陳高健,何錦鋒,湯麗昌
(北海市食品藥品檢驗(yàn)所,廣西北海 536000)
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]。食品添加劑的合理使用,不僅改善食品的風(fēng)味和口感,同時(shí)也豐富食品種類、延長(zhǎng)了食品保存期。但是食品添加劑超出限量控制、超出范圍、違禁使用等現(xiàn)象使食品添加劑的安全問(wèn)題又成為了食品安全方面的重大問(wèn)題[2-3]。食品添加劑本身沒(méi)有太大營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而且可能還具有一定的副作用[4]。此外,有研究報(bào)道糖精鈉、檸檬黃分別與苯甲酸鈉聯(lián)合作用于L-929 細(xì)胞,可表現(xiàn)出毒性相加作用,食品添加劑的混合使用可能產(chǎn)生聯(lián)合毒性作用[5]。酒類產(chǎn)品作為節(jié)假日及婚喪喜慶必不可少的飲品,其飲用安全重要性不言而喻。因此,筆者針對(duì)酒類產(chǎn)品中的甜味劑、防腐劑等食品添加劑進(jìn)行了一種快速、準(zhǔn)確、靈敏的分析方法研究。目前,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)甜味劑和防腐劑等的檢測(cè)主要以液相色譜法、氣相色譜法為主要檢測(cè)手段,而且各成分間執(zhí)行檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)又各不相同[6-11]。從文獻(xiàn)報(bào)道來(lái)看[12-18],存在檢測(cè)酒類產(chǎn)品單一(僅為白酒或葡萄酒)或所測(cè)成分僅為甜味劑,關(guān)于酒類防腐劑研究較少等問(wèn)題。
本研究建立了一種高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)檢測(cè)酒類產(chǎn)品中13 種食品添加劑的分析方法,其中,9 種甜味劑分別是甜蜜素、三氯蔗糖、安賽蜜、阿斯巴甜、紐甜、赤鮮糖醇、糖精鈉、甘草酸、山梨糖醇;3 種防腐劑分別是山梨酸、苯甲酸、脫氫乙酸;以及作為酸度調(diào)節(jié)劑和防腐功能的檸檬酸。該方法操作簡(jiǎn)便,結(jié)果準(zhǔn)確,重復(fù)性好,可同時(shí)檢測(cè)多種添加劑,滿足高通量的檢測(cè)要求,為酒類產(chǎn)品中添加劑檢測(cè)提供快速有效的方法,為白酒中非法添加甜味劑等食品添加劑的快速篩查提供有力的技術(shù)支持。
酒樣:啤酒、葡萄酒、黃酒、配制酒、果酒、白酒樣品,市售。
儀器設(shè)備:LC-MS/MS G6460 高效液相色-串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent 公司,具體配置為1290 超高效液相色譜儀,G6460 三重串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜儀,Agilent Mass Hunter B.06.00 工作站),XS205DU 十萬(wàn)分之一電子分析天平(瑞士Mettler 公司),3-18KS 高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)(德國(guó)SIGMA 公司),5510E-DTH 超聲波清洗儀(上海必能信超聲有限公司),Mili-Q超純水儀(德國(guó)Merck 公司)。
試劑及耗材:甘草酸、三氯蔗糖、紐甜、阿斯巴甜、檸檬酸、糖精鈉、山梨醇、甜蜜素、脫氫乙酸、安賽蜜、赤蘚糖醇、苯甲酸、山梨酸對(duì)照品,分別購(gòu)自德國(guó)Dr Ehrenstorfer GmbH 公司、中國(guó)食品藥品檢定所、上海安普生物科技有限公司(純度≥98.0%;甲醇(色譜純,美國(guó)Fisher 公司),甲酸、乙酸銨(色譜純,美國(guó)Tedia 公司),亞鐵氰化鉀、乙酸鋅(優(yōu)級(jí)純,天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司),水為Mili-Q制備超純水。
1.2.1 對(duì)照品溶液制備
精密稱取甘草酸、三氯蔗糖、紐甜、阿斯巴甜、檸檬酸、糖精鈉、山梨醇、甜蜜素、脫氫乙酸、安賽蜜、赤蘚糖醇、苯甲酸、山梨酸對(duì)照品適量,加50%甲醇分別制成1 mg/mL 貯備液。分別取各對(duì)照品溶液1 mL,置于同一50 mL 量瓶中,加50%甲醇稀釋至刻度,搖勻,即得13 種食品添加劑混合對(duì)照品溶液。
1.2.2 供試品溶液
準(zhǔn)確稱取啤酒、葡萄酒、黃酒、配制酒、果酒2 g于50 mL PE 管中,加50 %甲醇約25 mL,渦旋混勻,于50 ℃水浴超聲50 min,冷卻至室溫后加亞鐵氰化鉀溶液2 mL 和乙酸鋅溶液2 mL,混勻,置離心機(jī)中,以8000 r/min 離心5 min,將上清液轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中,于殘?jiān)屑?0 %甲醇20 mL,渦旋混勻后超聲5 min,以8000 r/min 離心5 min,將上清液轉(zhuǎn)移到同一50 mL 容量瓶中,并用水定容至刻度,混勻,經(jīng)0.22 μm的微孔濾膜過(guò)濾[10],取續(xù)濾液,即得。
準(zhǔn)確稱取白酒2 g 于蒸發(fā)皿中,于60 ℃恒溫水浴鍋加熱蒸發(fā)至無(wú)醇味,冷卻至室溫后用水少量多次轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中,并用水定容至刻度,經(jīng)0.22 μm的微孔濾膜過(guò)濾,取續(xù)濾液,即得。
1.2.3 空白樣品溶液
除不加試樣外,按“1.2.2”項(xiàng)下方法同法制備空白樣品溶液。
1.2.4 儀器測(cè)試條件
表1 13種待測(cè)食品添加劑質(zhì)譜條件
色譜條件:Agilent EC-C18色譜柱(4.6 mm×50 mm,2.7 μm);流動(dòng)相:水(A)-10 mmol/L 甲酸和10 mmol/L甲酸銨水溶液(B),梯度洗脫(0~1 min,5%→10% B;1~5 min,10%→90%B;5~8 min;90%B;8~10 min,90%→5%B),流速為0.2 mL/min;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:5 μL。
質(zhì)譜條件:采用電噴霧負(fù)離子源模式(Electronic spray ion,ESI-),掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(multiple reaction monitoring,MRM);霧化氣壓力:30 psi;干燥氣溫度:250 ℃;干燥氣流速:8 L/min;毛細(xì)管電壓為3500 V;MRM 模式定量。13 種食品添加劑的電離方式、分子量、母離子、子離子、碎裂電壓(Fragmentor)、碰撞能量(CE)等質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。
本試驗(yàn)考察了甲醇-10 mmol 甲酸水、甲醇-10 mmol 乙酸銨水、乙腈-10 mmol 甲酸水、甲醇-10 mmol 甲酸10 mmol 乙酸銨水溶液等流動(dòng)相條件,發(fā)現(xiàn)以甲醇-10 mmol 甲酸10 mmol 乙酸銨水溶液作為流動(dòng)相,優(yōu)化梯度洗脫程序后各成分均可以達(dá)到較好的分離和峰形。
通過(guò)對(duì)離子源模式(ESI)、碎裂電壓(Fragmentor)、碰撞能量(CE)等條件進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)離子源在負(fù)離子模式(ESI mg/kg)優(yōu)于負(fù)離子模式(ESI+),負(fù)離子模式(ESI mg/kg)下各成分均顯示出較高的檢測(cè)靈敏度。優(yōu)化所得13 種成分UPLC mg/kg MS/MS 色譜圖結(jié)果見(jiàn)圖1,由圖1 可知,13種活性成分分離良好無(wú)干擾,且峰形較好。苯甲酸與山梨酸雖然只產(chǎn)生一個(gè)子離子,但可以從母離子、子離子以及合理的豐度比來(lái)確證及定量,故不影響檢測(cè)要求。
按上文所建立的最佳實(shí)驗(yàn)色譜及質(zhì)譜條件,精密量取對(duì)照品溶液適量,采用倍數(shù)稀釋法,制得6個(gè)不同濃度梯度的混合系列溶液,分別進(jìn)樣測(cè)定3次,記錄峰面積。以對(duì)照品待測(cè)液濃度(x)為橫坐標(biāo),峰面積平均值(y)為縱坐標(biāo),進(jìn)行回歸,得到13種成分的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程、相關(guān)系數(shù),再將混合對(duì)照品溶液逐步稀釋,分別以信噪比S/N=10、S/N=3 時(shí)的質(zhì)量濃度作為定量限和檢測(cè)限,結(jié)果見(jiàn)表2,表明各成分在各自范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r>0.998)。由檢出限和定量限結(jié)果可以看出,本方法靈敏度較高。
本實(shí)驗(yàn)分別選取啤酒、葡萄酒、黃酒、配制酒、果酒(除檸檬酸外)及白酒陰性樣品為樣品,分別添加3 個(gè)質(zhì)量濃度水平的標(biāo)樣溶液,濃度梯度分別為:5 mg/kg、25 mg/kg、100 mg/kg,按照以上最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方法,分別測(cè)定其含量,不同濃度水平樣品進(jìn)行6 次重復(fù)實(shí)驗(yàn),計(jì)算出加標(biāo)回收率及精密度,結(jié)果見(jiàn)表3。13 種成分的回收率為88.7%~107.1%,表明該方法回收率良好。RSD:2.2%~8.3%,表明該方法精密度良好。
圖1 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下13 種成分UPLC-MS/MS 色譜圖
表2 13種成分的回歸方程、線性范圍、相關(guān)系數(shù)、LOQ 和LOD
按所建立的方法對(duì)5 批次葡萄酒、5 批次黃酒、5 批次啤酒、5 批次果酒、5 批次配制酒及20 批次白酒(包括十二大香型白酒)進(jìn)行了13 種食品添加劑的篩查,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。所檢葡萄酒樣品中有1 批檢出安賽蜜、甜蜜素和山梨酸,含量分別為33.82 mg/kg、219.77 mg/kg、132.13 mg/kg;3 批配制酒檢出三氯蔗糖,含量分別為28.93 mg/kg、88.26 mg/kg、96.45 mg/kg;1 批白酒檢出三氯蔗糖,含量為8.80 mg/kg;1 批配制酒檢出檸檬酸,含量為15.02 mg/kg;1 批果酒檢出苯甲酸,含量為123.10 mg/kg;其余樣品的檢測(cè)結(jié)果均為陰性。其中,兩批配制酒標(biāo)簽分別顯示配料表為:水、大米、糯米、蔗糖素,水、大米、清爽型干型清酒(水、糯米、蔗糖素),從配料表來(lái)看可以推測(cè)這兩款酒是白酒生產(chǎn)工藝所得白酒外加三氯蔗糖,而標(biāo)簽顯示執(zhí)行配制酒標(biāo)準(zhǔn),從檢測(cè)結(jié)果判定來(lái)說(shuō),這兩個(gè)產(chǎn)品是否能執(zhí)行配制酒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有待商榷。另外1批檢出三氯蔗糖的配制酒標(biāo)簽顯示配料為:固液法白酒、多種藥材、三氯蔗糖,標(biāo)簽標(biāo)識(shí)符合配制酒要求[19],其檢出的三氯蔗糖含量也符合低于0.25 g/kg 限度要求[1]。檢出三氯蔗糖的1 批白酒,其結(jié)果和本課題組成員采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法所得結(jié)果一致[8],白酒中不得添加任何非白酒發(fā)酵產(chǎn)生的呈香呈味物質(zhì),因此,判定為不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。檢出檸檬酸的1批配制酒,標(biāo)準(zhǔn)顯示檸檬酸出現(xiàn)可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用的食品添加劑名單中[1],可判定為符合規(guī)定。啤酒、葡萄酒、黃酒、果酒中則均檢出檸檬酸,含量在63.20~1221.23 mg/kg 之間,因檸檬酸為自身產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì),且可按生產(chǎn)需要適量使用,故不做判定。
表3 回收率及精密度測(cè)定結(jié)果(n=6)
經(jīng)方法學(xué)考察驗(yàn)證,本試驗(yàn)建立了UPLC-MS/MS 法同時(shí)同時(shí)檢測(cè)酒類產(chǎn)品中13 種食品添加劑的分析方法。與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法比較,該方法簡(jiǎn)便快速、專屬性強(qiáng)、靈敏度高、快速且成本較低,符合相應(yīng)的檢測(cè)需求,其快速性可對(duì)各酒類樣品進(jìn)行快速篩查,較強(qiáng)的專屬性可避免假陽(yáng)性檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的誤判,滿足市場(chǎng)日常監(jiān)管需求。該方法為酒類產(chǎn)品的質(zhì)量控制、安全評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù),為保障日常酒類產(chǎn)品的飲用安全具有重要的意義。