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離子色譜法同時(shí)測(cè)定食品中的三種甜味 劑和兩種防腐劑
閱讀：619 發(fā)布時(shí)間：2019-6-13引言
食品中人工合成添加劑的使用情況，關(guān)系到食品的安全，是食品衛(wèi)生監(jiān) 測(cè)的重要內(nèi)容[1,2]。近年來(lái)，隨著食品工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，食品中往往添加多 種甜味劑和防腐劑以發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)[3]，這卻給監(jiān)督檢驗(yàn)工作帶來(lái)一定難度。為 了使食品質(zhì)量監(jiān)督工作能夠及時(shí)有效的開(kāi)展，迫切需要準(zhǔn)確靈敏的方法同時(shí) 測(cè)定多種添加劑。
本文研究的三種甜味劑（甜蜜素、安賽蜜、糖精鈉）和兩種防腐劑（山 梨酸鉀、苯甲酸鈉），均有國(guó)標(biāo)測(cè)定方法，但測(cè)定條件不同，不能實(shí)現(xiàn)同時(shí) 檢測(cè)。其中，甜蜜素國(guó)標(biāo)測(cè)定方法為氣相色譜法[4]，但其前處理方法比較復(fù) 雜，干擾因素多[5]。甜蜜素的分析也可采用液相色譜法，紫外檢測(cè)，但信 號(hào)較弱，靈敏度低[6]。通常需采用柱前衍生的方法以增強(qiáng)紫外信號(hào)的強(qiáng)度，但 同時(shí)增加了樣品前處理步驟，且不能同時(shí)測(cè)定其它甜味劑
這五種物質(zhì)分子中都帶有易電離的陰離子基團(tuán)，因此可通過(guò)陰離子交換 分離，電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)[7]，因此離子色譜作為合適的測(cè)定方法得到很快發(fā)展。 本方法采用IonPac AS17-C陰離子交換色譜柱，通過(guò)淋洗條件優(yōu)化，使用兩 階等濃度氫氧化鉀淋洗液洗脫，使待測(cè)離子和樣品基體獲得了良好的分離效 果，在多種食品測(cè)定中獲得了成功的應(yīng)用。
測(cè)試條件
儀器：賽默飛戴安ICS 3000離子色譜系統(tǒng)； 分析柱：IonPac AS17-C，250 mm×4 mm； 保護(hù)柱：IonPac AG17-C，50 mm×4 mm； 柱溫：30 ℃； 淋洗液源：帶有CR-ATC的EGC II KOH； 淋洗液：KOH（淋洗液在線發(fā)生裝置產(chǎn)生）梯度淋 洗，0~13 min，6 mmol/L；13.1~23 min，70 mmol/L； 23.1~26 min，6 mmol/L 流速：1.00 mL/min ； 定量環(huán)：25 µL； 檢測(cè)方式：抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器，ASRS 300 4 mm抑 制器，外接水抑制模式，抑制電流為175 mA。
樣品前處理
酒類和非乳飲料樣品稀釋100倍，并調(diào)整pH至9-10， 分別過(guò)0.22 µm濾膜和C18小柱后進(jìn)樣，碳酸類飲料需提 前超聲脫氣。
蜜餞和腌菜樣品，粉碎后取樣品2 g，加入20 mL超 純水，以300 r/min震蕩1小時(shí)，靜置后取上清液稀釋10 倍，并調(diào)整pH至9-10，分別過(guò)0.22 µm濾膜和C18小柱后 進(jìn)樣。
果凍和糕點(diǎn)樣品，取樣品2 g，加入20 mL超純水，在 90 ℃水浴中加熱10 min，靜置后取上清液稀釋10倍，并 調(diào)整pH至9-10，分別過(guò)0.22 µm濾膜和C18小柱后進(jìn)樣。
結(jié)果和討論
色譜柱的選擇及淋洗液梯度條件優(yōu)化
選擇 IonPac AS17-C烷醇季銨型功能基的氫氧根體系 色譜柱，其具有較強(qiáng)的親水性和較高的柱效，在實(shí)驗(yàn)中 展現(xiàn)了*的分離性質(zhì)，使待測(cè)物質(zhì)與多種類型樣品的 基體峰實(shí)現(xiàn)分離，并且峰型尖銳，提高了分析靈敏度。 AS17-C的柱填料基質(zhì)是無(wú)孔的EVB-DVB聚合物[8]，單位 體積的離子交換功能基數(shù)量少，使用的淋洗液濃度低，使 得保留很強(qiáng)的安賽蜜和糖精鈉在70 mmol/LKOH條件下能 較快洗脫。
本實(shí)驗(yàn)待測(cè)物質(zhì)中三種為弱保留離子，兩種為強(qiáng)保留 離子，保留性質(zhì)區(qū)別顯著，因此采用兩階等濃度的淋洗 液，低濃度淋洗完成后立即切換到高濃度，可以大限度 的節(jié)省分析時(shí)間，并在兩階分析中獲得平穩(wěn)的基線和良好 的峰型。（圖1）為五種添加劑標(biāo)準(zhǔn)溶液分離譜圖，標(biāo)準(zhǔn) 溶液中還加入了7種常見(jiàn)無(wú)機(jī)陰離子，以及甲酸、乙酸、 乳酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、酒石酸、草酸這些食品 中常見(jiàn)有機(jī)酸，從圖中可見(jiàn)這些常見(jiàn)陰離子和有機(jī)酸出峰 位置大多集中在6分鐘以前和15至17分鐘范圍內(nèi)，與待測(cè) 物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了良好的分離。
樣品前處理方法優(yōu)化
食品大多成分復(fù)雜，必須經(jīng)過(guò)凈化去除可能造成色譜 柱污染的成分，再進(jìn)入離子色譜分析系統(tǒng)。C18前處理柱 對(duì)有機(jī)化合物有良好的吸附作用，樣品溶液通過(guò)前處理柱 時(shí)，與C18填料極性相近的有機(jī)物被保留，極性差別較大 的成分則隨樣品溶液流出前處理柱。待測(cè)的幾種甜味劑和 防腐劑同時(shí)帶有有機(jī)基團(tuán)和可離子化基團(tuán)，在中性和偏酸性條件下，電離受到抑制，在C18前處理柱上有一定保 留。將樣品溶液的pH值調(diào)整至9-10，可促進(jìn)酸根基團(tuán)的 電離，增強(qiáng)其極性和在水溶液中溶解能力，減弱與C18前 處理柱的相互作用，從而獲得良好的前處理回收率。
線性、檢出限和定量限
以峰面積進(jìn)行定量，本測(cè)定方法在濃度范圍 0.2～1 mg/L內(nèi)具有很好的線性，五種物質(zhì)線性相關(guān)系數(shù) 均在0.999以上。 以信噪比3：1為檢測(cè)限，10：1為定量限，表1中列 出了五種物質(zhì)的小檢出濃度和小定量濃度。離子色 譜電導(dǎo)測(cè)定安賽蜜、糖精鈉、山梨酸鉀、苯甲酸鈉的檢 出限與HPLC方法紫外檢測(cè)檢出限接近，而甜蜜素的靈敏 度則遠(yuǎn)高于非衍生化HPLC方法，且略高于衍生化HPLC 測(cè)定甜蜜素的靈敏度 [9,10]。
食品衛(wèi)生規(guī)范規(guī)定白酒中禁止使用任何添加劑，本方 法的較高靈敏度和同時(shí)測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合這類禁止任 何人工合成添加劑加入的食品質(zhì)量測(cè)定。有些食品中同時(shí) 使用多種甜味劑和防腐劑，并需要遵守《食品添加劑使用 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中添加劑*。使用本方法可以通過(guò)一次 進(jìn)樣獲得多種待測(cè)物含量，大大提高分析效率。
實(shí)際樣品分析
檢測(cè)了市場(chǎng)上購(gòu)買的多種食品，這些樣品中添加劑 檢測(cè)結(jié)果列于表2。圖2為某食品樣品溶液和樣品加標(biāo)溶 液分析譜圖，由圖中可見(jiàn)基體峰多集中在6分鐘之前和 15~18分鐘范圍內(nèi)，很好的避開(kāi)了待測(cè)物質(zhì)的出峰區(qū)域。 絕大多數(shù)食品都可以達(dá)到圖中展示的分離效果，基本沒(méi) 有干擾峰存在。食品工業(yè)中添加劑加入量需要達(dá)到一定 濃度才能起到預(yù)期效果，如果譜圖中存在一些出峰位置 較近的極小的干擾峰，則可認(rèn)為是共存未知干擾物
本次實(shí)驗(yàn)測(cè)定的所有食品中檢出添加劑成分均與產(chǎn) 品包裝上標(biāo)明成分一致，含量在規(guī)定使用范圍內(nèi)。
向樣品中添加一定濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)過(guò)稀 釋過(guò)柱等樣品前處理，制成的樣品溶液中加標(biāo)濃度為 1 mg/L。在相同條件下測(cè)定樣品加標(biāo)溶液，并計(jì)算加 標(biāo)回收率，9種食品樣品中5種添加劑的加標(biāo)回收率在 88%-109%之間。
結(jié)論
本文開(kāi)發(fā)的離子色譜測(cè)定食品中三種甜味劑和兩種 防腐劑的方法，前處理方法簡(jiǎn)便，回收率好。測(cè)定方法 快速，靈敏度高，基體干擾小，適用的食品類型范圍 廣，為食品質(zhì)量檢測(cè)提供了一種方法。