高效液相色譜法測定椰油酰基谷氨酸鈉中的月桂酰基谷氨酸含量

李忠軍，黃　芳，吳惠勤，孟巨光

(1.廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東　廣州　510520；2.中國廣州分析測試中心，廣東　廣州　510070;

3.廣州星業(yè)科技股份有限公司，廣東　廣州　511356)

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高效液相色譜法測定椰油酰基谷氨酸鈉中的月桂酰基谷氨酸含量

李忠軍1*，黃芳2，吳惠勤2，孟巨光3

(1.廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510520；2.中國廣州分析測試中心，廣東廣州510070;

3.廣州星業(yè)科技股份有限公司，廣東廣州511356)

摘要：建立了高效液相色譜法(HPLC)測定表面活性劑椰油酰基谷氨酸及其鈉鹽中月桂酰基谷氨酸含量以及不同碳鏈酰基谷氨酸相對含量的分析方法。采用甲醇作溶劑，渦旋混合器溶解樣品，經(jīng)Agilent TC-C18(250 mm×4.6 mm×5 μm)色譜柱分離，以乙腈-0.002 mol/L硫酸水溶液為流動相，梯度洗脫，用紫外檢測器在203 nm處檢測。該方法的線性范圍為0.050~2.0 mg/mL，檢出限(S/N=3)為0.015 mg/mL,回收率為92.0%~101%。方法快速、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好，可用于不同質(zhì)量椰油酰基谷氨酸及其鹽的測定，為此類原料的質(zhì)量控制提供了有效的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜法；椰油酰基谷氨酸；月桂酰基谷氨酸

椰油酰基谷氨酸及其鹽(結(jié)構(gòu)式見圖1)是近年來研究較多、發(fā)展較快的一類重要的表面活性劑[1]。其酰基部分可由單一或天然脂肪酸引入，谷氨基酸分子中的氨基電性被中和，酰化的氨基酸鹽屬陰離子表面活性劑[2-3]，脂肪酸可以為月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等[4]。氨基酸型表面活性劑不僅安全性高，對頭發(fā)和皮膚作用溫和，刺激性小，低毒，生物降解性能好[5-6]，而且可與十二烷基磷酸酯鉀(MAP-K)、椰油酰基丙基甜菜堿(CAB)、聚氧乙烯十二烷基磷酸酯鉀(AEP)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉(銨)(AES(A))、月桂醇硫酸酯鈉(銨)(K12(A))、烷基糖苷(APG)等表面活性劑協(xié)同復(fù)配，具有良好的抑菌性能和殺菌性能[7]。椰油酰基氨基酸型表面活性劑不僅具有優(yōu)良的表面活性，而且具有良好的生物相容性和生物降解性[8]。由于氨基酸是維持正常生命活動的重要物質(zhì)，參與了生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成及各種代謝過程，是構(gòu)成生命物質(zhì)的最基本單位，而脂肪酸也是生物體內(nèi)不可缺少的物質(zhì)。因此，酰基氨基酸及其鹽降解產(chǎn)物具有較好的生物安全性，對各種動植物無毒副作用。酰基氨基酸型表面活性劑具有良好的潤濕性、起泡性、去污性能、抗菌性以及抗蝕、抗靜電能力[9-11]，幾乎無毒無害，對皮膚溫和，被廣泛應(yīng)用于洗滌劑、化妝品、食品、飲料、醫(yī)藥衛(wèi)生、礦物浮選、石油燃料、機械工業(yè)、紡織印染、農(nóng)藥調(diào)配等領(lǐng)域[12-15]。

隨著椰油酰基谷氨酸鈉作為日化原料的用途越來越廣，其市場需求日益增大，原料真假及質(zhì)量好壞的鑒別顯得尤其重要。目前尚無對于該物質(zhì)直接定性定量分析的相關(guān)報道。現(xiàn)有方法只能通過將原料與三氟化硼發(fā)生酯交換反應(yīng)后間接測定原料中的脂肪酸組成[16]。本文首次建立了高效液相色譜法直接測定椰油酰基谷氨酸及其鹽中月桂酰谷氨酸含量的方法，并對色譜條件進行優(yōu)化，從而為椰油酰基谷氨酸鹽類物質(zhì)的質(zhì)量控制提供了有力的參考。

1實驗部分

1.1儀器與試劑

HP1100高效液相色譜儀帶可變波長紫外檢測器(美國Agilent公司);Milli-Q 超純水純化系統(tǒng)( 美國Millipore 公司)；渦旋混合器(江蘇健康醫(yī)藥公司) ；SK2510HLC超聲波清洗器(上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司)；分析天平(感量為0.1 mg，賽多力斯(北京) 科學(xué)有限公司)。

甲醇、乙腈(色譜純，德國Merck公司)；硫酸(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)；月桂酰基谷氨酸鈉對照品(CAS號：29923-31-7)由廣州星業(yè)科技股份有限公司提供，樣品由不同廠家送檢。

1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

精密稱取月桂酰基谷氨酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品0.100 g，用甲醇溶解并定容至50 mL，得到濃度為2.0 mg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，測定時稀釋成濃度為0.010，0.050，0.10，0.50，1.0，2.0 mg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3樣品溶液配制

取樣品混合均勻(顆粒狀的樣品磨碎后取樣)，準(zhǔn)確稱取0.05 g樣品，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇約40 mL，渦旋混合器混合溶解，可采用超聲或加熱助溶，用甲醇定容，經(jīng)0.45 μm聚四氟乙烯(PTFE)濾膜過濾，轉(zhuǎn)入進樣小瓶中，供高效液相色譜分析用。

1.4色譜條件

色譜柱：Agilent TC C18液相色譜柱(250 mm × 4.6 mm，5 μm)。流動相：A為乙腈，B為0.002 mol/L硫酸水溶液。梯度洗脫條件:0~15 min，40%~100%B；15~16 min，100%~40%B；16~22 min，40%B。流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測波長：203 nm；進樣體積：10 μL。

1.5定性定量方法

測定月桂酰基谷氨酸單一組分，根據(jù)被測溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的保留時間定性，峰面積外標(biāo)法定量；測定不同碳鏈酰基谷氨酸的相對含量，采用面積歸一化法定量。

2結(jié)果與討論

2.1紫外吸收波長的選擇

2.2流動相的選擇

由于目標(biāo)物檢測波長只能用近紫外的203 nm，而在此波長處多數(shù)流動相會有吸收，因此在選擇流動相時更需要選擇近紫外區(qū)吸收小的溶劑，反相色譜流動相一般是甲醇和乙腈，乙腈相較甲醇具有更短的吸收波長，所以有機相選擇乙腈；椰油酰基谷氨酸鈉屬于陽離子表面活性劑，在反相柱上的吸附較強，為了避免拖尾嚴重，考慮采用酸性緩沖鹽體系。由于乙酸、乙酸鹽、磷酸和磷酸鹽在近紫外區(qū)有吸收，作流動相時會導(dǎo)致基線本底高，從而難以檢測到目標(biāo)物。硫酸是一種強酸，只需加入極少量即可得到低pH值的酸性流動相，因此考察了添加0.01，0.005，0.002 mol/L的硫酸溶液時流動相的分離效果，發(fā)現(xiàn)均能得到理想的色譜峰，只是保留時間稍有不同，酸性越強保留越強，但硫酸溶液濃度越高，pH值越低，對色譜柱的壽命影響越大，因此，最終選擇0.002 mol/L的硫酸水溶液為流動相。實驗還考察了恒流動相洗脫和梯度洗脫時月桂酰基谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的分離效果，結(jié)果顯示，恒流洗脫得到的色譜峰有拖尾現(xiàn)象，而采用梯度洗脫可得到理想色譜峰(圖2A)，此時的理論塔板數(shù)達到18 000，拖尾因子為0.88。樣品溶液的色譜圖如圖2B，不同碳鏈的脂肪酰基谷氨酸達到理想分離且呈現(xiàn)有規(guī)律的分布，從圖中可推斷保留時間分別在5.76，8.27，11.1，14.2 min的色譜峰依次為不同碳鏈(C8/C10/C12/C14)脂肪酰基谷氨酸，采用面積歸一化法計算各成分的相對含量。

2.3線性范圍、檢出限及定量下限

將上述月桂酰基谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)儲備液逐步稀釋，得到濃度分別為2.0，1.0，0.50，0.25,0.10，0.050 mg/mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，進樣測定，以溶液濃度(C，mg/mL)為縱坐標(biāo)，峰面積(A)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。兩者在0.050~2.0 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性方程為A=0.906C+0.055 1，相關(guān)系數(shù)(r)為0.999 2。以信噪比(S/N)≥3 時的濃度作為檢出限，得到月桂酰基谷氨酸的檢出限為0.015 mg/mL，以S/N≥10 時的濃度作為定量下限，得到定量下限為0.045 mg/mL。

2.4回收率與重復(fù)性

在椰油酰基谷氨酸樣品中加入低、中、高3個不同濃度水平的月桂酰基谷氨酸對照品，按照上述方法處理樣品并測定含量，每個水平測定6 次，計算其加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，結(jié)果見表1。加標(biāo)回收率為92.0%~101%，RSD均小于3%，可見該方法回收率高、重復(fù)性好。

表1　椰油酰基谷氨酸鈉樣品中的平均加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

(續(xù)表1)

表2　實際樣品A中脂肪酰基谷氨酸的組成

2.5實際樣品分析

按照所建立的方法對不同廠家委托送樣進行檢測，有代表性地選擇了A、B、C 3家樣品進行檢測，發(fā)現(xiàn)3個不同廠家的月桂酰基谷氨酸鈉含量各有不同。其中A為31.5%，B為33.0%，C為60.2%；同時發(fā)現(xiàn)，樣品A和B中除了含有月桂酰基谷氨酸外，還含有辛酰基谷氨酸、癸酰基谷氨酸和十四烷酰基谷氨酸，而樣品C中只含有月桂酰基谷氨酸。A樣中不同碳鏈組成的歸一化含量見表2，月桂酰基谷氨酸的相對含量為60.8%。由此可見此類產(chǎn)品的質(zhì)量有差別，且椰油酰基谷氨酸的純度均有待提高。

3結(jié)論

本文首次建立了測定表面活性劑椰油酰基谷氨酸鈉中月桂酰基谷氨酸的含量以及不同碳鏈酰基谷氨酸相對含量的高效液相色譜法，優(yōu)化得到的最佳色譜條件為：Agilent TC C18液相色譜柱，柱溫30 ℃，流動相為乙腈-水(含0.002 mol/L硫酸)梯度洗脫，流速為1.0 mL/min，進樣體積10 μL，檢測波長203 nm。本方法解決了不同質(zhì)量的椰油酰基谷氨酸及其鹽含量的測定問題，為此類原料的質(zhì)量判斷提供了參考。

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Determination of Lauroyl Glutamate Content in Coconut Oleoyl Glutamate by High Performance Liquid ChromatographyLI Zhong-jun1*，HUANG Fang2，WU Hui-qin2，MENG Ju-guang3

(1.Guangdong Food and Drug Vocational College,Guangzhou510520,China；2.China National Analytical Center

(Guangzhou)，Guangzhou510070，China;3.Guangzhou Startec Science & Technology

Co.,Ltd.,Guangzhou511356,China)

Abstract：A high performance liquid chromatographic(HPLC) method was developed to detect the content of lauroyl glutamate in coconut oleoyl glutamate surfactant and its sodium salts.The sample was dissolved with methanol in vortex mixer，and separated on an Agilent TC-C18(250 mm×4.6 mm×5 μm) column using acetonitrile-0.002 mmol/L H2SO4as mobile phase at a flow rate of 1.0 mL/min.The detection wavelength was set at 203 nm;The injection volume was 10 μL.Under the optimal conditions,the calibration curve was linear in the range of 0.050-2.0 mg/mL with a detection limit(S/N=3) of 0.015 mg/mL.The recoveries were between 92.0% and 101%.With the advantages of accurancy,rapidness and good reproducibility,this method is suitable for the determination of cocoyl glutamate acid in different quality of fatty acids,and provides an effective reference for the quality control of this surfactants.

Key words：high performance liquid chromatography(HPLC)；cocoyl glutamate acid；lauroyl glutamate

中圖分類號：O657.72；TQ423

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號：1004-4957(2016)01-0111-04

doi：10.3969/j.issn.1004-4957.2016.01.019

通訊作者：*李忠軍，碩士,副教授,研究方向：精細化工的分析檢測研究，Tel：020-28854962，E-mail：1009843798@qq.com

基金項目：廣東省自然科學(xué)基金資助項目(S2012010009816)；廣東省科技特派員專項資助

收稿日期：2015-06-12；修回日期：2015-07-29