食品中6种人工合成着色剂的快速检测

1、 文章编号:1004-1656(201101-0125-04食品中6种人工合成着色剂的快速检测刘恒*,叶梅,朱明星,谭诗珂,曾琳,王艳琴,黄国华(成都市产品质量监督检验院,四川成都610064收稿日期:2010-6-15;修回日期:2010-9-26联系人简介:刘恒(1976-,女,工程师,硕士,研究方向色谱分析。Email :cdzjlh关键词:人工合成着色剂;液相色谱;可见光区;检测中图分类号:O657.72文献标识码:AFast determination of synthetic food colorantsLIU Heng *,YE Mei ,ZHU Ming-xing ,TAN S

2、i-ke ,ZENG Lin ,WANG Yan-qin ,HUANG Guo-hua(Chengdu ProductQuality Supervision Inspection Institute ,Chengdu 610041,China Abstract :A novel method for fast determination of six kinds of synthetic colorants in foods by high performance liquid chromatography (HPLC has been developed in this paper.Addi

3、ng proper amount of water ,5mL 10.6%potassium ferrocyanide and 5mL 21.9%zinc acetate ,the sample was extracted by ultrasound and filtered with 0.45m filter film ,then detected by HPLC.This method uses the feature that synthetic colorants absorb in the visible region ,while the samples almost have no

4、 impurity absorption in the visible region to carry out testing ,eliminating the need for a general method of adsorption ,filtration ,analytsis ,evaporation and other steps.This method is simple ,fast ,accurate ,high recovery rate ,less environmental pollution ,low consumption ,and is suitable for a

5、 rapid determination of a variety of synthetic food colorants.Key words :synthetic colorant ;liquid chromatography ;visible region ;detection食品中着色剂分为天然着色剂和人工合成着色剂两类,人工合成着色剂不能提供人体所需的任何营养物质,且一些合成着色剂还会危害人体的健康,如致泻性、致突性(基因突变与致癌作用等1。而人工合成着色剂在食品中的使用随处可见,因此探寻一种简便、快速、准确、低耗、环境污染小的检测方法,对保障食品安全具有深远的意义。目前国内外常用的检

6、测方法有高效液相色谱法2、薄层色谱法3、示波极谱法4、毛细管电泳法1、分光光度法5等,现代仪器分析的方法已经成为色素分析的主流。高效液相色谱法是一种很好的分离技术,应用高效液相色谱法测定人工合成着色剂准确度高、方法灵敏、重现性好,为国家标准方法,但样品的前处理技术广泛采用的是色素的吸附与解吸附方法,步骤繁琐,试剂消耗大,环境污染严重,同时易造成损失,回收率偏低,并且该法检测波长普遍选用的是254nm ,而样品中很多杂质在254nm 处都有吸收,干扰峰较多,容易造成误判。而人工合成着色剂的第二大吸收波长在可见光区,且样品中的杂质在可见光区一般无吸收,因此,对检测组分基本无干扰。也有文献方法6采用

7、加入适量乙腈及水溶液进行直接浸泡提取,同时检测波长在可见光区的方法,但乙腈属于一种中等毒性的有机溶剂,对人体的神经系统有损伤,该法无论是对检测工作人员还是对环境都会造成较大的危害,同时乙腈除了对乳及乳制品有较好的蛋白沉淀作用外,对其他食品的沉淀作用很差。因此,本文采用DAD 多波长检测法,检化学研究与应用第23卷测波长在可见光区,以10.6%亚铁氰化钾溶液及21.9%乙酸锌溶液作为蛋白沉淀剂,不仅缩短了检测时间,提高了回收率、准确性,减少了环境污染,降低了消耗,扩大了检测范围,而且大大简化了前处理程序,适合各种食品中人工合成着色剂的快速测定。1实验部分1.1仪器与试剂高效液相色谱仪,戴安U-3

8、000系列(美国戴安公司。超声波发声器(KQ-500GVDV,昆山超声仪器有限公司。甲醇(色谱纯,美国如意化工有限公司。乙酸锌溶液:称取21.9g乙酸锌(分析纯,重庆申渝化学试剂厂,加3mL冰乙酸,加水溶解并稀释至100mL。亚铁氰化钾溶液:称取10.6g亚铁氰化钾(分析纯,武汉市江北试剂厂,加水溶解并稀释至100mL。流动相:溶剂A,乙酸铵溶液(0.02mol/L:称取1.54g乙酸铵(色谱纯,天津市科密欧化学试剂厂,加水至1000mL,溶解,经0.45m滤膜过滤;溶剂B,色谱纯甲醇(美国如意化工有限公司。合成着色剂的标准储备液:柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝是来自国家标物中心

9、的0.5mg/mL的标准溶液。合成着色剂标准使用液:将上述溶液配成0.5g/mL、1g/mL、2g/ mL、5g/mL、10g/mL的标准使用液。1.2高效液相色谱参考条件色谱柱为C18填料柱子(粒度为5m,柱长150mm,内径4.6mm(美国戴安仪器有限公司。流动相以1.0mL/min流速梯度洗脱。进样量为10L。检测器为具有程序多波长功能的二极管阵列检测器,检测6种着色剂的程序条件为: 0 4.5min,428nm;4.5 6.0min,520nm;6.0 7.5min, 510nm;7.5 8.5min,480nm;8.5 9.5min,511nm;9.5 12min,628nm;12m

10、in以后,428nm。1.3样品制备饮料、酒类等样品应直接用0.45m滤膜过滤,上液相色谱分析。固体样品,如糖类、蜜饯、果冻等称量后应加适量温热水溶解。称取10.0g样品于100mL比色管中,分别加入6mL10.6%亚铁氰化钾溶液、21.9%乙酸锌溶液,用蒸馏水定容到100mL,振摇混匀,放入超声仪器中超声半小时,取出再次振摇混匀,过滤,取滤液经0.45m滤膜过滤,上液相色谱分析。对于液态奶及冰淇淋类样品,称取30.0g样品于100mL比色管中,分别加入6mL10.6%亚铁氰化钾溶液、21.9%乙酸锌溶液,用蒸馏水定容到100mL,振摇混匀,放入超声仪器中超声半小时,取出再次振摇混匀,过滤,取

11、滤液经0.45m滤膜过滤,上液相色谱分析。2结果与讨论2.1检测波长的确定使用DAD检测器分别对6种合成着色剂进行光谱扫描,发现6种着色剂除了在紫外区域有吸收外,在可见光区也有较大吸收。紫外区域往往会有其它物质干扰吸收,容易造成误判。而着色剂在可见光区的吸收基本无杂质干扰。因此实验选用可见光区的吸收波长作为检测波长。根据6种合成着色剂的吸收光谱图,选择428nm、520nm、510nm、480nm、511nm、628nm分别作为柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝的检测波长。通过二极管阵列检测器定性,样品峰只有满足下述条件时,才能证实是人工合成着色剂: a样品峰的保留时间与标准峰的保留

12、时间相同(差异5%,如有怀疑,需做标准物添加(即将标准物加到样品中实验。b波长大于220nm、样品的光谱图应与标准品光谱图无明显差别,样品峰与标准峰的最大吸收波长相同,即其差异不大于检测系统分辨率决定的范围(一般2 4nm。2.2流动相条件的确定以甲醇和乙酸铵溶液为流动相,比较了不同比例甲醇、不同的梯度洗脱程序对目标化合物的分离度、峰形的影响,实验发现采用如下的梯度洗脱程序效果最好:0 10min,80%乙酸铵溶液/ 20%甲醇;10 13.5min,20%乙酸铵溶液/80%甲醇;13.5 20min,80%乙酸铵溶液/20%甲醇。相应的标样谱图如图1所示。621第1期刘恒等:食品中6 种人工

13、合成着色剂的快速检测图1柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝的标准色谱图Fig.1Chromatogram of six kinds of synthetic colorants2.3校正曲线的绘制根据工作中总结出的大量样品中的人工合成着色剂浓度范围,分别配制了6种合成着色剂的0.5g/mL、1g/mL、2g/mL、5g/mL、10g/mL 五种浓度的标准溶液系列,在上述色谱条件下进行液相色谱测定,并绘制标样浓度与峰面积的标准曲线,如图2所示 。图2六种着色剂的标准曲线图Fig.2Calibration graphs of six kinds of synthetic colorant

14、s由图2可知6种合成着色剂的线性关系良好,相关系数均在0.999以上;当标样浓度大于10g/mL时,响应信号与浓度不再呈线性关系,且一般食品中着色剂的添加量均在此范围内,因此721化学研究与应用第23卷确定检测范围是0.5 10g/mL。2.4样品前处理条件的确定合成着色剂属于水溶性化合物,因此应用水来进行提取,但大部分食品中都存在大量的蛋白质,如不除去这些蛋白质,容易造成液相色谱柱的堵塞,减少液相色谱柱的使用寿命。因此,选用合适的沉淀剂来沉淀蛋白显得非常重要。而通用蛋白沉淀剂为10.6%亚铁氰化钾溶液及21.9%乙酸锌溶液。乳及乳制品中蛋白沉淀剂也可用乙腈,但乙腈毒性大,对环境污染严重,相较

15、乙酸锌和亚铁氰化钾的用量来说,成本也更高。因此通过反复试验,最后确定固体样品称样量为10g左右(依样品色泽而定、含有蛋白质的液体样品为30.0g 左右,定容体积为100mL时,分别加入6mL10.6%亚铁氰化钾溶液、21.9%乙酸锌溶液,提取效果最为理想。在100mL比色管中准确称取10.0g固体样品,添加已知浓度的标准物质,添加少量水后,分别加入6mL10.6%亚铁氰化钾溶液、21.9%乙酸锌溶液,然后定容至100mL。再分别采用超声提取法、超声振荡提取法、加热提取法、加热振荡提取法进行提取。用定量滤纸过滤,滤液经0.45m 滤膜过滤后,上液相色谱测定后发现超声振荡提取法回收率最高,所以采用

16、超声振荡提取法。2.5添加回收率实验对碳酸饮料、冰淇凌、蜜饯、火腿肠进行了回收率实验,设定了3个添加浓度,每个浓度进行6次重复,结果见表1。表1不同样品的平均回收率及相对标准偏差Table1Average recovery and relative standard deviation for different samples实验样品添加的合成着色剂1mg/kg平均回收率(%相对标准偏差(%10mg/kg平均回收率(%相对标准偏差(%100mg/kg平均回收率(%相对标准偏差(%碳酸饮料柠檬黄95.3 5.2198.8 4.33100.6 4.91亮蓝90.17.6594.1 5.5498.

17、7 4.05冰淇淋苋菜红90.7 3.3696.8 3.8798.97.70胭脂红92.5 2.1199.27.8099.3 6.42柠檬黄93.77.5698.38.74100.28.55蜜饯亮蓝88.2 4.1291.4 2.4795.7 5.69火腿肠诱惑红87.4 3.8794.3 6.4192.0 3.473结论本文建立了食品中6种人工合成着色剂(柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝的液相色谱检测方法。实验结果表明该方法快速、简便、回收率高、精密度好、准确度高。合成着色剂的检出限为0.15mg/kg,各浓度水平的添加回收平均值为88.2 100.6%,相对标准偏差为2.11% 8.74%。该方法不需吸附、过滤、解析、蒸干等步骤,前处理简便、试剂用量少,采用检测波长为428nm、520nm、510nm、480nm、511nm、628nm,干扰物质少,从样品处理到上机测定仅需2h即可完成,符合现代分析技术的发展趋势。参考文献:1赵新颖,贾丽,周晓晶,等毛细管电泳法同时测定糖果中5种人工合成色素的含量J现代仪器,2008,(04:58-602Bratu M C,Danet A F,Bratu AThe HPLC determinationof synthetic food colora