王曉嬌,王東翔,王連棟,鄭秀瑾,張苗苗,嚴云麗
(1.青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司,山東青島 266101; 2.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠,山東青島 266101;3.濟南市第二產(chǎn)品質(zhì)量檢驗院,濟南 271100)
爆珠添加是一種卷煙賦香的創(chuàng)新技術(shù),卷煙濾嘴中植入一?;蛘叨嗔R啄笃频南阄赌z囊,實現(xiàn)在卷煙吸食過程中人為可控的特色香味釋放,以達到增加煙氣濕度、提高濾棒截留香氣的效果。由于其加入所帶來的特殊感官體驗,近年來爆珠添加成為衡量卷煙品質(zhì)的一種標(biāo)志,獲得了越來越多卷煙品牌的青睞[1-2],其安全性也受到社會的關(guān)注。爆珠主要由外壁(天然膠)和內(nèi)芯組成。內(nèi)芯中除了添加增加香型的香精外,還會添加色素來增加彩色樣式。天然著色劑大多無毒副作用,但其穩(wěn)定性較差,易褪色,價格高等不足限制了應(yīng)用范圍[3-4]。工業(yè)染料具有價格便宜,著色強等優(yōu)點,但是工業(yè)染料因具有致癌性而被明令禁止添加進食品及食品相關(guān)產(chǎn)品。
蘇丹紅是一種紅色染料,主要包含蘇丹紅Ⅰ、蘇丹紅Ⅱ、蘇丹紅Ⅲ、蘇丹紅Ⅳ四種物質(zhì),屬于偶氮類化合物[5],具有致突變性和致癌性[6],我國禁止其在食品及入口接觸材料中添加[7-8]。蘇丹紅成本低,顏色鮮艷且不易褪色,有不法生產(chǎn)者將蘇丹紅添加到食品及入口接觸材料中,維持產(chǎn)品鮮艷顏色。檢測出蘇丹紅的報道時有發(fā)生[9],選用高效、快速檢測蘇丹紅含量的方法是非常必要的。蘇丹紅含量的常用檢測方法有分光光度法(UV)[10],薄層法(TLC-UV)[11-12]等,高效液相色譜(HPLC)作為一種重要的檢測手段被廣泛用于蘇丹紅含量的檢測。我國已經(jīng)出臺了食品中蘇丹紅含量的檢測標(biāo)準(zhǔn)[13],但該標(biāo)準(zhǔn)前處理復(fù)雜,檢測大量樣品時需要耗費較多時間[14]。筆者采用HPLC法同時檢測爆珠樣品中4種蘇丹紅化合物,采用SPE蘇丹紅專用柱,可批量處理樣品,選用簡單流動相等度洗脫,在15 min內(nèi)實現(xiàn)4種蘇丹紅的完全分離。該方法克服了常用方法前處理復(fù)雜、分析時間長的缺點,實現(xiàn)了煙草用爆珠中蘇丹紅的快速檢測。
高效液相色譜儀:LC-SH1000型,配有MWD 2.1L型紫外檢測器、P 6.1L型高壓輸液泵、AS 6.1L型自動進樣器,青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司。
分析天平:Mettler Toledo AL-104型,感量為0.1 mg,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
水浴鍋:SC-30型,寧波新芝生物科技股份有限公司。
氮吹儀:ND400型,12孔位,杭州瑞誠儀器有限公司。
渦旋混勻器:XW-80A型,上海馳唐電子有限公司。
超純水機:UPT-Ⅱ-20L型,四川優(yōu)普超純科技有限公司。
乙腈:色譜純,德國默克公司。
SPE前處理柱:SBEQ-CA4954型,6 mL,上海安譜科學(xué)儀器有限公司。
有機濾膜:0.45 μm,天津市科億隆實驗設(shè)備有限公司。
實驗用水為超純水,電阻率大于18.2 MΩ·cm。
煙用爆珠均為市場隨機采購。
蘇丹紅Ⅰ、蘇丹紅Ⅱ、蘇丹紅Ⅲ、蘇丹紅Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):純度(質(zhì)量分數(shù))分別為99.6%、99.6%、94.8%、99.6%,德國Dr Ehrenstorfer有限公司。
色譜柱:Athena C18-WP柱(150 mm×4.6 mm,5 μm,德國CNW公司);柱溫:35 ℃;進樣體積:10 μL;流動相:乙腈-純水(體積比為95∶5);洗脫方式:等度洗脫;流量:1.0 mL/min;檢測波長:500 nm。
稱取約0.15 g左右爆珠樣品置于50 mL圓底燒瓶中,加入10 mL 70~80℃水,在恒溫水浴鍋中加熱30 min,使爆珠壁材完全溶解。冷卻后上樣至活化過的SPE蘇丹紅專用柱中,以5 mL正己烷淋洗,最后用5 mL二氯甲烷洗脫,收集洗脫液于管中,40℃氮吹至近干。加入1 mL乙腈復(fù)溶,渦旋30 s,過0.45 μm有機濾膜后上機測定。
4種蘇丹紅標(biāo)準(zhǔn)儲備液:分別準(zhǔn)確稱取蘇丹紅Ⅰ,蘇丹紅Ⅱ,蘇丹紅Ⅲ,蘇丹紅Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)品 4、7、5、7 mg,置于4只10 mL容量瓶中,加入適量乙腈溶解,完全溶解后繼續(xù)加入乙腈定容至標(biāo)線,搖勻,置于4℃冰箱中保存。
4種蘇丹紅混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:分別準(zhǔn)確吸取上述4種蘇丹紅標(biāo)準(zhǔn)儲備液2 mL,置于同一只10 mL容量瓶中,加入乙腈定容至標(biāo)線,搖勻,置于4℃冰箱中保存。其中,蘇丹紅Ⅰ質(zhì)量濃度為8 mg/L,蘇丹紅Ⅱ質(zhì)量濃度為15 mg/L,蘇丹紅Ⅲ質(zhì)量濃度為9 mg/L,蘇丹紅Ⅳ質(zhì)量濃度為15 mg/L。
系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:分別移取4種蘇丹紅混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液 0.05、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2 mL 至7只10 mL容量瓶中,加入乙腈定容至標(biāo)線。4種蘇丹紅系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度見表1。
表1 4種蘇丹紅系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度
樣品測定時,通過樣品色譜峰的保留時間和標(biāo)品色譜峰的保留時間比對,保留時間一致(變化范圍在±1%之內(nèi))的情況下可判斷樣品中確實存在蘇丹紅化合物。采用外標(biāo)法峰面積定量。
對比中性氧化鋁和SPE蘇丹紅專用柱凈化效果,兩者都有較好的回收率,回收率為89%~92%。國標(biāo)GB/T 19681-2005 《食品中蘇丹紅染料的檢測方法 高效液相色譜法》中采用中性氧化鋁固相萃取柱對樣品凈化,但是中性氧化鋁固相萃取柱需要手工填裝,填裝效果會因操作人員不同產(chǎn)生差異,且購買的不同批次氧化鋁的活度也會有差距,對重復(fù)性結(jié)果產(chǎn)生影響。故選用SPE蘇丹紅專用柱進行凈化。
2.2.1 波長選擇
通過液相色譜儀附DAD檢測器進行170~600 nm全波長掃描,在500 nm處4種蘇丹紅物質(zhì)均有較強吸收且無明顯雜質(zhì)干擾,所以選擇500 nm為檢測波長進行定量檢測。在此波長下,各組分的吸光度已達到其最大吸收波長吸光度的90%以上,可以滿足靈敏度的要求。
2.2.2 流動相選擇
分別以乙腈-水(體積比為95∶5)和甲醇-水(體積比為95∶5)作為流動相進行試驗,發(fā)現(xiàn)乙腈-水的洗脫能力更強,且峰形尖銳對稱,因此選用乙腈-水溶液做為流動相。
綜合以上因素,在1.2儀器工作條件下,測得4種蘇丹紅標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖如圖1所示。
圖1 4種蘇丹紅標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖
取1.4中配制的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液各10 μL,在1.2儀器工作條件下進行測定(n=3),以待測物質(zhì)的質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),以相應(yīng)的色譜峰面積(Y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,計算蘇丹紅Ⅰ、蘇丹紅Ⅱ、蘇丹紅Ⅲ、蘇丹紅Ⅳ的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)。以3倍信噪比所對應(yīng)的被測物的質(zhì)量濃度作為方法檢出限(LOD)。4種蘇丹紅的線性范圍、線性方程和相關(guān)系數(shù)見表2。
表2 4種蘇丹紅的線性范圍、線性方程和相關(guān)系數(shù)
由表2可得,4種蘇丹紅物質(zhì)在各自的線性范圍內(nèi)與色譜峰峰面積均成良好的線性關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999。
將本方法的檢出限與其它方法檢出限以及國標(biāo)法檢出限進行比較,結(jié)果見表3。從表3中可以看出,本方法檢出限為0.03~0.04 mg/L,可實現(xiàn)蘇丹紅的痕量檢測。
表3 本法檢出限與其它方法檢出限的比較
準(zhǔn)確稱量0.15 g爆珠樣品(4種蘇丹紅均未檢出)18份,分別加入低、中、高濃度的蘇丹紅混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照1.3方法進行樣品前處理,在1.2儀器工作條件下進行加標(biāo)回收試驗,每個濃度水平平行測定6次,結(jié)果見表4。由表4可知,4種蘇丹紅加標(biāo)回收率為87.18%~95.28%,6次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.15%~7.38%,說明該方法準(zhǔn)確度和精密度較好,可用于蘇丹紅的定量檢測。
表4 樣品中加標(biāo)回收試驗和精密度試驗結(jié)果
選擇不同廠家生產(chǎn)的8份紅色煙用爆珠產(chǎn)品,按照1.3對樣品進行處理,在1.2儀器工作條件下對樣品進行測定,樣品及樣品加標(biāo)色譜圖分別見圖2、圖3。
圖2 爆珠樣品液相色譜圖
圖3 爆珠樣品加標(biāo)譜圖
從圖2、圖3中可以看出,爆珠基質(zhì)中提取的物質(zhì)對目標(biāo)分析物干擾較小,這也體現(xiàn)了本方法的適用性。本次購買的爆珠樣品中均不含有蘇丹紅成分,符合標(biāo)準(zhǔn)。
建立了一種高效液相色譜同時分離4種蘇丹紅的檢驗方法。該方法簡單,精密度高,分析時間短。在同一波長下,采用等度洗脫的方式,可在15 min內(nèi)實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確分離。該方法測定蘇丹紅的線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999,檢出限為0.03~0.04 mg/L,準(zhǔn)確度高,可用于煙草用爆珠中蘇丹紅含量的監(jiān)測。