超高效液相色譜快速測定飲料中的食品添加劑

房磊

在飲料中使用食品添加劑，可以改善口感和色澤、延長保質期，但是一些食品添加劑用量過高時，會危害人體健康，如苯甲酸、阿斯巴甜、靛藍等，所以便需要對其含量進行準確測量。通常情況下，飲料中的食品添加劑種類不止一種，單個測定效率較低、成本較高，并且色譜操作條件相同時，容易造成測定誤差，而使用超高效液相色譜法可有效解決上述問題。

超高效液相色譜法特點

超高效液相色譜法是在高效液色譜法基礎上發展而來的，兩者原理基本相同，主要具備以下特點。第一，液體形態的流動相，會受到較大阻力，為使其能夠順利流經色譜柱，需施加高壓。第二，在高壓作用下，流動相會以較高速度流動，可大大縮短分析時間，大大提高了測定效率。第三，相較于氣相色譜和工業精餾塔，該方法具有較高的分離效能，可根據實際情況選用固定性或流動性。第四，靈敏度較高，紫外檢測器可達0.01ng，進樣可精確到μL單位。第五，分離分析有機化合物時，超過70%的都可采用該方法，適用范圍較廣，在大分子、高沸點、強極性等化合物中應用效果良好。

實驗設計及操作

選取某超市在售的果汁、碳酸飲料、含乳飲料、茶飲料四種飲料作為實驗樣品，所用試劑包括甲醇、甲酸、乙酸、乙腈，均為色譜純，所用標準物質由國家標準物質中心提供，質量濃度為1mg/mL，實驗用水為超純水。實驗所用到的儀器設設備主要包括配有二極管陣列檢測器和Empower2色譜數據處理系統的超高效液相色譜儀、渦旋混合器、高速離心機，型號分別為ACQUITY UPLC、XH—C和3—18K。在50mL的燒杯中加入25mg標準物質，滴加適量甲醇—水配置標準溶液，質量濃度為50μg/mL，用容量瓶保存至陰涼處，使用前對其進行稀釋操作，稀釋后標準溶液質量濃度分別為50、10.5、1、0.1μg/mL。取四種樣品飲料各5g，在50mL燒杯中與5mL甲醇混合均勻，加入適量水搖勻、渦漩混合2min。取出定溶液進行離心操作，離心時間和轉速分別為5min和6000r/min，再用微孔濾膜對上層清液進行過濾。色譜條件為XBridge Peptide BEH C18色譜柱，溫度為50℃，流動相分別為甲醇和乙酸銨溶液，后者質量濃度為20mmol/L，速度大小為0.6mL/min，并科學設定流動性梯度，進樣量為5μL。掃描檢測波長時，具體范圍為200～500nm。實際操作時，根據標準溶液濃度高低，依次完成各種食品添加的測定，確定其保留時間長短和檢測波長大小，然后提取對應色譜圖，并根據不同組分所對應的峰面積，用標準曲線將其質量濃度表示出來，完成對各種食品添加劑的光譜圖定性和峰面積定量操作。所選飲料樣品中，苯甲酸、安賽蜜、檸檬黃、山梨酸、糖精鈉、脫氫乙酸、胭脂紅、莧菜紅、咖啡因、日落黃、誘惑紅、亮藍、對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯的檢測波長分別為230、230、410、230、230、230、410、410、230、410、410、410、256、256、256、256。

實驗結果討論

按照所設定的條件進行實驗，可以在5.5min內實現試驗樣品中多種食品添加劑的良好分析，每次進樣時間約為8min。每個組分所對應的紫外光譜圖，需先在色譜柱上分析，然后經二極管陣列檢測器掃描檢測后獲取，以此作為依據可知，波長為230nm、256nm和410nm時，所能檢測出的食品添加劑分別為苯甲酸、安賽蜜、糖精鈉、山梨酸、脫氫乙酸和咖啡因；對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯；誘惑紅、胭脂紅、莧菜紅、檬黃、日落黃、亮藍。根據各種食品添加劑的水溶性個脂溶性特點，可利用甲醇進行提取，其濃度為10%高速，經高速分離后所得上清液較為澄清，經過濾后再對其測定不會堵塞色譜柱。按照標準規定方法，進行多次回收率實驗，食品添加劑加標量分別為5、10、20mg/kg，實驗結果為91.5%～100.2%，表明該測定方法加標回收率較高。然后再進行精密度實驗，平行測定加標量為5mg/kg的樣品，實驗次數為6次，可得最終精密度結果為0.65%～2.21%，表明該測定方法有著良好的精密度。最后，根據所得各種食品添加劑色譜柱峰面積大小，對其進行線性回歸，可以發現此次實驗所設定多種質量濃度的標準液，其相關系數均超過了0.999，證明在此范圍內各種食品添加劑具有良好的分線性關系。

采用超高效液相色譜法，可同時測定飲料中的多種食品添加劑含量，具有測定精準度高、測定效率快、測定成本低等優點，改善了原有測定方法的不足，在飲料食品添加劑測定方面有著寬闊的應用前景，值得推廣。