劑有酯型防腐劑(對羥基苯甲酸甲酯及其鈉鹽、對羥基苯甲酸丙酯及其鈉鹽、對羥基苯甲酸乙酯及其鈉鹽)、酸型防腐劑(山梨酸、苯甲酸)和生物防腐劑(納他霉素、乳酸鏈球菌素)等.防腐劑對于食品保存具有重要的意義，但過量防腐劑會在人體發(fā)生富集效應(yīng)，當(dāng)其含量超標(biāo)時會對人體造成巨大傷害.如對羥基苯甲酸酯類防腐劑具有雌激素樣作用，能夠影響人的內(nèi)分泌功能[14～15]，其高效液相檢測方法也有大量報道[16～18].因此，食品中防腐劑的檢測至關(guān)重要.

王祖翔[19]等利用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測了調(diào)味料中痕量苯甲酸和山梨酸.其檢測結(jié)果的線性范圍介于0.5～5 mg/L之間，檢出限為0.1 mg/kg；苯甲酸和山梨酸的定量下限分別是0.4 mg/kg和0.5 mg/kg，在加標(biāo)條件下其回收率為84%～98%和82%～96%.該方法較簡便、準(zhǔn)確，適用于檢測痕量苯甲酸和山梨酸.曹淑瑞[20]等采用高效液相色譜法檢測了食品中的6種對羥基苯甲酸酯，6種對羥基苯甲酸酯的檢出限介于0.0016～0.0081 mg/L(S/N=3)之間.高彩紅[21]等采用高效液相色譜法以紫外220 nm波長處檢測了乳酸鏈球菌素的含量.試驗(yàn)表明，標(biāo)準(zhǔn)曲線有較好的線性關(guān)系，回收率達(dá)95%，RSD<3.0%.該方法具有較高的精密度.

1.2食品甜味劑檢測

能夠賦予食物甜味的物質(zhì)統(tǒng)稱為甜味劑，其可分為天然和人工合成甜味劑兩種[13].天然甜味劑有蔗糖、葡萄糖、甘草酸鈉鹽等.目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是人工合成甜味劑，例如糖精鈉(SA)、安賽蜜(AK)、甜蜜素(SC)、阿斯巴甜(ASP)、甜菊糖甙(S)、紐甜(NTM)等.人工合成甜味劑具有添加方便、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，但添加過量會對人體造成危害.因此必須嚴(yán)格控制食品中甜味劑的添加量.

稽超[22]等利用超高效液相色譜法檢測了飲料中的4種甜味劑；樣品預(yù)處理后經(jīng)色譜柱分離，并用乙腈-磷酸二氫鈉水溶液作為流動相梯度洗脫，紫外條件下檢測.結(jié)果表明：4種甜味劑的良好線性關(guān)系范圍為0.5～20.0 mg/L，回收率介于80.5%～95.2%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.50%～8.7%.該方法6 min內(nèi)可以完成樣品分析，提高了檢測效率，具有簡便、準(zhǔn)確的特點(diǎn).魯琳[23]等采用高效液相色譜法檢測了乳飲料中的甜味劑.預(yù)處理后的樣品經(jīng)Symmetry C18色譜柱分離，以乙腈和磷酸鹽緩沖液(pH5.0)為流動相進(jìn)行梯度洗脫，并于紫外205 nm波長處檢測.該方法在12 min內(nèi)即能完成5種甜味劑的分離，加標(biāo)后其平均回收率為86.0%～102%.該方法較簡單、快速，具有較好的重現(xiàn)性和選擇性，適用于乳飲料中常用甜味劑的快速檢測.

1.3食品中抗氧化劑檢測

抗氧化劑是指能夠延緩食品氧化分解、變質(zhì)，并穩(wěn)定食品穩(wěn)性質(zhì)的物質(zhì)，其可分為天然和人工合成抗氧化劑兩種[13].天然抗氧化劑主要包括茶多酚、植酸、花青素等.由于天然抗氧化劑穩(wěn)定性較差，故人工合成抗氧化劑被廣泛使用.目前,最常用的人工合成抗氧化劑有：叔丁基對羥基茴香醚(BHA)、特丁基對苯二酚(TBHQ)、2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)和沒食子酸丙酯(PG)等.這些合成酚類抗氧化劑使用過量能夠?qū)C(jī)體健康造成危害，如BHA、BHT已在動物實(shí)驗(yàn)中被懷疑與肝損傷和肝癌有關(guān)[24～25].另有報道，接觸高濃度PG可導(dǎo)致接觸性皮炎、損壞腎臟[26～27].由于種類多、樣品基質(zhì)復(fù)雜，且為達(dá)到更好的抗氧化效果，許多廠家經(jīng)常將不同抗氧化劑合用以提高抗氧化效果.因此，食品中抗氧化劑含量的檢測至關(guān)重要.

李興根[28]等建立了食品中7種抗氧化劑的高效液相色譜定量檢測方法.液態(tài)油脂樣品經(jīng)前處理后其提取液經(jīng)EclipseXDB-C18色譜柱分離，以1.5%乙酸-甲醇為流動相，梯度洗脫，用二極管陣列檢測器(PDA)進(jìn)行檢測.結(jié)果顯示：7種抗氧化劑具有良好線性關(guān)系的范圍為1～100 mg/L(r2>0.999)，其檢測的定量下限是1.0～1.5 mg/kg.加標(biāo)后的空白樣品回收率為79%～101%.該方法具有快速、靈敏度高的特點(diǎn)，可以用于檢測食品中添加劑的含量.蔡發(fā)[29]等采用高效液相色譜法快速、準(zhǔn)確地測定了食品中12 種抗氧化劑.結(jié)果表明：36 min內(nèi)能夠完全分離12種抗氧化劑，其線性范圍介于0.2～200 mg/L，定量限為0.2～1.0 mg/kg，回收率為81.13%～107.57%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26%～4.52%(n=7).該方法具有準(zhǔn)確、簡便和檢出限低的特點(diǎn)，適合于大批樣品的處理.

1.4食品中色素檢測

色素是指能夠賦予食品色澤和改善食品色澤的物質(zhì)，可分為天然和化學(xué)合成色素兩類[13].天然色素雖然使用較安全但因其價格高、加工過程容易變色等原因而受到一定的限制.合成色素因色澤鮮艷、性質(zhì)穩(wěn)定、容易調(diào)色、著色力強(qiáng)、價格低廉、使用方便等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)中.但合成色素常以有機(jī)化學(xué)反應(yīng)制取，某些合成色素甚至具有慢性毒性或致癌性，嚴(yán)重威脅人體的健康[30～31].我國對于著色素種類及添加量有著嚴(yán)格限制，目前使用較為廣泛的色素有檸檬黃、日落黃、莧菜紅、胭脂紅、赤鮮紅、亮藍(lán)、誘惑紅、靛藍(lán)、紅2G等.

沈堅[32]等采用反相高效液相色譜法檢測了魚子醬中的8種合成色素.他們采用XDB-C18色譜柱，流動相為甲醇-乙腈(體積比1︰1)和0.01 mol/L乙酸鈉溶液，于17 min內(nèi)分離了8種合成色素.結(jié)果表明：8種色素具有良好線性關(guān)系的質(zhì)量濃度范圍為0.05～50 mg/L，加標(biāo)后的回收率為89%～110%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～4.7%.該方法具有操作較簡單和效率好的特點(diǎn)，適合于檢測魚子醬中的合成色素的含量.王志園[33]等建立了肉制品中9種合成色素的高效液相色譜檢測方法.其良好線性關(guān)系的范圍為1.0 μg/mL～20.0 μg/mL，相關(guān)系數(shù)r2>0.999，檢出限為0.1 mg/kg，回收率介于86.0%～98.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.03%～3.9%之間.胡漢高[34]等建立了熟肉制品中5種人工合成色素的檢測方法.結(jié)果表明：該方法具有良好的線性關(guān)系，回收率介于89.6%～96.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.24%～4.11%.該法操作簡便、快速、具有較高的靈敏度，適于人工合成色素的檢測.

1.5食品香料的檢測

凡是能夠用于配制食品香精，從而使食品增香的物質(zhì)稱為食品香料.其可分為天然、天然等同和人造香料三類[13].在食品生產(chǎn)中，通常將多種香料配制成香精以彌補(bǔ)食品本身的香味缺陷.同時賦予部分食品生動原滋味，或掩蓋食物不良?xì)庀35].然而近年來研究表明，食品香精并不完全安全，大部分香精經(jīng)長期積累后表現(xiàn)出對機(jī)體的巨大危害[36～38].如丙烯酰胺、氯丙醇等對人體具有生殖毒性、致癌性[39].大劑量香蘭素能夠?qū)е骂^疼、嘔吐、惡心、呼吸困難等癥狀，嚴(yán)重時甚至損傷肝、腎；麥芽酚能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等[40].目前常用的增香劑有香蘭素、麥芽酚、乙基香蘭素、丙二醇、乙基麥芽酚、仲丁醇、芝麻酚等.

楊華梅[41]等采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時檢測了食品中的4種香精.其處理后目標(biāo)化合物采用UPLCTMBEH C18色譜柱分離，梯度洗脫流動相為甲醇和0.002 mol /L乙酸銨及0.1%(v/v)甲酸水溶液.結(jié)果表明：4種香精具有良好線性關(guān)系的質(zhì)量范圍為5～500 μg/L或10～1 000 μg/L；回收率為75.8%～116%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)為1.58%～4.01%.此方法具有較高的靈敏度和分析速度，適用于檢測食品中香蘭素、乙基香蘭素、麥芽酚和乙基麥芽酚的含量.

1.6高效液相色譜法檢測添加劑種類及其檢出限

表1高效液相色譜法檢測添加劑種類及其檢出限[19～21,23,28,33,41]

2　結(jié)語

隨著食品行業(yè)的高速發(fā)展，食品添加劑對食品產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與科技創(chuàng)新產(chǎn)生了巨大的推動作用，并已成為現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)中不可或缺的部分.而伴隨著食品添加劑種類的增多,其使用安全性也必將受到人們越來越多的關(guān)注.這也勢必將推動其檢測手段的不斷發(fā)展.高效液相色譜法因具有操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確、分析快速、重現(xiàn)性好、可同時測定多組份等特點(diǎn)，成為食品添加劑檢測的重要手段.隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高效液相色譜儀器也在不斷地更新發(fā)展，并且與各種檢測技術(shù)的聯(lián)用越來越普遍，包括液相色譜(LC)和質(zhì)譜儀(MS)及核磁共振譜儀的集成(LC-MS-NMR)、氣相色譜-液相色譜聯(lián)用(GC-HPLC)、固相微萃取-液相色譜聯(lián)用(SPME-HPLC)、聚焦微波輔助萃取-液相色譜聯(lián)用(FAME-HPLC)等，大大拓寬了HPLC的應(yīng)用范圍，提高了物質(zhì)的檢測水平.今后HPLC必將在食品添加劑檢驗(yàn)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，為食品行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航.

[1] 王靜，孫寶國.食品添加劑與食品安全[J].中國科學(xué),2013, 58(26):2619-2625.

[2] Ajila C M, Aalami M, Leelavathi K, et al. Mango peel powder: A potential source of antioxidant and dietary fiber in macaroni preparations[J].Innov Food Sci Emerg Technol, 2010, 11: 219-224.

[3] Tajkarimi M M, Ibrahim S A, Cliver D O. Antimicrobial herb and spice compounds in food[J]. Food Control, 2010, 21: 1199-1218.

[4] Ayala-Zavala J F, Vega-Vega V, Rosas-Domínguez C, et al. Agro-industrial potential of exotic fruit byproducts as a source of food additives[J]. Food Res Internatl, 2011, 44: 1866-1874.

[5] Liu X, Zheng X D, Fang W W. Screening of food additives and plant extracts against Candida Albicans in vitro for prevention of denture stomatitis[J]. Procedia Environ Sci, 2012, 12: 1381-1366.

[6] Silvia A V, Lluís P, Miguel ? R, et al. Performance of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)-lipid edible coatings with antifungal food additives during cold storage of “Clemenules” mandarins[J]. LWT-Food Sci Technol, 2011, 44: 2342-2348.

[7] 孟慶豪，李繼峰，劉巖梅等.生物技術(shù)在食品添加劑生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].山東食品發(fā)酵,2011,49-52.

[8] Matkowski A. Plant in vitro culture for the production of antioxidants[J]. Biotechnol Adv, 2008, 26:548-560.

[9] Chaudhry Q, Scotter M , Blackburn J, et al. Applications and implications of nanotechnologies for the food sector[J].Food Add Contamin,2008, 25:241-258.

[10] 于世林.高效液相色譜法及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)化工出版社,2000.3-10.

[11] 高旭東,師永清,陳士恩,郝寶成,梁劍平.雙波長HPLC測定梔子金花丸中梔子苷、黃芩苷、鹽酸小檗堿和大黃素的含量[J].國際藥學(xué)研究雜志,2015,42(3):409-412.

[12] 范文銳，吳青，勞揚(yáng)等.高效液相色譜法同時測定食品中7種非食用色素[J].分析化學(xué),2012,40(2):292-297.

[13] GB 2760-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].

[14] Golden R, Gandy J, Vollmer G. A review of the endocrine activity of parabens and implications for potential risks to human health[J].Crit. Rev. Toxicol, 2005, 35(5):435-458.

[15] Byford J R, Shaw L E, Drew M G B. Oestrogenic activity of parabens in MCF7 human breast cancer cells[J].Steroid Biochem,2002, 80(1):49-60.

[16] Saad B, Bari M F, Saleh M I. Simultaneous determination of preservatives (benzoic acid, sorbic acid, methylparaben and propylparaben) in foodstuffs using high-performance liquid chromatography[J].Chromatogr. A,2005,1073(1-2):393-397.

[17] Gruvberger B, Bruce M M. Preservatives in moisturizers on the Swedish market[J].Acta Derm Venereol(Stockh),1998,78:52-56.

[18] John E K, Eleftheria T M, Theodora A B. High performance liquid chromatographic determination of ambroxol in the presence of different preservatives in pharmaceutical formulations[J].J.Pharmaceut Biomed. Anal,2000,23:469-475.

[19] 王祖翔，任連兵，蔣俊等.高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定調(diào)味料中的痕量苯甲酸與山梨酸[J].分析測試學(xué)報,2011,30(6):665-669.

[20] 曹淑瑞，劉治勇，張雷等.高效液相色譜法同時測定食品中6種對羥基苯甲酸酯[J].分析化學(xué),2012,40(4):529-533.

[21] 高彩紅，宋杰，崔倩等.高效液相色譜法檢測食品中防腐劑-乳酸鏈球菌素[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2011,203(5):26-28.

[22] 稽超，孫艷艷，李秀琴等.飲料中4種人工合成甜味劑同時測定的超高效液相色譜快速檢測方法[J].色譜，2009,27(1):111-113.

[23] 魯琳，杭義萍，高燕紅.高效液相色譜法快速檢測乳飲料中常用甜味劑[J].食品科學(xué),2009,30(10):166-168.

[24] Grice H C. Enchanced tumpr development by butylated hydroxyanisole (BHA)from the perspective of effect on forestomach and oesophageal squamous epithelium [J]. Food and Chemical Toxicology,1988, 26:717-723.

[25] Wichi H P. Safety evaluation of butylated hydrotoluene(BHT)in the liver, lung and gastrointestinal tract [J].Food and Chemical Toxicology, 1986,24:1127-1130.

[26] 李濤，趙聲蘭，余旭亞等.抗氧化劑的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].食品研究與開發(fā),2003, 24(2): 23-26.

[27] Heijden CAVD, Janssen PJCM, Strik JJTWA. Toxicology of gallates: A review and evaluation[J].Food and Chemical Toxicology, 24(10-11):1067-1070.

[28] 李興根，喬勇升，韓芷玲等.高效液相色譜測定食品中的7種抗氧化劑[J].分析測試學(xué)報,2012,31(10):1319-1324.

[29] 蔡發(fā)，段小娟，牟志春等.高效液相色譜法同時測定食品中的12種抗氧化劑[J].食品科學(xué),2010,31(8):207-211.

[30] Collier S W, Storm J E, Bronaugh R L. Reduction of azodycs during in vitro pereutaneous absorption[J].Toxicology and Applied Pharmacology, 1993, 118(1):73-79.

[31] Marmion D M. Handbook of US colorants for foods drugs, and cosmetics and medical devices[M]. 2 nd Edition. New York: John Wiley&Sons, 1984，232-235.

[32] 沈堅，潘旭，王全林等.魚子醬中的合成色素反相高效液相色譜法同時測定[J]. 分析測試學(xué)報,2010,29(6):584-588.

[33] 王志園，譚瑩，王天嬌等.高效液相色譜法同時檢測肉制品中9種合成色素[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2014,24(23):3383-3386.

[34] 胡漢高，張紅菱，周威等.高效液相色譜法檢測熟肉制品中5種人工合成色素方法的建立[J].食品科學(xué),2011,32(20):171-174.

[35] 陳金明.香精與食品工業(yè)[J].食品研究與開發(fā),2004,25(1):34-35.

[36] Coulet M, Leblanc J C, Setze R W. Application of the margin of exposure (MoE) approach to substances in food that are genotoxic and carcinogenic : EXAMPLE 12: Sudan I (CAS No. 842-07-9)[J].Food and Chemical Toxicology，2010，48: 106-111.

[37] Ertas E, Zer H, Alasalvar C. A rapid HPLC method for determination of Sudan dyes and Para Red in red chilli pepper[J].Food Chemistry,2007,105(2):756-760.

[38] Collier S W, Storm J E, Bronaugh R L. Reduction of azodyes during in vitro percutaneous absorption[ J] .Toxicology and Applied Pharmacology, 1993,(118):73-79.

[39] 劉士濤，劉玉環(huán)，阮榕生等.食用香精的呈味特征結(jié)構(gòu)與潛在危害性分析[J].食品工業(yè)與科技,2012,33(9):426-430.

[40] Hironishi M, Kordek R, Yanagihara R, et al. Maltol (3-hydroxy-2-methyl-4-pyrone) toxicity in neuroblastoma cell lines and primary murine fetal hippocampal neuronalcultures[J].Neurodegeneration,1996,5(4);325-329.

[41] 楊華梅，杭莉.超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定食品中4種常用香精[J].色譜,2015,33(3):250-255.

Applications of HPLC in Food Additives Analysis

WU Zhong-yong, HE Xin-rui, YE Yong-li, GAO Xu-dong, Chen shi-en*

(1. College of Life Science and Engineering, Northwest University for Nationalities, Lanzhou 730124, China)

Food additives are important components in the food, but excessive or unlawful addition of thes additives can result in serious injury to the consumers. It is very necessary to analyze the additives in foods. The application of HPLC in food additives analysis is reviewed in this paper, in order to provide a reference for the routine testing of food additives.

Food; Additives; High performance liquid chromatography

2016-05-20

教育部動物醫(yī)學(xué)生物工程創(chuàng)新團(tuán)隊(IRT13091)、國家科技支撐計劃項(xiàng)目(2015BAD29B05).

*

武中庸(1990—)，男，河北滄州人，碩士研究生，主要從事食品安全與品質(zhì)控制方面的研究.

TS207.3；O657.72

A

1009-2102(2016)02-0065-05