毛细管电泳法同时测定糖果中5 种人工合成色素的含量

  仪器网 ·  2012-07-15 08:58  ·  49544 次点击
引言
在食品中添加着色剂可以改善食品色泽,增加食欲。食品着色剂分为天然色素和人工合成色素两大类,其中人工合成色素具有成本低廉、色调多样、色泽鲜亮和着色力强等特点,在食品加工业中被广泛采用。人工合成色素是由煤焦油中的苯胺加工而成,属于偶氮类化合物。毒理学研究发现,某些合成色素有慢性毒性或致癌性,故各国都严格控制其使用范围和使用量。我国《食用添加剂使用卫生标准》(GB2760-1996)规定:食品中亮蓝、日落黄和苋菜红的最大使用限量为0.025g/kg,胭脂红和柠檬黄为0.05g/kg。
目前,人工合成色素检测方法有示波极谱法、高效液相色谱法、高效液相色谱-质谱联用法等,以上方法存在样品前处理复杂,定性、定量不够准确的问题。毛细管电泳法作为一种快速、高效的分离手段,在此领域的报道较少。HuiweiLiu等利用毛细管电泳法将5种人工合成色素分离,但没有进行实际样品测定。本文建立毛细管电泳法测定糖果中5种人工合成色素的方法,该法前处理过程简单、测定结果准确、灵敏。
1实验部分
1.1仪器和试剂
P/ACETMMDQ毛细管电泳仪,二极管阵列紫外检测器,Karat8.0系统软件,未涂层石英毛细管75μmID×50/57cm(分离长度/总长)(美国Beckman公司),PHS-3CW型pH计(上海理达仪器厂)。柠檬黄、苋菜红、日落黄、胭脂红和亮蓝(中国计量科学研究院GBW(E)100001a~5a)。糖果购自市场。实验用水为超纯水(美国Millipore公司),缓冲溶液和样品都用0.45μm滤膜过滤处理。
1.2操作步骤
引言
在食品中添加着色剂可以改善食品色泽,增加食欲。食品着色剂分为天然色素和人工合成色素两大类,其中人工合成色素具有成本低廉、色调多样、色泽鲜亮和着色力强等特点,在食品加工业中被广泛采用。人工合成色素是由煤焦油中的苯胺加工而成,属于偶氮类化合物。毒理学研究发现,某些合成色素有慢性毒性或致癌性,故各国都严格控制其使用范围和使用量。我国《食用添加剂使用卫生标准》(GB2760-1996)规定:食品中亮蓝、日落黄和苋菜红的最大使用限量为0.025g/kg,胭脂红和柠檬黄为0.05g/kg。
目前,人工合成色素检测方法有示波极谱法、高效液相色谱法、高效液相色谱-质谱联用法等,以上方法存在样品前处理复杂,定性、定量不够准确的问题。毛细管电泳法作为一种快速、高效的分离手段,在此领域的报道较少。HuiweiLiu等利用毛细管电泳法将5种人工合成色素分离,但没有进行实际样品测定。本文建立毛细管电泳法测定糖果中5种人工合成色素的方法,该法前处理过程简单、测定结果准确、灵敏。
1实验部分
1.1仪器和试剂
P/ACETMMDQ毛细管电泳仪,二极管阵列紫外检测器,Karat8.0系统软件,未涂层石英毛细管75μmID×50/57cm(分离长度/总长)(美国Beckman公司),PHS-3CW型pH计(上海理达仪器厂)。柠檬黄、苋菜红、日落黄、胭脂红和亮蓝(中国计量科学研究院GBW(E)100001a~5a)。糖果购自市场。实验用水为超纯水(美国Millipore公司),缓冲溶液和样品都用0.45μm滤膜过滤处理。
1.2操作步骤
电泳条件:运行电压25kV,实验温度25℃,压力进样0.5psi,进样时间5s,检测波长220nm;缓冲溶液:20mmol/L硼砂,用0.1mol/LH3PO4和0.1mol/LNaOH调节pH。
毛细管在每次运行前分别用0.1mol/LNaOH、水和缓冲溶液冲洗3min,平衡10min;间隔进样时,用缓冲溶液冲洗5min,平衡15min。
准确移取柠檬黄、苋菜红、日落黄、胭脂红和亮蓝,超纯水定容,摇匀,常温保存,备用。
1.3溶液配置
标准品溶液分别移取0.5mg/mL柠檬黄、日落黄和亮蓝色素标准品1mL,苋菜红、胭脂红标准品200μL,超纯水定容至10mL,配置成标准储备液,4℃冷藏保存。
样品处理分别从购买的5袋糖果中,各选取1块,研磨,混匀。精确量取0.1000g样品,放入50mL锥形瓶中,加入20mL超纯水,称重。室温超声20min,称重后补足质量。过0.45μm滤膜后上机测定。
2结果与讨论
2.1缓冲液种类对分离的影响
5种人工合成色素分子结构中均含有磺酸基(见图1)。这些分子可以在一定条件下电离成带有一个或者多个负电荷的粒子,产生电泳行为。实验选取磷酸盐体系、NaAc-HAc和硼砂体系。实验结果表明:5种人工合成色素在硼砂体系中可以实现完全分离。
2.2缓冲液pH对分离的影响毛细管的电渗流(EOF)对于pH的改变很敏感,且pH变化,亦可引起分离度以及峰形等参数的改变。较高pH的硼砂缓冲溶液不仅可以增加5种人工合成色素分子中含羟基组分的溶解度,同时可以增大EOF,提高分离速度;但EOF的加快会导致迁移时间缩短,各组分不能完全分离。本实验考察硼砂缓冲溶液pH在8.00~10.25范围内对迁移时间的影响(见图2)。实验结果表明:当pH>9.40时,苋菜红和胭脂红两种同分异构体不能分离;而pH9.00时,5种人工合成色素可以实现基线分离,且分离度和峰形等参数令人满意。
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2.3缓冲液浓度对分离的影响
在恒定条件下,增加缓冲液的浓度,可以增加分离速度,但浓度太高会产生焦耳热。本实验在硼砂缓冲溶液,pH9.00,25kV分离电压条件下,分别考察4种不同浓度对5种人工合成色素分离情况的影响。实验结果表明:随着缓冲溶液浓度的增大,分离时间缩短。其分离情况(见图3)。硼砂缓冲溶液为20mmol/L时,5种人工合成色素可以实现基线分离,且产生的焦耳热较小。
2.4电压对分离的影响
分离电压升高,分离时间变短,产生的焦耳热增多,引起区带展宽,谱峰的基线过高且部分峰重叠;电压过低,则分离时间较长,且分离不完全。本实验分离电压和电流的欧姆曲线表示当电压高于27kV时,欧姆曲线偏离线性,实验选用25kV的运行电压(见图4)。
2.5系统稳定性考察
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在20mmol/L硼砂缓冲溶液,pH9.00,25kV分离电压,220nm检测波长的色谱条件下,5种人工合成色素迁移时间的RSD%日内(n=6)小于1%,日间小于3%(n=5);峰面积的RSD%日内(n=6)小于3%,日间小于3.6%(n=5)。
2.6标准曲线及加标回收
分别准确移取柠檬黄、苋菜红、日落黄、胭脂红和亮蓝对照品溶液,置于5mL容量瓶中,超纯水定容,摇匀,进行分析。各组分峰面积分别对其浓度做图得到标准曲线(见表1)。2.5和2.6的实验结果表明:此方法可以用于实际样品分析。
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2.7样品分析及结果
用本法分别对此样品进行分析,平行测定5次。采用标准加入法,确定样品峰;采用标准曲线法测定其含量。在最佳分离条件下5种人工合成色素能够得到较好的分离,标准品和样品色谱图(见图5)。样品测定结果(见表2)。
3小结
本次购买的市售糖果中检出苋菜红、胭脂红和
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柠檬黄3种色素,但是色素含量均在《食用添加剂使用卫生标准》(GB2760-1996)规定范围内。与传统的液相色谱法相比,本方法不用酸化处理样品,简化前处理程序,节省时间,且本方法的灵敏度和液相法一致,检出限可达到10¯6。
此方法还可以用在饮料、啤酒以及色素品质的检测中,此部分实验正在进行。
来源:《现代仪器》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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