超高效液相色譜一串聯質譜測定卷煙爆珠中7種著色劑

張建鐸 楊文武 向海英 曾婉俐 宋春滿 楊葉昆 李雪梅

摘要：為檢測卷煙爆珠中7種水溶性著色劑含量，建立超高效液相色譜一串聯質譜（UPLC-MS-MS）同時分析爆珠中檸檬黃、日落黃、胭脂紅、莧菜紅、赤蘚紅、誘惑紅、亮藍含量的檢測方法。爆珠樣品用水勻漿提取，再用正己烷除去有機雜質，水相經0.22μm濾膜過濾后進樣分析。以Waters BEH色譜柱為分析柱，甲醇和10mmol/L乙酸銨水溶液為流動相進行梯度洗脫，采用超高效液相色譜-串聯質譜在正負兩種電離模式下多反應監測模式（MRM）分析，外標法定量。7種著色劑的線性范圍介于0.005～0.5μg/mL，相關系數均大于0.99，3個水平加標平均回收率為85.2%～105%，相對標準偏差為2.1%～4.6%，方法定量限在0.4～5.0μg/g。該方法靈敏、準確，適用于爆珠中7種著色劑的含量分析。

關鍵詞：爆珠;著色劑;超高效液相色譜-串聯質譜

中圖分類號：TS43 文獻標志碼：A 文章編號：1674-5124（2019）06-0077-04

收稿日期：2019-01-11;收到修改稿日期：2019-02-21

基金項目：中國煙草總公司標準預研項目（2016QB007）

作者簡介：張建鐸（1992-），男，山東德州市人，助理研究員，碩士，研究方向為儀器分析。

通信作者：曾婉俐（1984-），女，云南怒江市人，副研究員，博士，研究方向為儀器分析。

0 引言

爆珠是嵌于卷煙濾嘴中的一種包裹不同類型香精且易捏破的香味膠囊，在卷煙抽吸過程中將其捏破，可釋放出特色香味，達到突出產品個性特征，提升卷煙抽吸品質的作用。由于爆珠在改善卷煙感官特征方面的獨特作用，近年來已成為中式卷煙品質的一種新標志。爆珠產品由壁材、芯材兩部分構成。芯材主要是包裹的香精，壁材主要是天然膠。為區分不同規格或香氣特征，大多數爆珠使用合成色素生產成彩色樣式。合成色素，又稱合成著色劑，是指用化學合成的方法制得的有機染料，具有成本低廉、色澤鮮艷、著色力強、穩定性好，可任意調配等特點，一定程度上彌補了天然色素的不足，在食品生產過程中廣泛應用。合成色素多以苯、甲苯等化工產品為原料制成，過量的合成色素及其分解產物會對人體健康產生潛在危害，表現為慢性毒性或致癌性等[1]。我國對人工合成色素在食品中允許使用的品種、范圍和添加量都作了嚴格規定[2]，并制定了相應的檢測標準，如GB/T 500935-2016《食品中合成著色劑的測定》[3]。采用液相色譜測定飲料[4]、冰淇淋[5]、蜜餞[6]、膨化食品[7]、糕點[8]、海米[9]以及肉制品[10]中合成著色劑已有不少報道。近年來超高效液相色譜一質譜聯用儀因其高靈敏度高選擇性也被逐漸用于食品[11-12]、酒水[13-14]和化妝品[15-16]中合成著色劑的檢測。目前煙草行業尚未規定卷煙爆珠中合成著色劑的檢測方法，也未規定限量要求。本文采用勻漿提取、超高效液相色譜一串聯質譜檢測，建立了爆珠中7種著色劑的檢測方法，為掌握爆珠中合成著色劑的使用情況，及時應對卷煙濾嘴爆珠潛在的安全性風險，以及卷煙產品安全性評價提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 儀器

Waters Acquity UPLC超高效液相色譜儀（美國Waters公司）;Waters Primer串聯質譜儀（美國Waters公司）IKA T18勻漿機（德國IKA公司）;Talboys多管旋渦混合儀（美國Troemner公司）;Millipore超純水機（德國Merck Millipore公司）;Elpendorf 5804臺式離心機（德國Eppendorf公司）。

1.2 試劑

甲醇、正己烷（色譜純，美國Tiade公司）;標準品檸檬黃（tartrazme，CAS：1934-21-0）、日落黃（sunset yellow，CAS：2783-94-0）、莧菜紅（amaranth，CAS：915-67-3）、胭脂紅（ponceau，CAS：2611-82-7）、誘惑紅（allura red，CAS：25965-17-6）、亮藍（brilliant blue，CAS：3844-45-9）、赤蘚紅（et了throsine，CAS：16423-88-0）均購自Sigma-Aldrich公司，純度大于99_0%。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制

分別稱取7種著色劑標準物質0.025g，用純水溶解定容于25mL容量瓶中，配制成濃度為1000μg/mL的單一標準儲備液。然后移取每種單一標準儲備液各1mL至10mL容量瓶中，用純水定容，得到每種著色劑濃度為100μg/mL的混合儲備液，4℃保存備用。

1.3.2 樣品處理

稱取爆珠0.2g于50mL離心管中，加入10mL水，用勻漿機以15000r/min勻漿2min，再加5mL正己烷渦旋振蕩2min，4000r/min離心5min，取水相層用0.22μm濾膜過濾后上機分析。

1.3.3 分析條件

色譜柱：Acquity BEH C18柱（2.1mm×100mm，1.7μm）;流動相：A為含10mmol/L乙酸銨的純水，B為甲醇;洗脫程序：0min 75% A，2min 50% A，4min25%A，5min 75% A，9min 75% A。流量：0.3mL/min;進樣量：2μL;柱溫：30℃。

質譜掃描方式：正、負離子兩種模式;監測方式：多反應監測;噴霧電壓：3000V;霧化氣壓力：750L/h;輔助氣壓力：50L/h;離子源溫度：120℃。7種著色劑的檢測參數見表1。

2 結果與討論

2.1 前處理方法的選擇

目前常用的爆珠壁材多為明膠，可溶于熱水，不溶于冷水。采用70～80℃的熱水超聲提取[17]，本實驗采用高速勻漿機勻漿提取，相對更為簡便快捷。因此本實驗將爆珠勻漿后，以有機溶劑去除包裹的芯材，著色劑溶于水相，過濾后可直接上機分析。

2.2 色譜方法的優化

本實驗采用超高效液相色譜（UPLC）進行分離，比GB 500935-2016標準使用HPLC分析速度更快，消耗溶劑更少。為兼顧1.7μm色譜柱的使用柱壓和質潛電離源對流量的要求，實驗采用0.3mL/min流速，可在4min內完成7種組分的色譜分離。以甲醇-水（含乙酸銨）體系洗脫時，色譜分離優于乙腈-水（含乙酸銨）體系，且質譜響應相對較好，因此使用甲醇和含乙酸銨的水溶液為流動相梯度洗脫。實驗發現使用5mmol/L乙酸銨色譜峰形相對稍差，10mmol/L既可滿足色譜分析要求，又不至于造成較大的污染和基質效應，因此采用10mmol/L乙酸銨溶液。柱溫對7種著色劑的色譜分離影響很小，但升高柱溫可輕微降低柱壓，實驗選擇30℃柱溫。

2.3 質譜方法的優化

本文采用流動注射方式，將上述7種著色劑的低濃度標準溶液分別在正、負兩種電離模式下優化目標物的母離子和特征子離子以及相應的質譜參數。結果7種著色劑在正、負兩種離子模式下均能優化得到離子對，且響應均較好，能滿足測試要求。其中檸檬黃、莧菜紅、誘惑紅、胭脂紅、亮藍5種著色劑在正離子模式下的響應稍強于負離子模式，日落黃、赤蘚紅2種著色劑在負離子模式下的響應稍強于正離子模式。本實驗發現檢測7種著色劑時，正負兩種電離模式均能滿足要求。因此在分析樣品，可任選一種電離模式，對于具有正負離子同時掃描功能的液質儀器，可同時采用兩種模式監測，更能有效防止假陽性。

2.4 基質效應評價

基質效應（matrix effect）是指色譜分離時共洗脫的物質改變了目標測定物的離子化效率所引起的信號的抑制或提高，最終影響方法的靈敏度和分析結果的準確性。液相色譜一串聯質譜分析樣品時基質效應一般表現為基質抑制效應。根據相對響應值法，采用基質匹配標準曲線斜率和溶劑標準曲線斜率之比來評價基質效應，ME=（基質標準曲線斜率/溶劑標準曲線斜率）。實驗采用無色爆珠提取液作為空白基質溶液，配制基質匹配標準溶液，再配制相同濃度系列的標準溶液。比較7種著色劑的兩組校準曲線，發現7種著色劑的基質效應系數介于0.87～0.92，基質抑制效應輕微，可以忽略。因此可直接使用溶劑標準曲線進行定量分析。

2.5 方法學考察

2.5.1 方法線性方程與檢出限

配制系列濃度的7種著色劑標準溶液，對系列混合標準工作溶液進行測定，每個濃度3次進樣，平均校正。以各組分的質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準工作曲線。7種著色劑在各自的線性范圍內具有良好的線性關系，相關系數均大于0.99。亮藍的線性范圍在0.005～0.2μg/mL，其他6種著色劑的線性范圍在0.02～0.5μg/mL，如表2所示。根據最小檢測濃度的3倍相對標準偏差為儀器檢出限、10倍相對標準偏差為儀器定量限，結合前處理的樣品質量、提取體積和稀釋倍數等計算，本方法對7種著色劑的定量限在0.4～5μg/g，能滿足7種著色劑的含量分析要求。

2.5.2 方法回收率與精密度

采用無色爆珠作為空白樣品，在3個水平上進行添加回收實驗，每個水平6次重復。其中檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅和赤蘚紅按2.5，5，10μg/g3個水平添加;亮藍按0.5，1.0，1.5μg/g 3個水平添加;檸檬黃按5，10，15μg/g 3個水平添加，結果如表3所示。在3個加標水平上，7種著色劑的平均回收率在85.2%～105%之間，相對標準偏差（RSD）在2.1%～4.6%，說明本方法對7種著色劑有較好的回收率和精密度，能滿足7種著色劑的含量分析要求。

2.6 樣品檢測

檢測了不同廠家生產的42份煙用爆珠產品，結果顯示檸檬黃檢出率為71.4%，含量范圍在8.7～318.2μg/g;亮藍檢出率為71.4%，含量范圍在10.1～382.4μg/g;誘惑紅檢出率為14.3%，含量范圍在72.3～468.6μg/g;胭脂紅檢出率為14.3%，含量范圍在120.6～218.7μg/g;莧菜紅檢出率為14.3%，含量范圍在2.1～7.6μg/g，其他幾種未檢出。

抽取加有不同顏色爆珠的卷煙，剪下濾嘴部分，用鑷子剝開濾嘴，取出爆珠，按前述方法測定。結果顯示所測卷煙樣品中檸檬黃含量為0.25μg/-}-，誘惑紅含量為0.52μg/支，亮藍含量為0.25μg/支，胭脂紅含量為0.76μg/皮，其他幾種未檢出。

3 結束語

本文采用勻漿提取、超高效液相色譜-串聯質譜檢測，建立了煙用爆珠中7種著色劑含量的檢測方法，相對液相色譜方法，定性更準確，分析時間更快，易于判斷假陽性，適合爆珠中7 種著色劑含量分析。

參考文獻

[1] 姚煥章. 食品添加劑[M]. 北京： 中國物資出版社， 2001： 106.

[2]食品安全國家標準食品添加劑的使用：GB 2760-2014[S]. 北京： 中國質檢出版社， 2014.

[3]食品安全國家標準食品中合成著色劑的測定： GB 5009. 35-2016[S]. 北京： 中國質檢出版社， 2016.

[4]代弟， 徐靜， 楊璐， 等. 高效液相色譜法檢測飲料中7 種人工合成色素[J]. 食品安全質量檢測學報， 2017， 8（3）： 1037-1040.

[5]劉珈伶， 陳寧周， 蔣定之， 等. 冰淇淋中6 種合成色素的固相萃取HPLC 檢測方法[J]. 中國食品添加劑， 2018， 29（1）：194-196.

[6]林芳， 李濤， 王一欣， 等. 固相萃取-超高效液相色譜法同時測定蜜餞中9 種合成色素[J]. 食品安全質量檢測學報，2016， 7（2）： 567-570.

[7]馬雪豐. 高效液相色譜法對膨化食品中合成色素的測定[J]. 中國食品添加劑， 2015， 26（6）： 184-186.

[8]譚冬明. 糕點中常見食用合成色素的前處理方法優化及高效液相色譜分析[J]. 中國食品添加劑， 2016， 27（3）： 156-159.

[9] 劉慧慧， 宮向紅， 徐英江， 等. 固相萃取-高效液相色譜法同時測定海米中10 種合成色素[J]. 食品科學， 2014， 35（4）：170-173.

[10]關曉月， 張昊天， 顧佳. 高效液相色譜法測定肉類與肉制品中添加的人工合成著色劑[J]. 中國食品添加劑， 2016，27（4）： 150-152.

[11]伊雄海， 鄧曉軍， 楊惠琴， 等. 液相色譜-串聯質譜法檢測食品中的多種易濫用著色劑[J]. 色譜， 2011， 29（11）： 1062-1065.

[12]楊偉強. 全自動固相萃取-超高效液相色譜串聯質譜法檢測食品中的9 種合成色素[J]. 福建分析測試， 2014， 23（5）： 1-5.

[13]黎永樂， 鄭彥婕， 熊岑， 等. 液相色譜/線性離子阱-靜電場軌道阱高分辨質譜法快速篩查葡萄酒中的合成色素[J]. 色譜， 2013， 31（8）： 729-732.

[14]桂茜雯， 柳菡， 許蔚， 等. 葡萄酒中26 種添加劑的高效液相色譜-高分辨質譜篩查法[J]. 質譜學報， 2015， 36（2）： 148-150.

[15]賈麗， 許雯， 劉希諾， 等. 超高效液相色譜-串聯質譜法測定化妝品中15 種色素[J]. 香精香料化妝品， 2013， 2（1）： 36-39.

[16]宗珊盈， 張軒， 李超， 等. 固相萃取-HPLC-MS/MS 法同時測定食品中6 種人工合成著色劑[J]. 中國食品添加劑， 2016，27（5）： 152-155.

[17]劉秀明， 張建， 劉亞， 等. 高效液相色譜法同時測定爆珠壁材中8種水溶性著色劑[J]. 中國測試， 2018， 44（3）： 48-50.

（編輯：徐柳）