高效液相色譜法同時測定食品中的多種著色劑

張常虎(西安文理學院化學與化學工程學院,陜西西安710065)

高效液相色譜法同時測定食品中的多種著色劑

張常虎
(西安文理學院化學與化學工程學院,陜西西安710065)

建立了一種高效液相色譜法同時測定冰淇淋、乳酸菌飲品中的檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅等5種著色劑的方法。確定的色譜條件為:選用Shim-pack VP-ODS色譜柱、紫外檢測器,檢測波長210 nm,以p H=6的甲醇-0.02 mol·L-1乙酸銨溶液(20∶80,體積比)為流動相,采用等濃度洗脫,流速1.0 m L·min-1。檢測的線性范圍為0～50μg·m L-1,相關系數為0.91185～0.9979,最低檢測限為2～5μg·m L-1,回收率在95.62%～100%之間。該方法精密度高、操作簡單、檢測快速,是同時檢測食品中多種著色劑的有效方法。

高效液相色譜;同時測定;紫外檢測器;精密度

隨著食品工業的快速發展,食品添加劑已經成為食品加工過程中不可或缺的配料,其中以防腐劑、甜味劑和著色劑等的使用最為廣泛。到2000年,我國已批準使用的合成食用色素有21種,常用的有莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅、新紅、檸檬黃、靛藍、日落黃及亮藍等,可改善食品的色澤、風味,常用于果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、糖果、冰淇淋、罐頭等[1]。為防止長期過量攝入給人體帶來危害,國家對食品添加劑的使用制定了衛生標準[2],對其使用范圍和使用限量均有規定。國標及文獻中對食品添加劑的檢測多是只針對一種或少數幾種。因此,作者結合文獻報道[3～5]和相關國家標準[6,7],對冰淇淋和乳酸菌飲品中的多種著色劑同時進行檢測,建立了一種靈敏有效、簡便快速的檢測方法,具有很強的實用性。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

迷你可愛多甜筒(組合型植脂冰淇淋,產品標準號:SB/T 10013,分藍莓和草莓口味),和路雪(中國)有限公司;乳酸菌飲品(草莓味,產品標準號:GB/T 21732),君樂寶乳業公司。

乙腈和甲醇(色譜純);乙酸銨(分析純);超純水;檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅,國家標準物質研究中心。

LC-20A型高效液相色譜儀,日本島津SPD-20A型紫外可見雙波長檢測器;SB52000型超聲波清洗機; PHS-2C型酸度計;Human Up 900型超純水機。

1.2 混合標準溶液的配制

用移液管準確移取2.00 m L檸檬黃、日落黃、莧菜紅及2.5 m L胭脂紅、誘惑紅標準溶液于50 m L容量瓶中,用甲醇定容,得到濃度為200μg·m L-1的檸檬黃、日落黃、莧菜紅和濃度為50μg·m L-1的胭脂紅、誘惑紅的混合標準溶液。

1.3 樣品溶液的制備

直接稱取10.0 g液態樣品于100 m L燒杯中,加少量超純水(如含有二氧化碳,微溫攪拌除去;如果含有乙醇,水浴加熱除去),然后用氨水(1+1)調節p H值為7左右,超聲提取10 min,再振蕩提取10 min,用超純水定容至100 m L,搖勻。以6500 r·min-1離心20 min,上清液經水系0.45μm微孔濾膜過濾后,得樣品溶液,備用。

1.4 色譜條件

色譜柱為Shim-pack VP-ODS(4.6 mm×150 mm,5μm),柱溫30℃,以p H=6的甲醇-0.02 mol ·L-1乙酸銨(20∶80,體積比)為流動相,等濃度洗脫,流速為1.0 m L·min-1;選用紫外檢測器,檢測波長210 nm,每次進樣量20μL,采集數據時間10 min。

2 結果與討論

2.1 色譜柱的選擇

由于不同色譜柱的制備原料、表面處理和鍵合方式不同,會導致分離性能存在一定的差異。選擇實驗室現有的2種色譜柱[1#:Shim-pack VP-ODS(4.6 mm×150 mm,5μm),2#:Agilent Eclipse XDB-C18柱(4.6 mm×150 mm,5μm)],進行分離效果比較。結果發現,2#號色譜柱對著色劑的保留時間為檸檬黃1.215 min、胭脂紅1.647 min、莧菜紅1.876 min、日落黃13.772 min、誘惑紅14.628 min,分離效果較差,并且日落黃、誘惑紅出現峰拖尾現象,不適合對實際樣品的測定;1#色譜柱對5種著色劑的分離效果較好,混合標準溶液的HPLC色譜見圖1。

圖1 混合標準溶液的高效液相色譜Fig.1 The HPLC chromatogram of the mixture standard solution

綜合考慮保留時間、分離效果和柱效等因素,選擇Shim-pack VP-ODS作為實驗分離用色譜柱。

2.2 檢測波長的選擇(圖2)

圖2 混合標準溶液在不同檢測波長下的色譜圖Fig.2 The HPLC chromatograms of the mixture standard solution at different detection wavelengths

由圖2可知,在檢測波長為254 nm、235 nm、230 nm時,均不到3 min就出現3種物質的峰,或部分不出峰,不利于實際樣品的測定。而檢測波長為210 nm 時,不同物質都有較強的吸收峰且各峰分離間隔合適,因此選擇210 nm作為檢測波長。

2.3 流動相的選擇

采用p H=6的甲醇-0.02 mol·L-1乙酸銨溶液作流動相時,隨著甲醇在流動相中的比例從20%增大至80%,5種著色劑保留時間都縮短,相互之間太接近,無法完成分離;當甲醇在流動相中比例為5%～ 20%時,檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅不能分離,誘惑紅與日落黃的分離度均大于6.2,耗時過長。當甲醇在流動相中比例為20%時,5種著色劑的分離效果最好,且方法靈敏度較高。因此,選擇p H=6的甲醇-0.02 mol ·L-1乙酸銨溶液(20∶80,體積比)為流動相。

改變流動相甲醇-0.02 mol·L-1乙酸銨溶液的流速,結果發現:流速從1.2 m L·min-1降低到0.8 m L·min-1,5種著色劑保留時間都延長,方法靈敏度提高。當流速為1.0 m L·min-1時,保留時間和靈敏度均較理想。因此,選擇流動相流速為1.0 m L·min-1。

2.4 標準曲線

將混合標準溶液用超純水逐級稀釋至濃度(μg· m L-1)為5、10、15、20、25、50,經水系0.45μm微孔濾膜過濾后,分別在所選定的色譜條件下進行測定,得到標準色譜圖。以峰面積為縱坐標(y)、濃度為橫坐標(x,μg·m L-1)作圖,擬合曲線得到5種著色劑的標準曲線回歸方程,見表1。

表1 標準曲線回歸方程Tab.1 The standard linear equations

2.5 精密度與回收率

分別將濃度為25μg·m L-1、50μg·m L-1的5種差色劑的混合標樣重復進樣5次,進行方法精密度實驗,結果見表2。

由表2可知,各組分所得峰面積的相對標準偏差(RSD)小于1.2%,方法的精密度為0.6%～0.8%。

對一定含量的樣品(必要時添加標準溶液)進行加標回收率實驗,每個樣品測定6次,取平均值,結果見表3。

表2 精密度實驗結果Tab.2 The results of precision experiment

由表3可知,方法的回收率在95.62%～100%范圍內。

2.6 樣品測定

取樣品溶液在選定的色譜條件下進行測定,結果如圖3所示。

圖3 冰淇淋(a、b)和乳酸菌飲品(c)的高效液相色譜Fig.3 The HPLC chromatograms of ice cream(a,b)and lactobacillus drink(c)

由圖3可知,在冰淇淋中檢測到莧菜紅、誘惑紅、日落黃3種食品著色劑,在乳酸菌飲品中檢測到胭脂紅、日落黃。幾種食品著色劑出峰處基本無雜質干擾。

3 結論

建立了一種高效液相色譜法同時測定冰淇淋、乳酸菌飲品中的檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、誘惑紅等5種著色劑的方法。確定的色譜條件為:選用Shim-pack VP-ODS色譜柱、紫外檢測器,檢測波長210 nm,以p H=6的甲醇-0.02 mol·L-1乙酸銨溶液(20∶80,體積比)為流動相,采用等濃度洗脫,流速為1.0 m L·min-1。檢測的線性范圍為0～50μg· m L-1,相關系數為0.91185～0.9979,最低檢測限為2 ～5μg·m L-1,回收率在95.62%～100%之間。該方法精密度高、操作簡單、檢測快速,結果準確可靠,可用于食品中多種著色劑的同時測定,具有較高的實際應用價值。

[1] 楊義善.食品中人工合成色素快速分離法的改進[J].江蘇預防醫學,1999,10(3):66-69.

[2] 高文惠,耿靜靜,裴紅.高效液相色譜法同時測定食品中多種添加劑[J].食品科學,2008,29(9):472-475.

[3] 卞金輝,李娟,郭泉輝.高效液相色譜法同時測定食品中的5種添加劑[J].化學研究,2011,22(3):52-54.

[4] 陳祝軍.高效液相色譜法快速測定果味飲料中8種添加劑[J].上海預防醫學雜志,2010,22(7):383-384.

[5] 陳青川,于文蓮,王靜.高效液相色譜法同時測定多種食品添加劑[J].色譜,2001,19(2):105-108.

[6] GB 2760-2007,食品添加劑使用衛生標準[S].

[7] GB/T 5009.35-2003,食品中合成著色劑的測定方法[S].

Simultaneous Determination of Various Colorants in Food by High Performance Liquid Chromatography

ZHANG Chang-hu
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an University of Arts and Science,Xi′an 710065,China)

A HPLC method was developed for simultaneous determination of five colorants in ice cream and lactobacillus drink such as lemon yellow,amaranth,ponceau 4R,sunset yellow and allura red.The chromatographic conditions were as follows:Shim-pack VP-ODS(4.6 mm×150 mm,5μm)as separation column,isocratic elution was adopted,methanol-0.02 mol·L-1ammonium acetate(p H=6,volume ratio 20∶80)as mobile phase with the flow rate of 1.0 m L·min-1,detection wavelength of 210 nm by UV detector.Under above conditions,the linear range was 0～50μg·m L-1,the linear correlation coefficient was 0.91185～0.9979,the detection limit was 2～5μg·m L-1,and the recovery was 95.62%～100%.This method has high precision with the characters of simple operation and rapid determination.It is an effective method for determining various colorants in food simultaneously.

high performance liquid chromatography(HPLC);simultaneous determination;ultraviolet detector;precision

O 657.72

A

1672-5425(2012)11-0087-04

10.3969/j.issn.1672-5425.2012.11.024

西安文理學院中青年科研基金資助項目(kyc201014),陜西省分析化學重點學科基金資助項目

2012-07-08

張常虎(1979-),男,陜西安康人,碩士,助理實驗師,主要從事醫用高分子材料的研究,E-mail:zhangchanghu12@163. com。