超高效液相色谱快速测定饮料中的食品添加剂
房磊
在饮料中使用食品添加剂，可以改善口感和色泽、延长保质期，但是一些食品添加剂用量过高时，会危害人体健康，如苯甲酸、阿斯巴甜、靛蓝等，所以便需要对其含量进行准确测量。通常情况下，饮料中的食品添加剂种类不止一种，单个测定效率较低、成本较高，并且色谱操作条件相同时，容易造成测定误差，而使用超高效液相色谱法可有效解决上述问题。
超高效液相色谱法特点
超高效液相色谱法是在高效液色谱法基础上发展而来的，两者原理基本相同，主要具备以下特点。第一，液体形态的流动相，会受到较大阻力，为使其能够顺利流经色谱柱，需施加高压。第二，在高压作用下，流动相会以较高速度流动，可大大缩短分析时间，大大提高了测定效率。第三，相较于气相色谱和工业精馏塔，该方法具有较高的分离效能，可根据实际情况选用固定性或流动性。第四，灵敏度较高，紫外检测器可达0.01ng，进样可精确到μL单位。第五，分离分析有机化合物时，超过70%的都可采用该方法，适用范围较广，在大分子、高沸点、强极性等化合物中应用效果良好。
实验设计及操作
选取某超市在售的果汁、碳酸饮料、含乳饮料、茶饮料四种饮料作为实验样品，所用试剂包括甲醇、甲酸、乙酸、乙腈，均为色谱纯，所用标准物质由国家标准物质中心提供，质量浓度为1mg/mL，实验用水为超纯水。实验所用到的仪器设设备主要包括配有二极管阵列检测器和Empower2色谱数据处理系统的超高效液相色谱仪、涡旋混合器、高速离心机，型号分别为ACQUITY UPLC、XH—C和3—18K。在50mL的烧杯中加入25mg标准物质，滴加适量甲醇—水配置标准溶液，质量浓度为50μg/mL，用容量瓶保存至阴凉处，使用前对其进行稀释操作，稀释后标准溶液质量浓度分别为50、10.5、1、0.1μg/mL。取四种样品饮料各5g，在50mL烧杯中与5mL甲醇混合均匀，加入适量水摇匀、涡漩混合2min。取出定溶液進行离心操作，离心时间和转速分别为5min和6000r/min，再用微孔滤膜对上层清液进行过滤。色谱条件为XBridge Peptide BEH C18色谱柱，温度为50℃，流动相分别为甲醇和乙酸铵溶液，后者质量浓度为20mmol/L，速度大小为0.6mL/min，并科学设定流动性梯度，进样量为5μL。扫描检测波长时，具体范围为200～500nm。实际操作时，根据标准溶液浓度高低，依次完成各种食品添加的测定，确定其保留时间长短和检测波长大小，然后提取对应色谱图，并根据不同组分所对应的峰面积，用标准曲线将其质量浓度表示出来，完成对各种食品添加剂的光谱图定性和峰面积定量操作。所选饮料样品中，苯甲酸、安赛蜜、柠檬黄、山梨酸、糖精钠、脱氢乙酸、胭脂红、苋菜红、咖啡因、日落黄、诱惑红、亮蓝、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯的检测波长分别为230、230、410、230、230、230、410、410、230、410、410、410、256、256、256、256。
实验结果讨论
按照所设定的条件进行实验，可以在5.5min内实现试验样品中多种食品添加剂的良好分析，每次进样时间约为8min。每个组分所对应的紫外光谱图，需先在色谱柱上分析，然后经二极管阵列检测器扫描检测后获取，以此作为依据可知，波长为230nm、256nm和410nm时，所能检测出的食品添加剂分别为苯甲酸、安赛蜜、糖精钠、山梨酸、脱氢乙酸和咖啡因；对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯；诱惑红、胭脂红、苋菜红、檬黄、日落黄、亮蓝。根据各种食品添加剂的水溶性个脂溶性特点，可利用甲醇进行提取，其浓度为10%高速，经高速分离后所得上清液较为澄清，经过滤后再对其测定不会堵塞色谱柱。按照标准规定方法，进行多次回收率实验，食品添加剂加标量分别为5、10、20mg/kg，实验结果为91.5%～100.2%，表明该测定方法加标回收率较高。然后再进行精密度实验，平行测定加标量为5mg/kg的样品，实验次数为6次，可得最终精密度结果为0.65%～2.21%，表明该测定方法有着良好的精密度。最后，根据所得各种食品添加剂色谱柱峰面积大小，对其进行线性回归，可以发现此次实验所设定多种质量浓度的标准液，其相关系数均超过了0.999，证明在此范围内各种食品添加剂具有良好的分线性关系。
采用超高效液相色谱法，可同时测定饮料中的多种食品添加剂含量，具有测定精准度高、测定效率快、测定成本低等优点，改善了原有测定方法的不足，在饮料食品添加剂测定方面有着宽阔的应用前景，值得推广。
在饮料中使用食品添加剂，可以改善口感和色泽、延长保质期，但是一些食品添加剂用量过高时，会危害人体健康，如苯甲酸、阿斯巴甜、靛蓝等，所以便需要对其含量进行准确测量。通常情况下，饮料中的食品添加剂种类不止一种，单个测定效率较低、成本较高，并且色谱操作条件相同时，容易造成测定误差，而使用超高效液相色谱法可有效解决上述问题。
超高效液相色谱法特点
超高效液相色谱法是在高效液色谱法基础上发展而来的，两者原理基本相同，主要具备以下特点。第一，液体形态的流动相，会受到较大阻力，为使其能够顺利流经色谱柱，需施加高压。第二，在高压作用下，流动相会以较高速度流动，可大大缩短分析时间，大大提高了测定效率。第三，相较于气相色谱和工业精馏塔，该方法具有较高的分离效能，可根据实际情况选用固定性或流动性。第四，灵敏度较高，紫外检测器可达0.01ng，进样可精确到μL单位。第五，分离分析有机化合物时，超过70%的都可采用该方法，适用范围较广，在大分子、高沸点、强极性等化合物中应用效果良好。
实验设计及操作
选取某超市在售的果汁、碳酸饮料、含乳饮料、茶饮料四种饮料作为实验样品，所用试剂包括甲醇、甲酸、乙酸、乙腈，均为色谱纯，所用标准物质由国家标准物质中心提供，质量浓度为1mg/mL，实验用水为超纯水。实验所用到的仪器设设备主要包括配有二极管阵列检测器和Empower2色谱数据处理系统的超高效液相色谱仪、涡旋混合器、高速离心机，型号分别为ACQUITY UPLC、XH—C和3—18K。在50mL的烧杯中加入25mg标准物质，滴加适量甲醇—水配置标准溶液，质量浓度为50μg/mL，用容量瓶保存至阴凉处，使用前对其进行稀释操作，稀释后标准溶液质量浓度分别为50、10.5、1、0.1μg/mL。取四种样品饮料各5g，在50mL烧杯中与5mL甲醇混合均匀，加入适量水摇匀、涡漩混合2min。取出定溶液進行离心操作，离心时间和转速分别为5min和6000r/min，再用微孔滤膜对上层清液进行过滤。色谱条件为XBridge Peptide BEH C18色谱柱，温度为50℃，流动相分别为甲醇和乙酸铵溶液，后者质量浓度为20mmol/L，速度大小为0.6mL/min，并科学设定流动性梯度，进样量为5μL。扫描检测波长时，具体范围为200～500nm。实际操作时，根据标准溶液浓度高低，依次完成各种食品添加的测定，确定其保留时间长短和检测波长大小，然后提取对应色谱图，并根据不同组分所对应的峰面积，用标准曲线将其质量浓度表示出来，完成对各种食品添加剂的光谱图定性和峰面积定量操作。所选饮料样品中，苯甲酸、安赛蜜、柠檬黄、山梨酸、糖精钠、脱氢乙酸、胭脂红、苋菜红、咖啡因、日落黄、诱惑红、亮蓝、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯的检测波长分别为230、230、410、230、230、230、410、410、230、410、410、410、256、256、256、256。
实验结果讨论
按照所设定的条件进行实验，可以在5.5min内实现试验样品中多种食品添加剂的良好分析，每次进样时间约为8min。每个组分所对应的紫外光谱图，需先在色谱柱上分析，然后经二极管阵列检测器扫描检测后获取，以此作为依据可知，波长为230nm、256nm和410nm时，所能检测出的食品添加剂分别为苯甲酸、安赛蜜、糖精钠、山梨酸、脱氢乙酸和咖啡因；对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯；诱惑红、胭脂红、苋菜红、檬黄、日落黄、亮蓝。根据各种食品添加剂的水溶性个脂溶性特点，可利用甲醇进行提取，其浓度为10%高速，经高速分离后所得上清液较为澄清，经过滤后再对其测定不会堵塞色谱柱。按照标准规定方法，进行多次回收率实验，食品添加剂加标量分别为5、10、20mg/kg，实验结果为91.5%～100.2%，表明该测定方法加标回收率较高。然后再进行精密度实验，平行测定加标量为5mg/kg的样品，实验次数为6次，可得最终精密度结果为0.65%～2.21%，表明该测定方法有着良好的精密度。最后，根据所得各种食品添加剂色谱柱峰面积大小，对其进行线性回归，可以发现此次实验所设定多种质量浓度的标准液，其相关系数均超过了0.999，证明在此范围内各种食品添加剂具有良好的分线性关系。
采用超高效液相色谱法，可同时测定饮料中的多种食品添加剂含量，具有测定精准度高、测定效率快、测定成本低等优点，改善了原有测定方法的不足，在饮料食品添加剂测定方面有着宽阔的应用前景，值得推广。
