高效液相色譜法同時(shí)測定卷煙產(chǎn)品爆珠壁材中11種合成著色劑

包 亮 黃婉玉

(1.貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，貴陽 550009；2.貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，貴陽 550081)

近年來，爆珠作為卷煙產(chǎn)品的特色功能，深受消費(fèi)者的青眛，尤其是年輕消費(fèi)群體。在過濾嘴生產(chǎn)過程中植入一顆或者多顆不同香味的爆珠膠囊，實(shí)現(xiàn)在卷煙品吸過程中不同特色香味釋放[1]。消費(fèi)者在品吸過程中可手動捏爆，煙氣經(jīng)過濾嘴和爆珠料液釋放的特色香味混合后，可以實(shí)現(xiàn)卷煙增香、豐富煙氣感官層次的功用[2-5]。爆珠在補(bǔ)充、完善、協(xié)調(diào)卷煙吸食品質(zhì)和提升、改變卷煙產(chǎn)品風(fēng)格等方面的功能越來越突出[6]，但其使用的安全性問題也受到消費(fèi)者的普遍關(guān)注。目前國內(nèi)對于卷煙爆珠的評測標(biāo)準(zhǔn)和體系中安全性指標(biāo)及限量標(biāo)準(zhǔn)相對空白[7]，難以滿足卷煙爆珠產(chǎn)品的安全管控。

卷煙爆珠主要由壁材和芯材兩部分構(gòu)成。卷煙爆珠壁材要求材料性能穩(wěn)定、無毒害、無副作用、不影響香料的作用、有一定的強(qiáng)度和可塑性等。壁材常用明膠或海藻酸鈉作為基質(zhì)[8]，芯材多為辛、癸酸甘油酯為溶劑溶解致香成分而成。卷煙爆珠壁材顏色多為鮮艷，其著色劑大多為從煤焦油中分離出來的苯、甲苯、萘經(jīng)一系列有機(jī)反應(yīng)化合而成[9]，具有一定致畸致癌危害[10]。因此著色劑具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要對其使用量進(jìn)行監(jiān)測控制。國內(nèi)對于著色劑允許使用的添加劑名單及其限量一般遵照GB 9685-2016[11]和GB 2760-2014[12]中規(guī)定，目前常見的食品、包裝材料中合成著色劑的檢測方法有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、高效液相色譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等，其中高效液相色譜法的檢測簡單快速，該方法被廣泛用于著色劑的分析測定[13-15]。李響麗等[16]建立了卷煙爆珠中檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、亮藍(lán)、酸性紅、赤蘚紅、靛藍(lán)、喹啉黃 10 種合成著色劑同時(shí)檢測的高效液相色譜-二極管陣列法，劉秀明等[17]利用高效液相色譜測定 8 種檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、亮藍(lán)、酸性紅、赤蘚紅合成著色劑。但對去二甲基姜黃素、去甲基姜黃素、姜黃素同時(shí)測定鮮少報(bào)道，本文通過建立了高效液相色譜-光電二極管陣列檢測器快速檢測卷煙產(chǎn)品爆珠壁材中11種合成著色劑(檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、酸性紅、亮藍(lán)、赤蘚紅、去二甲基姜黃素、去甲基姜黃素、姜黃素)含量的方法，檢測得到不同顏色爆珠壁材中合成著色劑的使用情況，旨在為煙用爆珠的質(zhì)量安全控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

材料：國內(nèi)外不同牌號的爆珠卷煙。

試劑：乙腈(色譜純，TEDIA，美國)；甲醇(色譜純，SIGMA，美國)；乙酸銨(分析純，天津科密歐化學(xué)試劑)；11種合成著色劑標(biāo)準(zhǔn)品：檸檬黃(CAS：1934-21-0)、莧菜紅(CAS：915-67-3)、胭脂紅(CAS：2611-82-7)、日落黃(CAS：2783-94-0)、誘惑紅(CAS：25956-17-6)、酸性紅(CAS：3567-69-9)、亮藍(lán)(CAS：3844-45-9)、赤蘚紅(CAS：16423-68-0)、去二甲基姜黃素(CAS：24939-16-0)、去甲基姜黃素(CAS：24939-17-1)、姜黃素(CAS：458-37-7)，全部采購于美國ALADDIN公司，純度≥98%。

儀器：Waters e2695(高效液相色譜，配PDA檢測器)；ML204電子天平(梅特勒-托利多公司，精確至0.1 mg)；MIKRO 220R高速離心機(jī)(萊比信中國，最高15000轉(zhuǎn)/分鐘)；超聲波水浴鍋ELMA E300H(德國艾爾瑪)；Milli-Q15超純水儀(美國Millipore公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 水溶性合成著色劑混合溶液配制

分別準(zhǔn)確稱取25 mg的檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、酸性紅、亮藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)品至不同的50 mL容量瓶中，精確至0.1 mg，溶解并分別定容，配制成濃度為0.5 mg/mL的單一標(biāo)準(zhǔn)品儲備水溶液。逐一準(zhǔn)確移取5 mL各單一標(biāo)準(zhǔn)品儲備水溶液于50 mL容量瓶中，用10%乙腈溶液定容，配制成濃度為50 μg/mL的7種著色劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確移取0.1、0.2、0.4、1.0、2.0 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別至10 mL的容量瓶中，10%乙腈水溶液定容分別制得質(zhì)量濃度為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的著色劑系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。在4 ℃條件下密封避光貯存，有效期3個(gè)月。

1.2.2 脂溶性合成著色劑混合標(biāo)準(zhǔn)甲醇溶液

分別準(zhǔn)確稱取25 mg的赤蘚紅、去二甲氧基姜黃素、去甲氧基姜黃素、姜黃素標(biāo)準(zhǔn)品至不同的50 mL容量瓶中，精確至0.1 mg，用甲醇溶解并分別定容，配制成濃度為0.5 mg/mL的單一標(biāo)準(zhǔn)品儲備甲醇溶液。逐一準(zhǔn)確移取5 mL各單一標(biāo)準(zhǔn)品儲備甲醇溶液于50 mL容量瓶中，用甲醇定容，配制成濃度為50 μg/mL的4種著色劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確移取0.1、0.2、0.4、1.0、2.0 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別至10 mL的容量瓶中，用甲醇定容分別制得質(zhì)量濃度為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的著色劑系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。在4℃條件下密封避光貯存，有效期3個(gè)月。

1.2.3 樣品處理與分析

1.2.3.1 水溶性合成著色劑樣品處理

從煙支濾嘴中取出爆珠，準(zhǔn)確稱取0.15 g爆珠，精確至0.1 mg，置于離心管中，準(zhǔn)確加入20 mL的10%乙腈-水溶液，加蓋密封后置于離心管內(nèi)，70℃下微波萃取15 min，移取提取液于2 mL離心管中，以12 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min，取適量上清液經(jīng)0.45 μm水相濾膜過濾后，待高效液相色譜分析。

1.2.3.2 脂溶性合成著色劑的提取

從煙支濾嘴中取出爆珠，準(zhǔn)確稱取0.15 g爆珠，精確至0.1 mg，置于離心管中，準(zhǔn)確加入20 mL的10%水-甲醇溶液，加蓋密封后置于離心管內(nèi)，50℃下微波萃取15 min，移取提取液于2 mL離心管中，以12 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min，取適量上清液，待高效液相色譜分析。

1.3 儀器分析條件

色譜柱為Agilent 5 HC-C18(150 mm×4.6 mm，5 μm)，柱溫30℃，流量為1 mL/min，進(jìn)樣量10 μL，乙腈(A)/乙酸銨溶液(B，濃度0.02 mol/L)進(jìn)行梯度洗脫。檢測波長：檸檬黃427 nm，亮藍(lán)625 nm，莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、酸性紅、赤蘚紅511 nm，去二甲氧基姜黃素、去甲氧基姜黃素、姜黃素430 nm。

1.4 合成著色劑含量計(jì)算

樣品中合成著色劑的含量按式(1)進(jìn)行計(jì)算：

X=(C-C0)V/m

(1)

式中：

X——試樣中合成著色劑的含量，mg/kg；

C——由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得出的合成著色劑濃度，μg/mL；

C0——由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得出的合成著色劑空白值，μg/mL；

V——萃取液體積，mL；

m——試料質(zhì)量，g；

以兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值為最終測定結(jié)果，精確至0.1 mg/kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品前處理方法優(yōu)化

2.1.1 提取條件選擇

分別將檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅、酸性紅、亮藍(lán)7種水溶性合成著色劑和赤蘚紅、去二甲氧基姜黃素、去甲氧基姜黃素、姜黃素4種脂溶性合成著色劑分開提取，以乙腈-乙酸銨水溶液作為流動相，經(jīng)上機(jī)檢測證明可以達(dá)到良好的分離效果。

2.1.2 萃取溶劑以及萃取溫度選擇

本實(shí)驗(yàn)分別用純水、10%乙腈-水溶液和20%乙腈-水溶液對樣品的7種水溶性合成著色劑和純甲醇、10%水-甲醇溶液和20%水-甲醇溶液對樣品的4種脂溶性合成著色劑進(jìn)行萃取，通過高效液相色譜譜圖結(jié)果分析，10%乙腈-水溶液和10%水-甲醇溶液提取的色譜圖結(jié)果分離效果更好，色譜峰強(qiáng)度更高，沒有拖尾，故采用10%乙腈水溶液和10%水-甲醇溶液作為萃取溶劑。

本實(shí)驗(yàn)分別在30℃、50℃和70℃下進(jìn)行超聲水浴萃取，70℃下爆珠壁材在10%的乙腈-水溶液為萃取劑下溶解均勻，最終確定70℃進(jìn)行超聲水浴萃取7種水溶性合成著色劑。50℃下爆珠壁材在10%水-甲醇溶液為萃取劑下顏色部分脫落，最終確定50℃下進(jìn)行超聲水浴萃取4種脂溶性合成著色劑。

2.1.3 萃取溶劑量選擇

稱取相同顏色的爆珠壁材各三份，精確至0.1 mg，分別加入20 mL、40 mL、60 mL的10%乙腈-水溶液和10%水-甲醇溶液在相同的提取條件下，經(jīng)高效液相色譜上機(jī)檢測結(jié)果表明，20 mL下即可將11種合成著色劑提取完全，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD小于5%。

2.1.4 超聲萃取時(shí)間選擇

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，爆珠壁材在超聲萃取過程中起主導(dǎo)關(guān)鍵因素的是萃取溫度，在70 ℃下爆珠壁材在10%乙腈-水溶液超聲萃取10 min顏色完全脫落，萃取15 min爆珠基本溶解。在50 ℃下爆珠壁材在10%水-甲醇溶液超聲萃取10 min爆珠完全脫落，萃取15 min爆珠部分溶解，20 min后無變化。綜合考慮，確定超聲萃取時(shí)間為15 min。

2.2 方法與討論

2.2.1 方法線性方程與檢出限

分別配制0.5～10.0 μg/mL系列濃度的7種水溶性合成著色劑標(biāo)準(zhǔn)溶液和4種脂溶性合成著色劑標(biāo)準(zhǔn)溶液，以各組分的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(表1)。11種合成著色劑均具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.99。以最低濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測定6次，3倍相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為儀器檢出限，10倍相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為儀器定量限。

表1 方法的線性方程和檢出限

2.2.2 方法的回收率和精密度

根據(jù)樣品檢測情況，采用無色煙用爆珠作為空白實(shí)驗(yàn)樣品，以三個(gè)添加水平進(jìn)行回收率和精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2所示，在三個(gè)添加水平上，11種合成著色劑平均回收率在94.1%～101.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在1.1%～5.5%，說明本方法對11種合成著色劑有較高的回收率，平均相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在合理范圍內(nèi)，能夠滿足日常檢測要求。

2.3 樣品檢測結(jié)果

通過對市場不同顏色爆珠卷煙樣品進(jìn)行11種合成著色劑檢測，結(jié)果如表3所示。從表3可以看出不同顏色的爆珠壁材均使用了不同種類的合成著色劑，有單一合成著色劑使用，也有復(fù)配合成著色劑使用。其中亮藍(lán)含量最高為220.5 mg/kg，檸檬黃含量最高為1099.8 mg/kg，胭脂紅含量最高為185.2 mg/kg，酸性紅含量最高為18.3 mg/kg，誘惑紅最高含量為56.6 mg/kg，莧菜紅最高含量為66.8 mg/kg，赤蘚紅最高含量為16.9 mg/kg。

3 結(jié)論

通過建立高效液相色譜-光電二極管陣列檢測器快速檢測卷煙產(chǎn)品爆珠壁材中11種合成著色劑的測定方法，并對檢測樣品的提取條件以及色譜條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明該方法具有操作簡單、靈敏度高、快速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，適用于卷煙產(chǎn)品爆珠壁材中多種合成著色劑的定性和定量分析。本方法的建立可為卷煙產(chǎn)品爆珠壁材中合成著色劑的監(jiān)控、為卷煙產(chǎn)品的開發(fā)及質(zhì)量安全控制提供參考。