食品中合成著色劑檢測前處理技術

□ 韓勝濤 山東理工大學農業工程與食品科學學院 汶上縣檢驗檢測中心徐保立 汶上縣檢驗檢測中心 郭業民 山東理工大學農業工程與食品科學學院

目前我國食品加工中使用的色素一般分為天然色素和人工合成著色劑兩大類。天然色素主要來源于動物或植物，主要有蟲膠色素、紅花黃色素、甜菜紅、辣椒紅素、紅曲米、姜黃、β-胡蘿卜素、葉綠酸銅鈉鹽和醬色等。天然色素雖然安全性相對高，但是對pH、光、熱等較敏感，且染色性、護色性差，不利于其在普通食品加工中大規模使用。人工合成著色劑主要是以萘、苯、甲苯等為原料，通過硝化、鹵化、磺化、偶氮化等反應而制得，多為偶氮化合物，被大量用于糖果、飲料等食品中。目前我國批準使用的食用合成著色劑有覓菜紅、胭脂紅、赤蘚紅、新紅、誘惑紅、亮藍、靛藍、梓檬黃和日落黃，還有鋁色淀，以及酸性紅、喹啉黃等。合成著色劑不僅有較好的著色作用，而且性質穩定、價格較低，因此在食品加工業中的應用日益廣泛[1-2]。

1 食品中合成著色劑檢測方法

人工合成著色劑不能提供人體所需營養物質，并且超過限量會對人體具有一定的危害，其加工過程中也可能會有重金屬等有害物質的帶入。由于食用合成著色劑對人體有不同程度的毒性作用，許多國家對食用合成著色劑的管理越來越嚴格，已有多種合成著色劑被嚴格限量甚至禁止使用。目前，在食品檢測工作中常用的合成著色劑檢測方法主要有分光光度法、高效液相色譜法、液相-質譜法、毛細管電泳法等[1，3]。

2 食品中合成著色劑檢測前處理技術

在食品樣品的預處理方面，食品基質組成成分復雜多樣，樣品前處理也需要根據食品種類不同選擇合適的前處理方法，目前常用的樣品預處理方法有聚酰胺粉吸附法、液液分配法、固相萃取法和 Qu ECHERS方法等[4]。

2.1 聚酰胺吸附法

聚酰胺是通過酰胺鍵聚合而得到的一類高分子化合物，其含有的酰胺基可以通過自身的氫鍵與羥基酚類、硝基、酸類、醌類等物質結合而起到吸附效果，可以富集水溶性的酸性色素。聚酰胺吸附法的原理為：弱酸性環境時，聚酰胺粉可以結合水溶性的合成著色劑，不結合天然色素；弱堿環境時，聚酰胺粉與結合的水溶性酸性染料解吸，而達到分離純化合成著色劑的目的。該方法是目前最常用的前處理方法，也是食品安全國家標準《食品中合成著色劑的測定》GB 5009.35-2016中的前處理方法之一，具體為：樣品溶液加濃度為200 g/L的檸檬酸溶液調pH至6，然后將其加熱到60 ℃，在將1 g左右的聚酰胺粉用少量溫水調成粥狀，加入到樣品溶液中，攪拌混勻，用G3垂融漏斗抽濾，用pH為4，溫度為60 ℃ 的水溶液沖洗3到5次，用甲醇-甲酸溶液（V/V：6/4）洗滌3～5次，再用一級水沖洗至中性，用乙醇-氨水-水溶液（V/V/V：7/2/1）解吸3～5次，直到解吸液無色，收集全部解吸液，加乙酸中和，蒸發至近干，加水復溶、定容、過濾后，即可進液相色譜儀分析[5]。

聚酰胺吸附法適用于蜜餞、果凍、飲料、糖果等食品中的十幾種合成著色劑的提取凈化。然而在實際操作中，根據食品基質的不同，大多會對操作細節進行部分改進。顧宇翔、寧尚勇等[6，7]研究表明，在飲料和糖果的前處理操作中，可將甲醇-甲酸混合溶液洗滌操作步驟省略，直接用1%氨水-甲醇混合液解析洗脫，回收率可達71.4%～109.2%。

然而，對于高脂肪、高蛋白質、高淀粉含量的食品中，競爭吸附會導致該方法回收率低，在此類樣品的前處理過程中，需要先將會產生較大干擾的蛋白質、脂肪等成分除去，然后再用聚酰胺吸附法凈化，才能達到良好的回收率和較高的操作效率。據報道。高蛋白質含量的樣品，尿素-甲醇溶液，可降低蛋白質的干擾，得到較好的提取效果[8-11]。

2.2 液-液分配法

液-液分配法利用合成著色劑與其他雜質的極性和酸堿性差異，即合成著色劑與其他雜質在不同液相中的分配系數不同，將樣品中的合成著色劑提取凈化，這也是食品安全國家標準《食品中合成著色劑的測定》GB 5009.35-2016中的前處理方法之一，適用于含赤蘚紅的樣品，具體為：將樣品溶液置于分液漏斗中，加入2 mL鹽酸、10～20 mL三正辛胺-正丁醇溶液(V/V：5/95)，振搖，取有機相，重復提取至有機相為無色，合并有機相，用10 mL飽和硫酸鈉溶液洗2次，取有機相，加熱濃縮到10 mL，置于分液漏斗中，加入10 mL正己烷，振搖，加5 mL氨水溶液（V/V：1/50）提取2～3次，合并含水溶性酸性色素的氨水溶液層，用正己烷洗滌得到的氨水溶液2次，用乙酸調至中性，加熱蒸發至近干，加水溶解、定容、過濾后，即可進液相色譜儀分析[5]。

Sha O[12]等用液-液萃取雙水相方法，測定了食品中5種合成著色劑的含量。張大芬等[13]利用無水乙醇-氨水-水作為提取環境（V/V/V：80/1/19）進行超聲提取，用乙酸調節pH至2，加石油醚去除脂肪，HPLC測定玉米粉和小米粉中8種合成著色劑的回收率可達85.7%～95.8%，檢出限為0.11～0.28 mg/kg。

液-液萃取法適合糖果、肉制品和高脂肪含量等樣品中多種色素提取的前處理，包括檸檬黃、赤蘚紅、莧菜紅、靛藍、亮藍、胭脂紅與日落黃等合成著色劑和天然色素胭脂蟲紅等。但液-液萃取法操作步驟繁瑣，對檢測人員的操作水平要求高，容易造成檢測結果的人為誤差。

2.3 固相萃取法

固相萃取法與聚酰胺吸附法原理基本相同，近年來廣泛用于食品添加劑及農殘等微量檢測前處理，該方法適用廣泛、重現性好、操作簡便、回收率高[14，15]。該法是食品安全國家標準《水果罐頭中合成著色劑的測定高效液相色譜法》GB/T 21916-2008中的方法，樣品前處理步驟具體為：將制備好的2.0 g樣品置于離心管中，加入10 mL乙醇-氨水溶液，旋渦0.5 min混 勻，3 000 r/min離 心10 min，把上清液倒入裝有脫脂棉的漏斗中過濾，將殘渣按上述方法重復3次，將濾液濃縮至2 mL，用2%的氨水溶液調節pH至8，過固相萃取柱（Sep-Pak Plus QMA 360 mg，顆 粒度37～55 μm，臨用前活化），分別用3 mL pH為8的水和3 mL pH為8的50%甲醇沖洗，棄去流出液，再用10 mL鹽酸-乙醇溶液（V/V：1/9）洗脫，將洗脫液濃縮到近干，加50%甲醇溶液溶解、定容、過濾后，即可進液相色譜儀分析[16]。

劉 艷 琴 等[17]用 Waters OASIS HLB 固相萃取柱提取凈化糕點中的檸檬黃、莧菜紅、偶氮玉紅等8種合成著色劑，回收率可達86.9%～105.7%，檢測限1.0 mg/L，該方法操作簡單，分離度高。潘旭等[18]用聚酰胺萃取柱（填充聚酰胺粉80～100目）提取凈化蝦制品中8種合成著色劑，回收率可達85.2%～98.8%，檢測限0.02～ 0.10 mg/L。

2.4 QuECHERS方法

QuEChERS， 即Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe（快速、簡單、廉價、有效、可靠、安全），是近幾年來開發出的一種樣品快速前處理方法。其原理與固相萃取法類似，利用吸附劑填料與樣品基質中的雜質相互作用，達到吸附雜質的目的，從而保留目標物。QuEChERS方法具有分析范圍廣、精確度和準確度高、處理速度較快、操作簡單、溶劑用量少和成本較低等優點[19]。劉麗等[20]通過Qu ECHERs-HPLC法測定肉制品和豆制品中的7種合成著色劑，用乙醇-氨水-水溶液（V/V/V：7/2/1）超聲提取，乙二胺-N-丙基硅烷和C18混合依次凈化，回收率為83.01%～108.84%，檢測限0.1～0.3 mg/L。

3 食品中合成著色劑檢測前處理技術展望

目前食品合成色素檢測前處理方法已基本成熟，但對于成分復雜的食品前處理方法仍較繁瑣，根據基質特性采取有針對性的前處理方法，有助于節省分析時間，提高工作效率，隨著高效液相色譜-串聯質譜等方法在食品分析領域的應用，其要求的前處理方法也更加嚴格，因此與其相對應的前處理方法有待于進一步研究。