超高效液相色譜快速測(cè)定飲料中的食品添加劑

房磊

在飲料中使用食品添加劑，可以改善口感和色澤、延長(zhǎng)保質(zhì)期，但是一些食品添加劑用量過(guò)高時(shí)，會(huì)危害人體健康，如苯甲酸、阿斯巴甜、靛藍(lán)等，所以便需要對(duì)其含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。通常情況下，飲料中的食品添加劑種類(lèi)不止一種，單個(gè)測(cè)定效率較低、成本較高，并且色譜操作條件相同時(shí)，容易造成測(cè)定誤差，而使用超高效液相色譜法可有效解決上述問(wèn)題。

超高效液相色譜法特點(diǎn)

超高效液相色譜法是在高效液色譜法基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，兩者原理基本相同，主要具備以下特點(diǎn)。第一，液體形態(tài)的流動(dòng)相，會(huì)受到較大阻力，為使其能夠順利流經(jīng)色譜柱，需施加高壓。第二，在高壓作用下，流動(dòng)相會(huì)以較高速度流動(dòng)，可大大縮短分析時(shí)間，大大提高了測(cè)定效率。第三，相較于氣相色譜和工業(yè)精餾塔，該方法具有較高的分離效能，可根據(jù)實(shí)際情況選用固定性或流動(dòng)性。第四，靈敏度較高，紫外檢測(cè)器可達(dá)0.01ng，進(jìn)樣可精確到μL單位。第五，分離分析有機(jī)化合物時(shí)，超過(guò)70%的都可采用該方法，適用范圍較廣，在大分子、高沸點(diǎn)、強(qiáng)極性等化合物中應(yīng)用效果良好。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作

選取某超市在售的果汁、碳酸飲料、含乳飲料、茶飲料四種飲料作為實(shí)驗(yàn)樣品，所用試劑包括甲醇、甲酸、乙酸、乙腈，均為色譜純，所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供，質(zhì)量濃度為1mg/mL，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。實(shí)驗(yàn)所用到的儀器設(shè)設(shè)備主要包括配有二極管陣列檢測(cè)器和Empower2色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的超高效液相色譜儀、渦旋混合器、高速離心機(jī)，型號(hào)分別為ACQUITY UPLC、XH—C和3—18K。在50mL的燒杯中加入25mg標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，滴加適量甲醇—水配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度為50μg/mL，用容量瓶保存至陰涼處，使用前對(duì)其進(jìn)行稀釋操作，稀釋后標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度分別為50、10.5、1、0.1μg/mL。取四種樣品飲料各5g，在50mL燒杯中與5mL甲醇混合均勻，加入適量水搖勻、渦漩混合2min。取出定溶液進(jìn)行離心操作，離心時(shí)間和轉(zhuǎn)速分別為5min和6000r/min，再用微孔濾膜對(duì)上層清液進(jìn)行過(guò)濾。色譜條件為XBridge Peptide BEH C18色譜柱，溫度為50℃，流動(dòng)相分別為甲醇和乙酸銨溶液，后者質(zhì)量濃度為20mmol/L，速度大小為0.6mL/min，并科學(xué)設(shè)定流動(dòng)性梯度，進(jìn)樣量為5μL。掃描檢測(cè)波長(zhǎng)時(shí)，具體范圍為200～500nm。實(shí)際操作時(shí)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度高低，依次完成各種食品添加的測(cè)定，確定其保留時(shí)間長(zhǎng)短和檢測(cè)波長(zhǎng)大小，然后提取對(duì)應(yīng)色譜圖，并根據(jù)不同組分所對(duì)應(yīng)的峰面積，用標(biāo)準(zhǔn)曲線將其質(zhì)量濃度表示出來(lái)，完成對(duì)各種食品添加劑的光譜圖定性和峰面積定量操作。所選飲料樣品中，苯甲酸、安賽蜜、檸檬黃、山梨酸、糖精鈉、脫氫乙酸、胭脂紅、莧菜紅、咖啡因、日落黃、誘惑紅、亮藍(lán)、對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯的檢測(cè)波長(zhǎng)分別為230、230、410、230、230、230、410、410、230、410、410、410、256、256、256、256。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

按照所設(shè)定的條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以在5.5min內(nèi)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)樣品中多種食品添加劑的良好分析，每次進(jìn)樣時(shí)間約為8min。每個(gè)組分所對(duì)應(yīng)的紫外光譜圖，需先在色譜柱上分析，然后經(jīng)二極管陣列檢測(cè)器掃描檢測(cè)后獲取，以此作為依據(jù)可知，波長(zhǎng)為230nm、256nm和410nm時(shí)，所能檢測(cè)出的食品添加劑分別為苯甲酸、安賽蜜、糖精鈉、山梨酸、脫氫乙酸和咖啡因；對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯；誘惑紅、胭脂紅、莧菜紅、檬黃、日落黃、亮藍(lán)。根據(jù)各種食品添加劑的水溶性個(gè)脂溶性特點(diǎn)，可利用甲醇進(jìn)行提取，其濃度為10%高速，經(jīng)高速分離后所得上清液較為澄清，經(jīng)過(guò)濾后再對(duì)其測(cè)定不會(huì)堵塞色譜柱。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法，進(jìn)行多次回收率實(shí)驗(yàn)，食品添加劑加標(biāo)量分別為5、10、20mg/kg，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為91.5%～100.2%，表明該測(cè)定方法加標(biāo)回收率較高。然后再進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)，平行測(cè)定加標(biāo)量為5mg/kg的樣品，實(shí)驗(yàn)次數(shù)為6次，可得最終精密度結(jié)果為0.65%～2.21%，表明該測(cè)定方法有著良好的精密度。最后，根據(jù)所得各種食品添加劑色譜柱峰面積大小，對(duì)其進(jìn)行線性回歸，可以發(fā)現(xiàn)此次實(shí)驗(yàn)所設(shè)定多種質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，其相關(guān)系數(shù)均超過(guò)了0.999，證明在此范圍內(nèi)各種食品添加劑具有良好的分線性關(guān)系。

采用超高效液相色譜法，可同時(shí)測(cè)定飲料中的多種食品添加劑含量，具有測(cè)定精準(zhǔn)度高、測(cè)定效率快、測(cè)定成本低等優(yōu)點(diǎn)，改善了原有測(cè)定方法的不足，在飲料食品添加劑測(cè)定方面有著寬闊的應(yīng)用前景，值得推廣。