杭 莉
(泰州市疾病預(yù)防控制中心,江蘇 泰州 225300)
食品添加劑是為改善食品品質(zhì)和色、香、味,以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或者天然物質(zhì)[1]。目前在食品工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。也許正由于這種可觀利潤的誘惑,食品添加劑濫用的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。在目前所使用的添加劑中,絕大多數(shù)為人工化學(xué)合成添加劑,過量的食用此類人工合成添加劑可以引發(fā)人體急性或慢性中毒,從而嚴(yán)重危害人們的健康。葡萄酒以新鮮葡萄或葡萄汁為原料,經(jīng)部分或完全發(fā)酵而成,在適量飲用的條件下,能夠防治各種疾病,增強(qiáng)人體健康,是被公認(rèn)的對(duì)人體有益的健康酒精飲品[2]。國標(biāo)GB15037—2006《葡萄酒》規(guī)定葡萄酒中不得添加合成著色劑、甜味素、香精、增稠劑。因此,建立一種快速測(cè)定葡萄酒中的各種添加劑的方法,對(duì)于食品行業(yè)的衛(wèi)生監(jiān)管具有重要意義。
目前,添加劑的測(cè)定方法主要有國家標(biāo)準(zhǔn)[3-7]和高效液相色譜的方法[8-15]。國標(biāo)需要使用不同的儀器進(jìn)行測(cè)定,而且只能單一的檢測(cè)1種或2~3種添加劑,對(duì)待同一種樣品還需要經(jīng)過不同的前處理的方法,耗時(shí)耗力,還增加了成本。而對(duì)于同時(shí)測(cè)定葡萄酒中這5種添加劑的高效液相色譜方法在國內(nèi)報(bào)道的也不多。采用高效液相的方法,前處理簡(jiǎn)單,操作便捷,能夠在20 min內(nèi)同時(shí)測(cè)定出葡萄酒中的3種防腐劑和2種甜味劑,建立葡萄酒中常用防腐劑和甜味劑的快速測(cè)定的技術(shù),能夠在大多實(shí)驗(yàn)室得以普及。
1.1.1 試劑
甲醇(色譜純):德國Merck公司;乙酸銨(分析純)、乙酸鋅(分析純)、亞鐵氰化鉀(分析純)、NaOH(分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;實(shí)驗(yàn)用水為超純水;苯甲酸、山梨酸、安賽蜜(乙?;前匪徕洠簢覙?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心;脫氫乙酸(純度≥99.9%)、阿斯巴甜(天門冬酰苯丙氨酸甲酯)(純度≥99%):美國色譜科公司。
1.1.2 溶液的配制
220 g/L乙酸鋅溶液:稱取220 g乙酸鋅于燒杯中,加入800 mL純水溶解,最后純水定容至1 L。
106 g/L亞鐵氰化鉀溶液:稱取106 g亞鐵氰化鉀于燒杯中,加入800 mL純水溶解,最后純水定容至1 L。
40 g/L NaOH溶液:稱取40 g NaOH于燒杯中,加入800 mL純水溶解,最后加水定容至1 L。
脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:稱取0.05 g脫氫乙酸于5 mL容量瓶中,用甲醇/水(5∶95)定容至刻度,得質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,置于4 ℃冰箱中保存。
阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:稱取0.1 g阿斯巴甜于10 mL容量瓶中,用甲醇/水(50∶50)定容至刻度,得質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,置于4 ℃冰箱中保存。
苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(GBW(E)100006)、山梨酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(GBW(E)100007)、安賽蜜標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(GBW(E)1000171)質(zhì)量濃度均為1.0 mg/mL,置于4 ℃冰箱中保存。
Waters e-2695高效液相色譜儀:美國Waters公司,配備二級(jí)管陣列(diode array,DA)紫外可見光檢測(cè)器;AWJ2b-10-U型艾科浦U系列純化水機(jī):渝欽實(shí)業(yè)上海有限公司;0.22 μm水相過濾器:上海安普科學(xué)儀器有限公司;HH-S型電熱恒溫水浴鍋:江蘇省醫(yī)療器械廠。
1.3.1 樣品的處理方法
稱取約5 g混合均勻的葡萄酒樣品(精確至0.001 g)于蒸發(fā)皿中,沸水浴加熱去除乙醇,然后用純水少量多次地轉(zhuǎn)移到50 mL比色管中,加入1 mL乙酸鋅溶液與1 mL亞鐵氰化鉀溶液沉淀蛋白,用NaOH調(diào)節(jié)pH值至中性,加水定容并混勻。將樣品轉(zhuǎn)移入離心管中以3 000 r/min 離心5 min,取上清液過0.45 μm水相濾膜后上機(jī)測(cè)定。
1.3.2 色譜的條件
色譜柱:Sun FireTMC18色譜柱(4.6mm×250mm,5 μm);紫外檢測(cè)波長:230 nm、209 nm;柱溫:25 ℃;流動(dòng)相:甲醇/乙酸銨(0.02 mol/L)溶液組成,流速為1.0 mL/min,進(jìn)樣量為20 μL。
梯度洗脫程序:0~10 min,甲醇8%~40%;10~12 min,甲醇40%~60%;12~14 min,甲醇60%~8%;14~20 min,甲醇8%。
1.3.3 混合標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制
分別準(zhǔn)確吸取質(zhì)量濃度均為1.0 mg/mL苯甲酸、山梨酸、安賽蜜、脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液1.00 μL、5.00 μL、10.00 μL、20.00 μL、50.00 μL于1 mL上樣瓶中,再準(zhǔn)確加入質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液5.00 μL、25.00 μL、50.00 μL、100.00 μL、250.00 μL,各加水定容至1 mL得到含苯甲酸、山梨酸、安賽蜜、脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度為1.00 μg/mL、5.00 μg/mL、10.00 μg/mL、20.00 μg/mL、50.00 μg/mL,阿斯巴甜標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度為5.00 μg/mL、25.00 μg/mL、50.00 μg/mL、100.00 μg/mL、250.00 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度。
1.3.4 樣品的測(cè)定
以自動(dòng)進(jìn)樣器取樣品處理液20 μL進(jìn)樣,按高效液相色譜條件分析,以保留時(shí)間定性,根據(jù)外標(biāo)法以峰面積定量。
采用二極管陣列檢測(cè)器對(duì)5種添加劑在190~400 nm之間進(jìn)行三維光譜掃描,安賽蜜、苯甲酸、脫氫乙酸、山梨酸、阿斯巴甜的最大吸收波長分別在226 nm、223 nm、229 nm、252 nm、208 nm處。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),綜合考慮到各組分的靈敏度、基體干擾等因素,最終選定安賽蜜、苯甲酸、脫氫乙酸、山梨酸的檢測(cè)波長為230 nm,阿斯巴甜的檢測(cè)波長為209 nm,在此波長條件下,5種食品添加劑分離度效果好、基線穩(wěn)定、靈敏度高、穩(wěn)定性好。
圖1 安賽蜜、苯甲酸、脫氫乙酸、山梨酸(A)及阿斯巴甜(B)混合標(biāo)準(zhǔn)色譜圖Fig.1 Standard chromatogram of acesulfame,benzoic acid,dehydroacetic acid,sorbic acid(A)and aspartame(B)
以甲醇-乙酸銨(8∶92)的流動(dòng)相進(jìn)行等度洗脫,發(fā)現(xiàn)5種添加劑在色譜柱上保留時(shí)間比較集中,脫氫乙酸和阿斯巴甜發(fā)生重合,不能完全分離。于是又選擇了甲醇/乙酸銨(15∶85)、甲醇/乙酸銨(39∶61)2種流動(dòng)相,發(fā)現(xiàn)隨著甲醇比例的增大,幾個(gè)物質(zhì)在色譜柱上的保留時(shí)間均縮短,其中安賽蜜、苯甲酸和山梨酸在色譜柱上保留時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定,而阿斯巴甜和脫氫乙酸的保留時(shí)間改變的相對(duì)比較大,并且仍然重合在一起。經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn),最終確定了梯度洗脫程序:0~10 min,甲醇8%~40%;10~12 min,甲醇40%~60%;12~14 min,甲醇60%~8%;14~20 min,甲醇8%。在此條件下,5種物質(zhì)能夠很好地分開,峰型好,安賽蜜、苯甲酸、脫氫乙酸、山梨酸色譜圖見圖1A,阿斯巴甜色譜圖見圖1B。
按實(shí)驗(yàn)方法對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測(cè)定,以峰面積對(duì)質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線?;貧w方程及相關(guān)系數(shù)見表1。由表1可以看出,5種物質(zhì)在這種分離條件下,相關(guān)系數(shù)均>0.999 0。根據(jù)國際理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(international union of pure and applied chemistry,IUPAC)規(guī)定的3倍噪音為樣品的檢出限,本方法5種物質(zhì)的檢出限在0.3~1.5 mg/L之間。
表1 5種物質(zhì)的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)Table 1 Regression equation and correlation of 5 components
表2 5種物質(zhì)的回收率和精密度試驗(yàn)結(jié)果(n=6)Table 2 Results of the recovery rate and accuracy tests of 5 components(n=6)
對(duì)葡萄酒樣品進(jìn)行低、中、高3水平加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)添加水平取6個(gè)平行樣,按照試驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行前處理,計(jì)算平均加標(biāo)回收率和精密度。結(jié)果如表2所示。由表2可知,5種物質(zhì)的加標(biāo)回收率在87.3%~110.0%之間,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD)為0.5%~3.6%,說明實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度和精密度較高,準(zhǔn)確度和精密度符合實(shí)際樣品的檢測(cè)要求。
按該實(shí)驗(yàn)方法對(duì)市售4種葡萄酒樣品進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果均未檢出這5種添加劑。
本研究建立了高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中安賽蜜、苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸和阿斯巴甜5種添加劑的分析條件,最終在230 nm和209 nm的紫外檢測(cè)波長下,經(jīng)過1.0 mL/min甲醇和乙酸銨(0.02 mol/L)溶液的梯度淋洗,5種添加劑得到的很好的分離。結(jié)果表明,該方法加標(biāo)回收率87.3%~110.0%,相對(duì)偏差為0.5%~3.6%,該方法靈敏度高、精密度好、準(zhǔn)確度高,符合檢測(cè)要求。同時(shí),操作簡(jiǎn)單便捷,5種添加劑在20 min內(nèi)就能夠完全分離,達(dá)到日常測(cè)定樣品的要求。
[1]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2760—2011 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.
[2]李 華,王 華,袁春龍,等.葡萄酒工藝學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2007.
[3]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.29—2003 食品中苯甲酸、山梨酸的測(cè)定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.
[4]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.140—2003 食品中乙酰磺胺酸鉀的測(cè)定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.
[5]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 22254—2008 食品中阿斯巴甜的測(cè)定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.
[6]中國人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 23377—2009 食品中脫氫乙酸的測(cè)定高效液相色譜法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.
[7]河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.DB13/T 1112—2009 食品中四種甜味劑的測(cè)定方法高效液相色譜法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.
[8]王京京.HPLC 法同時(shí)測(cè)定乳酸菌飲料中2 種防腐劑和3 種甜味劑[J].化學(xué)分析計(jì)量,2012,21(6):60-63.
[9]肖立群,張承聰,張承明.超高液相色譜法測(cè)定食品中5 種人工合成甜味劑[J].理化檢驗(yàn)—化學(xué)分冊(cè),2012,48(12):1427-1429.
[10]蔡志斌,張 英,劉 麗.超高液相色譜法同時(shí)測(cè)定冷飲中12 種食品添加劑[J].實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué),2011,18(1):138-140.
[11]趙立達(dá),鄔晨陽,馬建明.高效液相色譜法測(cè)定乳制品飲料中2 種防腐劑和3 種甜味劑[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2008,18(6):1054-1055.
[12]吳忠興.高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定糕點(diǎn)中5 種防腐劑和2 種甜味劑[J].農(nóng)業(yè)工程,2013,3(4):80-83.
[13]馬 康,蔣孝雄,趙 敏,等.高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定軟飲料中20種食品添加劑[J].分析化學(xué)研究報(bào)告,2012,40(11):1661-1667.
[14]黃海龍,莊 莉,崔 群,等.高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定榨菜中10 種食品添加劑[J].化學(xué)分析計(jì)量,2011,20(5):20-22.
[15]李 廣,李 琪,金麗瓊,等.高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中9種人工合成色素[J].中國釀造,2013,32(11):132-135.