高效液相色譜法測(cè)定淀粉與飲料中馬來(lái)酸和富馬酸

李 杰， 于瑞祥

(上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院， 上海 201203)

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高效液相色譜法測(cè)定淀粉與飲料中馬來(lái)酸和富馬酸

李 杰， 于瑞祥

(上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院， 上海 201203)

為了解決食品中馬來(lái)酸和富馬酸同時(shí)檢測(cè)問(wèn)題，建立了液相色譜法測(cè)定淀粉及飲料制品中馬來(lái)酸和富馬酸的檢測(cè)方法，淀粉類樣品加入提取液超聲提取，離心后過(guò)膜;飲料類直接高速離心過(guò)膜，C18柱分離，以pH 2.1的磷酸水溶液-甲醇(98∶2)作為流動(dòng)相等度洗脫，紫外檢測(cè)器在220 nm處檢測(cè)。在1.0～200 μg/mL的線性范圍內(nèi)，峰面積與質(zhì)量濃度呈良好線性關(guān)系，方法檢出限(S/N= 3)為馬來(lái)酸0.1 μg/mL，富馬酸0.05 μg/mL。兩類樣品加標(biāo)回收率在80.4%～102.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)<7 %。該方法前處理簡(jiǎn)單，檢測(cè)結(jié)果靈敏快速，可以滿足淀粉及飲料中馬來(lái)酸和富馬酸檢測(cè)的需要。

高效液相色譜； 馬來(lái)酸； 富馬酸； 淀粉； 飲料

0 引 言

本文通過(guò)對(duì)樣品的前處理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，建立了高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定淀粉及飲料制品中馬來(lái)酸和富馬酸的方法，方法靈敏、快速，可用于對(duì)淀粉及飲料中中非法添加或者由包裝材料等遷移到食品中的馬來(lái)酸進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)也可對(duì)富馬酸的含量進(jìn)行監(jiān)控。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1100高效液相色譜儀，VWD檢測(cè)器，KQ-3200DE型數(shù)控超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司)，渦旋混合器(IKA公司)，高速離心機(jī)(Sigma公司)，0.45 mm有機(jī)濾膜。

甲醇(HPLC級(jí)，美國(guó)Burdick &Jackson公司)，磷酸(HPLC級(jí)，美國(guó)Fluka公司)，水為超純水。

標(biāo)準(zhǔn)品：馬來(lái)酸(純度99.0%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司)，富馬酸(純度99.5%，德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司)。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：準(zhǔn)確稱取標(biāo)準(zhǔn)品10 mg標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL容量瓶中，超純水定容得到標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1) 樣品處理。淀粉及其制品：準(zhǔn)確稱取樣品2.0 g(精確到0.000 1 g)，加入10 mL 5%乙醇溶液(磷酸調(diào)pH = 2.1)作為提取液，渦旋混勻，超聲提取5 min，取上清液，以14 000 r/min離心5 min，取上清液過(guò)膜，棄去前1 mL濾液，收集后續(xù)濾液上樣。飲料制品：移取飲料制品，以14 000 r/min離心5 min，取上清液過(guò)膜，棄去前1 mL濾液，收集后續(xù)濾液上樣。

(2) 色譜條件。色譜柱：ZORBAX SB-C18柱(i.d. 4.6 mm×150 mm，5 μm)，流動(dòng)相為甲醇-水(用磷酸調(diào)pH2.10)= 2∶98，等度洗脫，流速0.7 mL/min，柱溫15 ℃，進(jìn)樣量10 μL，檢測(cè)波長(zhǎng)220 nm。

多種重金屬在土壤中會(huì)發(fā)生協(xié)同作用或拮抗作用，這種綜合作用會(huì)影響土壤的質(zhì)量,其影響程度可以用RI來(lái)表征。RI體現(xiàn)了重金屬的生物有效性及其對(duì)生態(tài)影響的相對(duì)貢獻(xiàn)比例，可以綜合反映土壤重金屬的污染水平和對(duì)土壤的潛在生態(tài)危害。土壤中重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表8、圖3。9個(gè)樣品中有8個(gè)樣品的RI值介于150～300之間，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為中，一個(gè)樣品RI值超過(guò)300，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度為重。總體來(lái)看，該農(nóng)田潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高，主要是Cd和U所帶來(lái)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，而其他元素基本沒(méi)有給農(nóng)田帶來(lái)潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取液的選擇

分別考察了純水、磷酸溶液(pH 2.1)、5%乙醇水溶液對(duì)樣品的提取效果。結(jié)果顯示，較純水提取而言，磷酸水溶液能夠明顯提高樣品中富馬酸的回收率，而5%乙醇水溶液對(duì)馬來(lái)酸的提取回收率也有一定的提高，因此最終確定采用5%乙醇溶液(磷酸調(diào)pH 2.1)作為樣品的提取液。

2.2 過(guò)膜對(duì)回收率的影響

以標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)膜，收集各段，進(jìn)樣分析發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖1)，過(guò)膜初期待測(cè)物的損失較大，前100 μL濾液中馬來(lái)酸含量?jī)H剩5.4%，富馬酸也損失過(guò)半，隨著過(guò)膜量的增加，膜的吸附逐漸飽和，兩種物質(zhì)的回收率逐漸升高，在800 μL時(shí)兩種化合物的回收率都接近100%，為盡可能消除過(guò)膜造成的損失，在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)棄去前1 mL的濾液，收集后續(xù)濾液進(jìn)樣。

圖1 不同過(guò)膜體積下的回收率

圖2 標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖

2.3 流動(dòng)相的選擇

國(guó)標(biāo)GB 23269.21-2009采用離子對(duì)試劑為流動(dòng)相對(duì)馬來(lái)酸進(jìn)行了測(cè)定，但實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，采用該方法需要較嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境以獲得平穩(wěn)的基線和較好的重現(xiàn)性。另外，使用離子對(duì)試劑對(duì)馬來(lái)酸和富馬酸同時(shí)分離時(shí)分離效果不理想且對(duì)色譜柱的損害較大。因此，本試驗(yàn)采用有機(jī)試劑為流動(dòng)相對(duì)兩種物質(zhì)進(jìn)行分離和檢測(cè)。考察了不同試劑對(duì)馬來(lái)酸及富馬酸的保留和分離效果發(fā)現(xiàn)，采用甲醇或乙腈等純?cè)噭┳鳛榱鲃?dòng)相時(shí)，待測(cè)組分基本不保留，兩種組分不能分離；采用甲醇-水體系的流動(dòng)相時(shí)，待測(cè)組分在色譜柱中的也基本不保留。用磷酸調(diào)節(jié)pH值發(fā)現(xiàn)，磷酸的加入能夠增加待測(cè)物的容量因子，使待測(cè)物的保留時(shí)間延長(zhǎng)，而且有效調(diào)節(jié)了待測(cè)物的峰形，采用pH 2.1的磷酸水溶液-甲醇做為流動(dòng)相，調(diào)節(jié)其比例為98∶2時(shí)獲得了良好的分離效果(見(jiàn)圖2)。

2.4 線性范圍和檢出限

實(shí)驗(yàn)表明，在1.0～200 μg/mL的線性范圍內(nèi)，馬來(lái)酸和富馬酸的濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系。其中，馬來(lái)酸的線性回歸方程Y= 55.930 8X- 13.641 6，線性相關(guān)系數(shù)R2= 0.999 9，富馬酸的線性回歸方程Y= 80.861 9X+ 32.071 3，R2= 0.999 9。根據(jù)3倍信噪比得馬來(lái)酸的檢出限為0.1 μg/mL，富馬酸的檢出限為0.05 μg/mL。

2.5 回收率和精密度

以淀粉空白樣品為基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，添加水平分別為1.0、10.0和100.0 μg/g，每個(gè)水平重復(fù)6次，樣品處理和測(cè)定按1.2節(jié)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(見(jiàn)表1)，加標(biāo)樣品的平均回收率在80.4%～98.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<6% (n= 6) ，說(shuō)明本方法能夠?qū)Φ矸壑旭R來(lái)酸和富馬酸進(jìn)行有效提取。

對(duì)飲料樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，計(jì)算得到3個(gè)水平下的回收率(見(jiàn)表2)。加標(biāo)樣品的平均回收率在82.0%～102.2%；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<7% (n= 6)，同樣表明本方法能夠?qū)︼嬃现旭R來(lái)酸和富馬酸進(jìn)行有效提取。

表1 淀粉加標(biāo)樣品的回收率與精密度(n=6)

表2 飲料加標(biāo)樣品的回收率與精密度(n=6)

3 結(jié) 語(yǔ)

本文建立了高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定淀粉及其制品以及飲料制品中馬來(lái)酸和富馬酸的方法，樣品前處理簡(jiǎn)單，方法準(zhǔn)確靈敏可靠，適于對(duì)淀粉及飲料當(dāng)中馬來(lái)酸和富馬酸的檢測(cè)。

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HPLC Determination of Maleic Aicd and Fumalic Acid in Starch and Drink

LIJie，YURui-xiang

(Shanghai Research Institute of Metrology and Testing Technology，Shanghai 201203, China)

To achieve simultaneous detection of maleic acid and fumalic acid, a determination method for starches and drinks by HPLC was established. The starch samples were extracted by ultrasonic and collected after centrifugation. The drink samples were directly collected after centrifugation. The chromatographic separation was carried out on a C18column (4.6 mm i.d×150 mm, 5 μm) using UV detection at 220 nm and pH = 2.1 phosphoric acid solution - methanol (98∶2) as the mobile phase. Results showed there exists a good linear range from 1.0 μg/mL to 200.0 μg/mL for maleic acid and fumalic acid. The limits of detection (LOD) were 0.1 mg/kg for maleic acid and 0.05 mg/kg for fumalic acid, respectively. The average recoveries for maleic acid and fumalic acid in starches and drinks were in the range of 80.4% to 102.2% at three levels, and the relative standard deviations (RSD) were less than 7 %. The method established is simple and sensitive, and can be used for the determination of maleic acid and fumalic acid in starches and drinks.

High Performance Liquid Chromatography (HPLC); maleic acid; fumalic acid; starch; drink

2014-08-01

李 杰(1983-)，男，甘肅蘭州人，博士，工程師，主要從事色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制工作。

Tel.: 021-38839800-35336；E-mail: lijie@simt.com.cn

O 657.7+2

A

1006-7167(2015)03-0055-03