用色谱法测定食物含量的研究

文 丰子萱 内蒙古农业大学

1.叶黄素

叶黄素，属于类胡萝卜素中的一种，是人体无法制造的元素，必须通过外界摄取来获得。对于心脏病以及冠状动脉疾病，还可起到预防心血管硬化，提高自身免疫力的作用，也可起到一定的抑制作用。同时，可防止玻璃体病变、预防黄斑病、保护眼睛、避免外界的光源对眼睛造成伤害，还是帮助眼睛健康的最重要的抗氧化剂，能有效避免视网膜受到氧化的伤害，对眼睛起到保护作用，所以对预防老年性眼球视网膜黄斑病变进而引起的视力下降与失明。叶黄素高度集中在视网膜黄斑区，能有助保护其免受蓝光的影响，为儿童稚嫩的眼睛起到特殊的保护作用，对儿童的视力发育极其有益，让儿童顺利形成对色彩的敏感感触，从而维护人的正常视觉功能。牛奶除了含有其他营养物质，还含有较高含量的叶黄素，而叶黄素的重要性在全球的营养学界都得到了肯定，由于人体自身不能合成叶黄素，必须通过膳食摄入，如果膳食补充不足的话，也可通过营养强化食品或补充剂的方式补充，所以人们可通过高营养含量的膳食补充的方式来获取人体需要的有益物质，因此，牛奶中的叶黄素的提取就成为我们生活中获取营养的重要方法。

1.1 高效液相色谱法分析测定牛奶中的叶黄素

高效液相色谱法的特点：高压、高效、高速，高沸点和热不稳性，有机及生化试样的高效分离分析作用，比较气相色谱法而言更为有用，更具发展前途。选取色谱柱时，首先需要考虑分离能力问题，C30与C18同为反向色谱柱，但C30柱有更好的分离能力，故本实验分离叶黄素可选用C30柱。

1.1.1 材料与方法

1.1.1.1 仪器与试剂

仪器：高效液相色谱仪、色谱柱、紫外可见光分光光度计、水浴锅、电子天平、旋转蒸发器、涡流混合器等。

试剂：甲醇、甲基叔丁基醚和二氯甲烷均为色谱纯；丙酮和2，6-二叔丁基对甲酚均为优级纯；氯化钠为分析纯；叶黄素标准品（纯度＞96.2%）。

1.1.1.2 工作原理

高效液相色谱法的原理是以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测。

1.1.1.3 色谱条件

色谱柱：250mm×4.6mm

流动相 A：甲醇

流动相 B：甲基叔丁基醚

流动相流速：1.0ml/min

检测波长：450nm

检测器：紫外检测器

柱温30℃；进样量20μl。

1.1.2 样品制备

1.1.2.1 标准溶液配制

1.1.2.1.1 标准储备液配制

称取各物叶黄素1.0mg，用流动相（甲醇）定容为10mL的标准储备液。

1.1.2.1.2 标准使用液配制

吸取上述标准贮备溶液2.00mL于25mL棕色容量瓶中，用流动相定容至刻度，混合均匀，配制成浓度分别为几个梯度的混合标准溶液。

1.1.2.2 奶样选取

取自内蒙古某奶牛场，分装于50mL离心管中；液体碱性蛋白酶（20万-150万U/g）；甲醇、甲基、叔丁基醚和二氯甲烷（色谱纯）、氯化钠（分析纯）；试验用水均为超纯水。

1.1.2.3 奶样品前处理

从牧场取适量牛奶样品后-20至-21℃贮存起来，检测合格后，开始实验，将之前储存好的奶样品放入冷冻箱4℃解冻。用高速冷冻离心机（4℃、10000r/min）离心30min，小心刮取上层和离心管壁上的油脂，尽可能全部转移于干净的容器中，准确记录所用的牛奶样品的体积V，并称量所得油脂的重量M1。

1.1.2.4 牛奶样品中叶黄素的提取

分为皂化、提取两部分。准确称取3-5g油脂于50mL离心管中，加入10mL氯化钠溶液（10%质量浓度），再加入4mL液体碱性蛋白酶，用涡轮振荡器振摇2min后，放到37℃水浴锅中培养30min，加入10mL 正己烷，提取后将之轻摇排气后置摇床上振荡静置分层，醚层用水洗至中性。叔丁基醚液经过无水硫酸钠脱水之后存入适宜容量的圆底烧瓶中，将其置于旋转蒸发器上，继续观察，直至接近蒸干。使用叔丁基色谱纯对甲酚定容，将其过滤，滤液准备好进样。

1.1.3 结果分析

1.1.3.1 标准曲线及谱图

在上述液相色谱条件下测定，以标准工作溶液浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线，求出线性方程，可得出叶黄素保留时间，且无干扰。

最后，可多增加几组平行试验保证重现性。

1.1.3.2 方法的检出限

若称样量为1g，定容至25ml，进样量10μl，以3倍信桌比计算，检测限为0.1μg/g。

1.1.3.3 结论

本文建立了高效液相色谱法测定牛奶中叶黄素的方法。该方法测定结果重现性好、准确度高、简单易操作、高效、高速、经济环保，适合用于叶黄素的日常检测。

2.番茄

番茄作为人们日常生活中的重要食物，应用无处不在，可以作为食物蔬菜，可以炒着吃、拌着吃、熬着吃，也可当水果吃，还可作为中药，加工成番茄酱。番茄含有对心血管起保护作用的维生素和矿物质，可以减少心脏病的发作，番茄中的维生素C具有生津止渴、健胃消食、清热解毒、降低血压的功效，对高血压肾脏病人有良好的辅助治疗作用。多吃番茄具有抗衰老作用，使皮肤保持白皙。番茄红素具有独特的抗氧化能力，能清除自由基，保护细胞，使脱氧核糖核酸及基因免遭破坏，能阻止癌变进程。西红柿除了对前列腺癌有预防作用外，还能有效减少胰腺癌、直肠癌、喉癌、口腔癌、肺癌、乳腺癌等癌症的发病危险，经常发生牙龈出血或皮下出血的患者，吃番茄有助于改善症状。番茄有诸多的好处，所以，对番茄的品控方面必须严格把关，这样对番茄农药残留检测分析就成为从事食品工艺的人员重要工作内容，确保上市产品的质量安全。

2.1 色谱法检测番茄中主要农药残留

气相色谱法检测番茄中主要农药残留的原理：不同物质有不同沸点、极性、溶解度，且对同一种物质有不同吸附性，故可利用此原理发出不同信号，并进行转换，从而实现对混合物各组分进行分组分离。

气相色谱法优点：有准确率高、分析迅速的特点，且相对于同类检测器选择性、分离度更高，故一般使用此方法作为实验检测方法。

2.1.1 测定准备

仪器：色谱仪、电子天平、离心机、KS康氏震荡器、水浴氮吹仪、分散匀浆基、冷冻离心机、旋转蒸发器等。

试剂：使用有机磷农药标准产品：毒死蜱、乙腈、100μg/mL甲基对硫磷、二嗪磷、氯化钠、甲拌磷、美国Fisher丙酮、0.45μm过滤器、250μL进样针，以及试验期间使用的相关玻璃仪器。

农药残留量顺序：有机氯农药＞有机磷农药＞植物农药，故以有机氯农药为例子。

2.1.2 色谱分析条件

色谱柱：2m×2mm玻璃柱，填充料3%DC-200（或SE-30）涂于100-120目Gas Chrom Q上。

柱温：175℃

汽化温度：250℃

载气：N 3mL·min-1

检测器：ECD

不分流进样，进样量1.0μL，进样口温度：220℃。

升温温度设置为110℃左右，保持2到2.5分钟，再以每分钟10℃的频率增加温度至220℃，保持2到2.5分钟，再以每分钟40℃的频率升温至260℃，保持4到4.5分钟。

2.1.3 实验过程

2.1.3.1 标准试剂配制

用移液枪吸取1 毫升的浓度为100μg/mL的各类型农药标准品在25mL容量瓶中，用Fisher丙酮定容，得到浓度为4μg/mL的农药标准品。实验前，需要将标准品调用出来，用Fisher丙酮稀释至标准浓度以配置成标准溶液。

2.1.3.2 番茄稀释液的制作与曲线绘制

使用西红柿空白样品基质液把农药混合溶液稀释成不同倍数的混合液体，根据其数值绘制曲线，然后将稀释后的各类标准溶液进行5到6次平行测验，读出曲线峰面积，读出组分质量浓度，并寻找两者相关度，分析曲线，得出实验结果。

2.1.3.3 曲线绘制

分析结果可以时间为横坐标，不同溶剂为纵坐标最终进行分离。

2.1.4.举例

选择20mL乙腈作为提取液，同时在其中加入氯化钠后，确定升温程序参数为：7000r/min，同时将离心分层的温度设定为15℃。在15分钟内成功对有机磷农药进行了分离分析，且可使此方法回收率达到百分之八十以上，检出限达到0.02-0.04mg/kg，精密度达到3%-8%左右，符合现阶段国家对番茄农药残留提出出来的要求。

2.1.5 结论

气相色谱法测定番茄中农药残留具备着效率高、选择范围广、高速、高选择性的特点，能够利用此方法对各类化合物进行定性定量分析，将本文提出的农药残留量分析方法应用到现实大批量农产品生产中，可以快速且准确地检测出农药残留量。

总结

综上所述，色谱法分析作为一种强大的分离技术和检测手段在食品成分组分和食品质量安全等方面得到广泛的应用，通过本文的两种研究方法和实验对食品行业有着极大的促进作用。