離子色譜法測定皂粒中葡萄糖酸鈉含量

馮麗枝，王 巖，陳 政*，曹文明*

(1.豐益油脂科技有限公司，上海 200137；2.豐益生物技術研發(fā)中心有限公司，上海 200137)

螯合劑是清洗劑產(chǎn)品的重要組分，可通過螯合產(chǎn)品中微量金屬離子減緩清洗劑變色，起維持體系穩(wěn)定的關鍵作用[1-3]。葡萄糖酸鈉作為一種全能型螯合劑，被廣泛用于印染、水處理、個人護理及家庭護理等領域[4]，其環(huán)保性和安全性已被各國監(jiān)管機構(gòu)認可。因此，皂粒生產(chǎn)過程中的葡萄糖酸鈉含量檢測和質(zhì)控是一項重要工作。

目前，已報道的檢測葡萄糖酸及其鈉鹽的方法主要有分光光度法、氣相色譜法、液相色譜法等。但分光光度法易受雜質(zhì)干擾，靈敏度差[5-6]；氣相色譜法需將葡萄糖酸進行衍生化，耗時且結(jié)果穩(wěn)定性較差[7]；高效液相色譜法雖然簡化了前處理，但存在分離度差、靈敏度低等缺陷[8-14]。而皂粒中含有大量脂肪酸鈉、甘油、無機鹽等雜質(zhì)，干擾嚴重。

近年來，有研究者用離子色譜實現(xiàn)了對簡單基質(zhì)中葡萄糖酸的準確定量[15]。本文研究開發(fā)了一種針對皂粒基質(zhì)中葡萄糖酸鈉的離子色譜檢測方法，實現(xiàn)了高靈敏度、寬線性范圍的定量分析，且操作簡便、檢測結(jié)果準確，可為皂粒生產(chǎn)提供一種有效的質(zhì)控手段。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

850型離子色譜儀(瑞士萬通公司)，配在線真空脫氣機，柱溫箱，脈沖安培檢測器，抑制型電導檢測器，919型自動進樣系統(tǒng)，METROSEP Carb 1糖分析柱(150 mm×4.0 mm,5 μm)，METROSEP Organic Acid 有機酸分析柱(250 mm×4.0 mm,7.8 μm)，Mag IC-Net 2.1色譜工作站。移液槍(Eppendorf，Research Plus)；CPA225D分析天平(精確至0.000 1 g，賽多利斯)；KUDOS SK5200G超聲波清洗器(上?？茖鹇晝x器有限公司)；Milli-Q超純水儀(默克化工技術(上海)有限公司)。

D-葡萄糖酸鈉(純度≥99%，生化試劑，Sigma-Aldrich公司)；硫酸、石油醚(沸程30～60 ℃)均為分析純，購于國藥化學試劑有限公司；氫氧化鈉、醋酸鈉(IC專用級，上海安譜實驗科技股份有限公司)；超純水(電阻率>18.2 MΩ·cm)；皂粒樣品來自豐益油脂科技有限公司。

1.2 標準溶液的配制

精確稱取葡萄糖酸鈉標準品0.10 g于100 mL容量瓶中，用超純水溶解并定容配成1 000 mg·L-1的葡萄糖酸鈉標準儲備液；分別用移液槍準確量取葡萄糖酸鈉標準儲備液0.05、0.1、1、2、5、10、20 mL于100 mL容量瓶中，用超純水定容，配成0.5、1.0、10、20、50、100、200 mg·L-1的葡萄糖酸鈉標準工作液。

1.3 樣品前處理

精確稱取皂粒樣品3.0 g于150 mL燒杯中，85 ℃水浴條件下加60 mL超純水溶解，至溶液澄清透明，緩慢加入10 mL 50%(體積分數(shù))硫酸溶液攪拌至無白色固體析出，表明脂肪酸鈉已全部反應生成脂肪酸。待溶液冷卻至30～40 ℃后轉(zhuǎn)移至250 mL分液漏斗中，分別用10 mL石油醚萃取3次，收集水相溶液，石油醚層分別用5 mL超純水洗滌3次，收集水相溶液合并于100 mL容量瓶中，用超純水定容至刻度，過0.45 μm水相濾膜，待測。

1.4 色譜條件

METROSEP CARB 1糖分析色譜柱(150 mm×4.0 mm,5 μm)和Metrosep Carb 1 Guard/4.0保護柱；洗脫液采用150 mmol·L-1NaOH+20 mmol·L-1NaAc；流速1.0 mL·min-1；進樣量20 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理優(yōu)化

皂粒的主要成分是高級脂肪酸鈉，若直接進樣會吸附在色譜柱上造成不可逆的損傷。因此，必須去除樣品溶液中的脂肪酸鈉后再進行分析。室溫下，皂粒樣品水溶液黏稠渾濁，無法用過濾或色譜分離，本文采用先酸化、后萃取的方式對樣品進行凈化。由于酸化生成的脂肪酸不溶于水，當加入硫酸不再析出固體時，表明脂肪酸鈉已被去除。

2.2 色譜條件的優(yōu)化

圖1 含20 mg/g葡萄糖酸鈉皂粒樣品(a)和空白皂粒樣品(b)色譜圖Fig.1 Chromatogram of 20 mg/g sodium gluconate(a)and blank soap noodle sample(b)mobile phase:150 mmol·L-1 NaOH+ 20 mmol·L-1 NaAc,flow rates:1.0 mL/min,pulsed ampere detector

葡萄糖酸鈉(GS)在酸性條件下以葡萄糖酸(GA)形式存在，因此實驗分別考察了METROSEP Organic Acid分析柱(酸性流動相，抑制型電導檢測器檢測)和METROSEP Carb 1糖分析柱(堿性流動相，安培檢測器檢測)對測定結(jié)果的影響。結(jié)果顯示，采用METROSEP Organic Acid分析柱在酸性流動相體系下分析時，葡萄糖酸峰的基線受到雜質(zhì)峰拖尾的嚴重干擾，峰高僅20 μs·cm-1，不能滿足定量要求。而采用METROSEP Carb 1糖分析柱在堿性流動相體系下分析時，在相同前處理條件下，皂粒樣品中葡萄糖酸鈉的響應顯著提高；空白樣品實驗表明，目標物峰不受樣品中其它組分影響，滿足定性、定量要求(見圖1)。另外，研究發(fā)現(xiàn)NaOH濃度在5～150 mmol·L-1，NaAc濃度在2～20 mmol·L-1范圍內(nèi)，葡萄糖酸鈉的保留時間隨著NaOH和NaAc濃度的升高而降低；而當NaOH濃度超過150 mmol·L-1，NaAc濃度超過20 mmol·L-1時，目標物保留時間不再發(fā)生顯著變化，故本實驗選取的淋洗液濃度為150 mmol·L-1NaOH+20 mmol·L-1NaAc水溶液。

2.3 樣品溶液穩(wěn)定性

取一份皂粒(葡萄糖酸鈉含量：15 mg/g)樣品溶液，于20 ℃下放置0、24、48、72 h后依次采用本方法在優(yōu)化條件下進行測定。結(jié)果顯示，該樣品溶液在72 h內(nèi)穩(wěn)定，葡萄糖酸鈉的峰面積為初始值的95.5%。

2.4 線性范圍及檢出限

取“1.2”配制的0.5、1.0、10、20、50、100、200 mg·L-1的葡萄糖酸鈉標準工作液，在優(yōu)化色譜條件下測定。以葡萄糖酸鈉的質(zhì)量濃度(x，mg·L-1)為橫坐標，對應峰面積(y)為縱坐標，繪制標準曲線。結(jié)果顯示，葡萄糖酸鈉在0.5～200 mg·L-1范圍內(nèi)呈良好的線性，線性方程為y=34.64x+29.47,r2=0.999 6。以3倍信噪比(S/N=3)計算得方法的檢出限(LOD)為0.25 mg·L-1，以S/N=10計算得定量下限(LOQ)為0.63 mg·L-1。與已有文獻報道[15]相比，線性范圍提高約2個數(shù)量級，具有明顯優(yōu)勢。

2.5 準確度與精密度

取空白皂粒樣品，向其中加入不同量的葡萄糖酸鈉標準品，分別配成5個不同濃度水平(1、5、10、15、20 mg/g)的葡萄糖酸鈉加標樣品溶液，每個濃度平行實驗5次，在優(yōu)化條件下測定，計算得其回收率為80.7%～104%，表明該方法準確性良好。

選取葡萄糖酸鈉分別為1、5、20 mg/g水平的皂粒樣品，經(jīng)前處理后，在優(yōu)化色譜條件下重復進樣6次，計算得其峰面積的相對標準偏差(RSD)為1.2%～3.9%，表明該方法的精密度良好。

表1 實際皂粒產(chǎn)品中葡萄糖酸鈉的測試結(jié)果Table 1 The test results of sodium gluconate in soap noodle

2.6 與紫外分光光度法實測結(jié)果比較

采用本方法和文獻[6,12]方法分別檢測葡萄糖酸鈉理論含量為15 mg/g的3個實際批次皂粒產(chǎn)品(表1)。結(jié)果表明：紫外分光光度法測試結(jié)果明顯偏高，可能受基質(zhì)中甘油的干擾[16]；本方法測試結(jié)果與實際理論值更為相符，可作為準確有效的質(zhì)控手段。

3 結(jié) 論

采用離子色譜法可快速、準確地測定皂粒中葡萄糖酸鈉的含量，靈敏度高且不受雜質(zhì)影響，對日化產(chǎn)品中添加葡萄糖酸鈉的產(chǎn)品檢測具有實際意義，可滿足原料及皂類產(chǎn)品中葡萄糖酸鈉含量的精準質(zhì)控要求。