高效液相色谱法同时测定食品中的多种着色剂

张常虎(西安文理学院化学与化学工程学院,陕西西安710065)

高效液相色谱法同时测定食品中的多种着色剂

张常虎
(西安文理学院化学与化学工程学院,陕西西安710065)

建立了一种高效液相色谱法同时测定冰淇淋、乳酸菌饮品中的柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红等5种着色剂的方法。确定的色谱条件为:选用Shim-pack VP-ODS色谱柱、紫外检测器,检测波长210 nm,以p H=6的甲醇-0.02 mol·L-1乙酸铵溶液(20∶80,体积比)为流动相,采用等浓度洗脱,流速1.0 m L·min-1。检测的线性范围为0～50μg·m L-1,相关系数为0.91185～0.9979,最低检测限为2～5μg·m L-1,回收率在95.62%～100%之间。该方法精密度高、操作简单、检测快速,是同时检测食品中多种着色剂的有效方法。

高效液相色谱;同时测定;紫外检测器;精密度

随着食品工业的快速发展,食品添加剂已经成为食品加工过程中不可或缺的配料,其中以防腐剂、甜味剂和着色剂等的使用最为广泛。到2000年,我国已批准使用的合成食用色素有21种,常用的有苋菜红、胭脂红、诱惑红、新红、柠檬黄、靛蓝、日落黄及亮蓝等,可改善食品的色泽、风味,常用于果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、糖果、冰淇淋、罐头等[1]。为防止长期过量摄入给人体带来危害,国家对食品添加剂的使用制定了卫生标准[2],对其使用范围和使用限量均有规定。国标及文献中对食品添加剂的检测多是只针对一种或少数几种。因此,作者结合文献报道[3～5]和相关国家标准[6,7],对冰淇淋和乳酸菌饮品中的多种着色剂同时进行检测,建立了一种灵敏有效、简便快速的检测方法,具有很强的实用性。

1 实验

1.1 材料、试剂与仪器

迷你可爱多甜筒(组合型植脂冰淇淋,产品标准号:SB/T 10013,分蓝莓和草莓口味),和路雪(中国)有限公司;乳酸菌饮品(草莓味,产品标准号:GB/T 21732),君乐宝乳业公司。

乙腈和甲醇(色谱纯);乙酸铵(分析纯);超纯水;柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红,国家标准物质研究中心。

LC-20A型高效液相色谱仪,日本岛津SPD-20A型紫外可见双波长检测器;SB52000型超声波清洗机; PHS-2C型酸度计;Human Up 900型超纯水机。

1.2 混合标准溶液的配制

用移液管准确移取2.00 m L柠檬黄、日落黄、苋菜红及2.5 m L胭脂红、诱惑红标准溶液于50 m L容量瓶中,用甲醇定容,得到浓度为200μg·m L-1的柠檬黄、日落黄、苋菜红和浓度为50μg·m L-1的胭脂红、诱惑红的混合标准溶液。

1.3 样品溶液的制备

直接称取10.0 g液态样品于100 m L烧杯中,加少量超纯水(如含有二氧化碳,微温搅拌除去;如果含有乙醇,水浴加热除去),然后用氨水(1+1)调节p H值为7左右,超声提取10 min,再振荡提取10 min,用超纯水定容至100 m L,摇匀。以6500 r·min-1离心20 min,上清液经水系0.45μm微孔滤膜过滤后,得样品溶液,备用。

1.4 色谱条件

色谱柱为Shim-pack VP-ODS(4.6 mm×150 mm,5μm),柱温30℃,以p H=6的甲醇-0.02 mol ·L-1乙酸铵(20∶80,体积比)为流动相,等浓度洗脱,流速为1.0 m L·min-1;选用紫外检测器,检测波长210 nm,每次进样量20μL,采集数据时间10 min。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

由于不同色谱柱的制备原料、表面处理和键合方式不同,会导致分离性能存在一定的差异。选择实验室现有的2种色谱柱[1#:Shim-pack VP-ODS(4.6 mm×150 mm,5μm),2#:Agilent Eclipse XDB-C18柱(4.6 mm×150 mm,5μm)],进行分离效果比较。结果发现,2#号色谱柱对着色剂的保留时间为柠檬黄1.215 min、胭脂红1.647 min、苋菜红1.876 min、日落黄13.772 min、诱惑红14.628 min,分离效果较差,并且日落黄、诱惑红出现峰拖尾现象,不适合对实际样品的测定;1#色谱柱对5种着色剂的分离效果较好,混合标准溶液的HPLC色谱见图1。

图1 混合标准溶液的高效液相色谱Fig.1 The HPLC chromatogram of the mixture standard solution

综合考虑保留时间、分离效果和柱效等因素,选择Shim-pack VP-ODS作为实验分离用色谱柱。

2.2 检测波长的选择(图2)

图2 混合标准溶液在不同检测波长下的色谱图Fig.2 The HPLC chromatograms of the mixture standard solution at different detection wavelengths

由图2可知,在检测波长为254 nm、235 nm、230 nm时,均不到3 min就出现3种物质的峰,或部分不出峰,不利于实际样品的测定。而检测波长为210 nm 时,不同物质都有较强的吸收峰且各峰分离间隔合适,因此选择210 nm作为检测波长。

2.3 流动相的选择

采用p H=6的甲醇-0.02 mol·L-1乙酸铵溶液作流动相时,随着甲醇在流动相中的比例从20%增大至80%,5种着色剂保留时间都缩短,相互之间太接近,无法完成分离;当甲醇在流动相中比例为5%～ 20%时,柠檬黄、苋菜红、胭脂红不能分离,诱惑红与日落黄的分离度均大于6.2,耗时过长。当甲醇在流动相中比例为20%时,5种着色剂的分离效果最好,且方法灵敏度较高。因此,选择p H=6的甲醇-0.02 mol ·L-1乙酸铵溶液(20∶80,体积比)为流动相。

改变流动相甲醇-0.02 mol·L-1乙酸铵溶液的流速,结果发现:流速从1.2 m L·min-1降低到0.8 m L·min-1,5种着色剂保留时间都延长,方法灵敏度提高。当流速为1.0 m L·min-1时,保留时间和灵敏度均较理想。因此,选择流动相流速为1.0 m L·min-1。

2.4 标准曲线

将混合标准溶液用超纯水逐级稀释至浓度(μg· m L-1)为5、10、15、20、25、50,经水系0.45μm微孔滤膜过滤后,分别在所选定的色谱条件下进行测定,得到标准色谱图。以峰面积为纵坐标(y)、浓度为横坐标(x,μg·m L-1)作图,拟合曲线得到5种着色剂的标准曲线回归方程,见表1。

表1 标准曲线回归方程Tab.1 The standard linear equations

2.5 精密度与回收率

分别将浓度为25μg·m L-1、50μg·m L-1的5种差色剂的混合标样重复进样5次,进行方法精密度实验,结果见表2。

由表2可知,各组分所得峰面积的相对标准偏差(RSD)小于1.2%,方法的精密度为0.6%～0.8%。

对一定含量的样品(必要时添加标准溶液)进行加标回收率实验,每个样品测定6次,取平均值,结果见表3。

表2 精密度实验结果Tab.2 The results of precision experiment

由表3可知,方法的回收率在95.62%～100%范围内。

2.6 样品测定

取样品溶液在选定的色谱条件下进行测定,结果如图3所示。

图3 冰淇淋(a、b)和乳酸菌饮品(c)的高效液相色谱Fig.3 The HPLC chromatograms of ice cream(a,b)and lactobacillus drink(c)

由图3可知,在冰淇淋中检测到苋菜红、诱惑红、日落黄3种食品着色剂,在乳酸菌饮品中检测到胭脂红、日落黄。几种食品着色剂出峰处基本无杂质干扰。

3 结论

建立了一种高效液相色谱法同时测定冰淇淋、乳酸菌饮品中的柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红等5种着色剂的方法。确定的色谱条件为:选用Shim-pack VP-ODS色谱柱、紫外检测器,检测波长210 nm,以p H=6的甲醇-0.02 mol·L-1乙酸铵溶液(20∶80,体积比)为流动相,采用等浓度洗脱,流速为1.0 m L·min-1。检测的线性范围为0～50μg· m L-1,相关系数为0.91185～0.9979,最低检测限为2 ～5μg·m L-1,回收率在95.62%～100%之间。该方法精密度高、操作简单、检测快速,结果准确可靠,可用于食品中多种着色剂的同时测定,具有较高的实际应用价值。

[1] 杨义善.食品中人工合成色素快速分离法的改进[J].江苏预防医学,1999,10(3):66-69.

[2] 高文惠,耿静静,裴红.高效液相色谱法同时测定食品中多种添加剂[J].食品科学,2008,29(9):472-475.

[3] 卞金辉,李娟,郭泉辉.高效液相色谱法同时测定食品中的5种添加剂[J].化学研究,2011,22(3):52-54.

[4] 陈祝军.高效液相色谱法快速测定果味饮料中8种添加剂[J].上海预防医学杂志,2010,22(7):383-384.

[5] 陈青川,于文莲,王静.高效液相色谱法同时测定多种食品添加剂[J].色谱,2001,19(2):105-108.

[6] GB 2760-2007,食品添加剂使用卫生标准[S].

[7] GB/T 5009.35-2003,食品中合成着色剂的测定方法[S].

Simultaneous Determination of Various Colorants in Food by High Performance Liquid Chromatography

ZHANG Chang-hu
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xi′an University of Arts and Science,Xi′an 710065,China)

A HPLC method was developed for simultaneous determination of five colorants in ice cream and lactobacillus drink such as lemon yellow,amaranth,ponceau 4R,sunset yellow and allura red.The chromatographic conditions were as follows:Shim-pack VP-ODS(4.6 mm×150 mm,5μm)as separation column,isocratic elution was adopted,methanol-0.02 mol·L-1ammonium acetate(p H=6,volume ratio 20∶80)as mobile phase with the flow rate of 1.0 m L·min-1,detection wavelength of 210 nm by UV detector.Under above conditions,the linear range was 0～50μg·m L-1,the linear correlation coefficient was 0.91185～0.9979,the detection limit was 2～5μg·m L-1,and the recovery was 95.62%～100%.This method has high precision with the characters of simple operation and rapid determination.It is an effective method for determining various colorants in food simultaneously.

high performance liquid chromatography(HPLC);simultaneous determination;ultraviolet detector;precision

O 657.72

A

1672-5425(2012)11-0087-04

10.3969/j.issn.1672-5425.2012.11.024

西安文理学院中青年科研基金资助项目(kyc201014),陕西省分析化学重点学科基金资助项目

2012-07-08

张常虎(1979-),男,陕西安康人,硕士,助理实验师,主要从事医用高分子材料的研究,E-mail:zhangchanghu12@163. com。