離子液體分散液—液微萃取—高效液相色譜法測(cè)定碳酸飲料中合成著色劑

孫鵬，竺鑒博，高玉玲

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，大慶 163319；2.大慶市薩爾圖區(qū)市場(chǎng)監(jiān)督管理局食品藥品服務(wù)中心）

離子液體分散液—液微萃取—高效液相色譜法測(cè)定碳酸飲料中合成著色劑

孫鵬1，竺鑒博2，高玉玲1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，大慶 163319；2.大慶市薩爾圖區(qū)市場(chǎng)監(jiān)督管理局食品藥品服務(wù)中心）

建立了一種離子液體分散液液微萃取樣品前處理技術(shù)，結(jié)合高效液相色譜法測(cè)定液態(tài)奶中2種著色劑（胭脂紅、日落黃）。考察了萃取劑種類(lèi)、萃取劑體積、分散劑種類(lèi)、pH、鹽濃度等因素對(duì)萃取效率的影響。確定了最佳萃取條件：以160 μL 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[OMIM]PF6）為萃取劑，1 000 μL乙腈為分散劑，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，pH為4.5。結(jié)果表明：2種合成著色劑在1～250 μg·L-1范圍內(nèi)呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為0.998 8～0.999 2；檢出限分別為1.27 μg·L-1和0.43 μg·L-1，加標(biāo)回收率在88.7%～98.5%，RSD在1.3%～5.4%。該方法簡(jiǎn)單、高效、安全，能夠滿(mǎn)足碳酸飲料中合成著色劑的檢測(cè)要求。

離子液體；高效液相色譜；分散液液微萃?。缓铣芍珓?/p>

人工合成著色劑是一類(lèi)重要的食品添加劑，具有色澤鮮艷、性質(zhì)穩(wěn)定、著色力強(qiáng)、調(diào)色容易、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于食品生產(chǎn)加工行業(yè)中[1-2]，給人們的身體健康帶來(lái)巨大隱患。合成色素是以苯、甲苯、萘等化工產(chǎn)品為原料，經(jīng)過(guò)一系列有機(jī)反應(yīng)制成的，不但沒(méi)有任何營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，過(guò)量的食用會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的傷害。飲料中添加合成著色劑的現(xiàn)象非常普遍，且存在超限量使用現(xiàn)象，所以對(duì)其含量的測(cè)定顯得尤為重要[3-4]。隨著社會(huì)的發(fā)展人們生活水平不斷提高，食品安全問(wèn)題已被人們?cè)絹?lái)越重視。因此建立一種方便、快捷、穩(wěn)定、可靠的檢測(cè)方法才能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

已報(bào)道的合成著色劑主要檢測(cè)方法有高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[5-6]、高效液相色譜法（HPLC）[7-8]、細(xì)管電泳法（CE）[9]等。胭脂紅、日落黃是飲料中最常使用的著色劑，有關(guān)胭脂紅、日落黃的檢測(cè)方法有分光光度法、液相色譜法、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法等，光度法適合檢測(cè)含量較高的樣品，液質(zhì)儀器和耗材價(jià)格昂貴，故液相色譜法應(yīng)用最為廣泛。

常用的前處理技術(shù)有固相萃取法、聚酰胺粉吸附法、液-液提取法，但樣品前處理技術(shù)需消耗大量有機(jī)試劑，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。液-液微萃取以消耗試劑少、簡(jiǎn)單、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)發(fā)展成為一種新的前處理技術(shù)[10-11]。離子液體（ILs）具有熔點(diǎn)低、熱穩(wěn)定性好、能夠溶解各種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物、易與其他溶劑混溶等獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，是一種環(huán)境友好的溶劑，成為分析工作者的新寵，并作為一種新型綠色溶劑，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在分析工作中[12-14]。目前已有報(bào)道使用離子液體液-液微萃取前處理應(yīng)用在農(nóng)殘、獸殘檢測(cè)中，但有關(guān)此法應(yīng)用在碳酸飲料中胭脂紅、日落黃的檢測(cè)未見(jiàn)報(bào)道。研究首次采用離子液體分散液-液微萃取前處理技術(shù)，結(jié)合高效液相色譜測(cè)定碳酸飲料中胭脂紅、日落黃，該方法具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：e2695型高效液相色譜儀（美國(guó)Waters公司），配有紫外檢測(cè)器（美國(guó)Waters公司）；Z36HK型高速冷凍離心機(jī)（德國(guó)HERMIE公司），VORTEX-2型渦旋儀（美國(guó)SI DIGITAL），SK8200H型超聲波清洗機(jī)（上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司）；ML204電子分析天平（梅特勒-托利多），PE-20型pH計(jì)（梅特勒-托利多）。

試劑：1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽（[HMIM]OTF）（阿拉丁試劑（中國(guó)）有限公司，純度95%）、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[OMIM]PF6）（阿拉丁試劑（中國(guó)）有限公司，純度95%）、胭脂紅（ponceau 4R，GBW（E）100161）、日落黃（sunset yellow，GBW（E）100159），于4℃下冷藏保存。甲醇、乙醇、乙腈、丙酮均為色譜純（德國(guó)Fisher試劑公司）。檸檬酸（分析純，天津科密歐試劑有限公司）、氯化鈉（國(guó)藥試劑，分析純，使用前于650℃灼燒4 h），250 μL內(nèi)插管（美國(guó)Waters公司），0.22 μm微孔濾膜（天津博納艾杰爾），實(shí)驗(yàn)所用水為屈臣氏蒸餾水，實(shí)驗(yàn)所用的碳酸飲料在超市購(gòu)買(mǎi)。

1.2 色譜條件

色譜柱：Kromasil 100-5C18，5 μm；150 mm× 4.6 mm；流速：1.0 mL·min-1；流動(dòng)相：甲醇+乙酸銨（0.02 mol·L-1）（5+95）；檢測(cè)波長(zhǎng)：254 nm；柱溫：室溫；進(jìn)樣量：10 μL。

1.3 樣品測(cè)定

準(zhǔn)確量取20.0 mL碳酸飲料樣品放入50 mL的燒杯中，在35℃下微熱不斷攪拌驅(qū)除二氧化碳，然后用0.22 μm濾膜過(guò)濾，用0.1 mol·L-1檸檬酸溶液調(diào)節(jié)pH值為4.5，向樣品中加入160 μL[OMIM]PF6（萃取劑），1 000 μL乙腈（分散劑），加入NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，渦旋震動(dòng)3 min，室溫10 000 r·min-1離心3 min，將離心管取出后，用微量進(jìn)樣器取底層萃取劑樣品50 μL，加入到250 μL內(nèi)插管中，待高效液相色譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方法的優(yōu)化

2.1.1 萃取劑的選擇

實(shí)驗(yàn)考察了[OMIM]PF6和[HMIM]OTF 2種咪唑類(lèi)離子液體對(duì)合成著色劑萃取效率的影響。結(jié)果表明[OMIM]PF6對(duì)胭脂紅、日落黃有更好的富集效果，且試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定，見(jiàn)圖1。故試驗(yàn)選擇[OMIM]PF6為萃取劑。

圖1 萃取溶劑種類(lèi)、體積對(duì)回收率的影響Fig.1Effect of type and volume of extraction solvent on recoveries

實(shí)驗(yàn)還考察了萃取劑的用量對(duì)萃取的影響。隨著[OMIM]PF6量的增加，萃取回收率不斷增加，見(jiàn)圖2。實(shí)驗(yàn)考察了120、140、160、180、200 μL，當(dāng)加入160 μL[OMIM]PF6時(shí)，萃取回收率達(dá)到最大值并趨于穩(wěn)定，故實(shí)驗(yàn)選擇萃取劑最佳量為160 μL。

圖2 分散劑體積對(duì)萃取回收率的影響Fig.2Effect of volume of dispersant solvent on recoveries

2.1.2 分散劑的選擇

分散劑對(duì)目標(biāo)化合物的測(cè)定不產(chǎn)生干擾，在萃取過(guò)程中分散劑最大限度的增加萃取劑與目標(biāo)溶液的接觸面積，進(jìn)而增大萃取效率。試驗(yàn)考察了乙醇、甲醇、丙酮、乙腈為分散劑對(duì)胭脂紅、日落黃回收率的影響。由圖3可見(jiàn)乙醇、丙酮、甲醇作為分散劑時(shí)萃取回收率都比較低，并且實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差，故實(shí)驗(yàn)選擇甲醇為分散劑。同時(shí)優(yōu)化了分散劑的用量，考察了分散劑體積為600、800、1 000、1 200、1 400、1 600 μL時(shí)對(duì)萃取結(jié)果的影響，回收率表明當(dāng)甲醇用量為1 000 μL時(shí)，回收率高。

圖3 分散劑類(lèi)型對(duì)萃取效率的影響Fig.3Effect of type of dispersant on recoveries

2.1.3 pH的選擇

調(diào)節(jié)樣品溶液的pH值可通過(guò)改變?nèi)芤旱乃釅A性，進(jìn)而改變分析物的狀態(tài)，影響分析物的穩(wěn)定性及存在形式，從而影響萃取率。故pH值是影響液相萃取的另一主要因素。因此選擇合適的樣品溶液pH值對(duì)萃取操作很重要。胭脂紅、日落黃在酸性條件下穩(wěn)定性較好，實(shí)驗(yàn)考察了pH為3.0～6.0范圍對(duì)萃取結(jié)果的影響見(jiàn)圖4，pH=4.5時(shí)，胭脂紅、日落黃能夠與萃取劑形成穩(wěn)定的體系。

圖4 pH值對(duì)萃取效率的影響Fig.4Effect of pH on recoveries

2.1.4 NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的選擇

在萃取劑和分散劑用量分別為160μL和1000μL，pH=4.5時(shí)，考察NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)萃取效率的影響。鹽的加入可以增大水相的離子強(qiáng)度，降低目標(biāo)化合物在水相的溶解度，進(jìn)而提高目標(biāo)物在離子液體中的萃取效率。實(shí)驗(yàn)考察了NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～12%對(duì)萃取效率的影響。結(jié)果表明，隨著鹽用量的增加，萃取效率增大，當(dāng)鹽濃度在6%時(shí)，萃取效率最佳（見(jiàn)圖5）。故試驗(yàn)選擇NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%。

圖5 NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)萃取效率的影響Fig.5Effect of NaCl mass fraction on recoveries

2.2 方法的評(píng)價(jià)

2.2.1 線(xiàn)性關(guān)系和檢出限、定量限

在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，從加標(biāo)碳酸飲料樣品中萃取2種合成著色劑類(lèi)殘留進(jìn)行HPLC測(cè)定，以碳酸飲料中加標(biāo)1～250 μg·L-1考察方法標(biāo)的線(xiàn)性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限，分別以3倍信噪比和10倍信噪比計(jì)算檢出限和定量下限，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 3種合成著色劑的相關(guān)系數(shù)、線(xiàn)性范圍、檢出限、定量限、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 1Correlation coefficients，linear ranges，LOD，LOQ，RSD of two kinds of synthetic colorants

2.2.2 回收率和精密度

以陰性碳酸飲料樣品作為空白基質(zhì)，分別在5、10、20 μg·L-1共3個(gè)水平進(jìn)行農(nóng)藥加標(biāo)回收試驗(yàn)，評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確度和精密性。日內(nèi)精密度是在1天內(nèi)平行分析6次加標(biāo)樣品所得回收率的RSD，日間精密度通過(guò)連續(xù)3天分析同一濃度加標(biāo)樣品所得回收率的RSD，由表2可知2種合成著色劑加標(biāo)回收率在88.7%～98.5%，日內(nèi)及日間精密度均低于5.5%。

表2 碳酸飲料中2種合成著色劑在3個(gè)加標(biāo)水平的回收率和精密度Table 2Recoveries and RSDs of synthetic colorants spiked in carbonated drink at three levels

3 樣品分析

在最佳條件下對(duì)陰性碳酸飲料樣品、加標(biāo)樣品、市售碳酸飲料進(jìn)行離子液體分散液—液微萃取—高效液相色譜分析。陰性碳酸飲料樣品、加標(biāo)樣品、實(shí)際樣品、標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見(jiàn)圖6，市售碳酸飲料胭脂紅未檢出，日落黃檢出濃度為42.6 μg·L-1。

圖6 （a）空白樣品、（b）加標(biāo)樣品、（c）實(shí)際樣品、（d）標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.胭脂紅、2.日落黃）Fig.6Chromatograms of（a）negative sample，（b）spiked sample，（c）real sample，（d）standard solution（1.ponceau 4R，2.sunset yellow）

4 結(jié)論

建立了離子液體分散液液微萃取結(jié)合高效液相色譜法測(cè)定碳酸飲料中2種合成著色劑的方法。離子液體分散液液微萃取方法操作簡(jiǎn)便，利用此法取代傳統(tǒng)液液萃取使用大量有機(jī)試劑，使得樣品前處理過(guò)程更加方便、安全、環(huán)保。但該方法在選擇萃取劑時(shí)存在一定局限性，導(dǎo)致部分化合物回收率偏低，今后合成適合研究領(lǐng)域的離子液體用于萃取將成為研究熱點(diǎn)。

［1］陳建.食品著色劑的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，11（4）：68-70.

［2］黎路，黃曉晶.食品中著色劑的檢測(cè)方法研究進(jìn)展［J］.食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2014，5（1）：142-147.

［3］盧劍，孫勇，耿寧，等.我國(guó)食品安全問(wèn)題及監(jiān)管模式建立研究［J］.食品科學(xué)，2010，31（5）：319-323.

［4］郭曉玉，陳明，張文龍.GC/MS分析黃花菜精油揮發(fā)性成分［J］.延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2016（1）：35-39.

［5］錢(qián)曉燕，劉海山，朱曉雨.固相萃取/超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定化妝品中12種合成著色劑［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2014，33（5）：527-532.

［6］陳建中，葛水蓮，喬莉娟，等.高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定肉制品中梔子黃色素［J］.食品科技，2016，41（1）：290-294.

［7］周偉娥，凌云，張?jiān)?，?高效液相色譜法測(cè)定肉制品中梔子黃色素含量［J］.食品科學(xué)，2016，37（2）：187-192.

［8］林芳，李濤，王一欣，等.固相萃取-超高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定蜜餞中9種合成色素［J］.食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2016（2）：568-574.

［9］屈忠凱，鄧光輝，王士偉，等.毛細(xì)管電泳-電化學(xué)發(fā)光分離檢測(cè)辣椒粉中羅丹明B［J］.食品科學(xué)，2015，36（4）：217-220.

［10］曹江平，解啟龍，周繼梅，等.分散液液微萃取技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2015，34（5）：616-624.

［11］孫鵬，高玉玲，王金梅，等.漂浮固化分散液-液微萃取-氣相色譜法測(cè)定液態(tài)奶中5種擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)農(nóng)藥殘留［J］.農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2016，18（4）：497-502.

［12］FAH Z，MEH G，ALI D.Application of an ionic-liquid combined with ultrasonic-assisted dispersion of gold nanoparticles for micro-solid phase extraction of unmetabolized pyridoxine and folic acid in biological fluids prior to high-performance liquid chromatography［J］.RSC Adv.，2015（5），70064-70072.

［13］馬麗萍.一種全自動(dòng)食品安全快速檢測(cè)儀的恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（10）：41-45.

［14］孫鵬，高玉玲，王爽.超聲輔助-離子液體分散液液微萃取-高效液相色譜法測(cè)定液態(tài)奶中3種四環(huán)素類(lèi)抗生素殘留［J］.化學(xué)試劑，2016，38（10）：904-908.

Simultaneous Determination of Synthetic Colorants by Ionic Liquid Dispersive Liquid-Liquid Microextraction Coupled with High Performance Liquid Chromatography in Carbonated Drink

Sun Peng1，Zhu Jianbo2，Gao Yuling1
（1.Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Food and Drug Service Center of Market Supervision Administration，Sartu District）

A novel method for the determination of two synthetic colorants ponceau 4R and sunset yellow from the carbonated drink was developed using ionic liquid dispersive 1iquid-liquid microextraction coupled with high performance liquid chromatography.The influence of extraction parameters including types of extraction solvent，volume of extraction solvent，types of dispersant solven，pH，sodium chloride mass fraction were investigated.Using 160 μL 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate（[OMIM]PF6）as extraction drop，1 000 μL acetonitrile as dispersant solvent，sodium chloride mass fraction 6%，pH was adjusted 4.5 Under the optimal condition，good linear relationship was obtained in the two synthetic colorants concentrations of 1-250 μg·L-1with the correlation coefficients of 0.998 8-0.999 2；the detection limits were 0.43-1.27 μg·L-1.The proposed method was applied to the determination of two synthetic colorants in carbonated drink，the recoveries were from 88.7%to 98.5%，with the corresponding relative standard deviations were from 1.3%to 5.4%.The method was simple，fast and precise to satisfy，which could meet the requirements for the determination of synthetic colorants in carbonated drink.

ionic liquid；performance 1iquid chromatography；dispersive 1iquid-liquid microextraction；synthetic colorants

O658.2

A

1002-2090（2017）03-0065-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.03.014

2016-08-05

大慶市指導(dǎo)性科技計(jì)劃項(xiàng)目（szdfy-2015-50）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)（校內(nèi)培育課題資助計(jì)劃：XZR2014-17）。

孫鵬（1982-），男，助理研究員，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)主要從事農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留、獸藥殘留檢測(cè)技術(shù)研究。