HPLC-MS/MS测定食糖中4种合成着色剂

作者: 陈艳 张丽 冉艳瑞 黄立 万静 马艳红

HPLC-MS/MS测定食糖中4种合成着色剂0

摘 要:目的:建立高效液相色谱-串联质谱法(High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,HPLC-MS/MS)测定食糖中4种着色剂的分析方法。方法:样品经80%甲醇超声提取,再用PWA-2固相萃取柱净化后,经VP-ODS C18柱(2.0 mm×150 mm,5.0 μm)分离,以乙酸铵和甲醇为流动相,梯度洗脱,用HPLC-MS/MS检测。结果:4种化合物在考察范围内线性良好,相关系数均大于0.999;加标回收率在85.36%~102.30%,RSD为0.42%~2.72%;检出限为2~5 μg·kg-1。结论:该方法灵敏度高、分辨率高、分析速度快,适用于食糖中合成着色剂的快速筛查和定量分析。

关键词:食糖;高效液相色谱-串联质谱法;合成着色剂;快速测定

Determination of 4 Synthetic Colorants in Sugar by HPLC-MS/MS

CHEN Yan, ZHANG Li, RAN Yanrui, HUANG Li, WAN Jing, MA Yanhong

(Kunming Food and Drug Inspection Institute, Kunming 650000, China)

Abstract: Objective: To establish an analytical method for the determination of four colorants in sugar using high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS). Method: The sample was ultrasonically extracted with 80% methanol, purified with a PWA-2 solid phase extraction column, and then separated on a VP-ODS C18 column (2.0 mm×150 mm, 5.0 μm) with a gradient elution using ammonium acetate and methanol as the mobile phases, and detected by HPLC-MS/MS. Result: The four compounds had good linearity within the investigation range, and the correlation coefficients were all greater than 0.999; the standard recovery rate was 85.36%~102.30%, and the RSD was 0.42%~2.72%; the detection limit was 2~5 μg·kg-1. Conclusion: This method has the characteristics of high sensitivity, resolution and fast analysis speed, and is suitable for rapid screening and quantitative analysis of synthetic colorants in sugar.

Keywords: sugar; high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry; synthetic colorant; rapid determination.

食糖作为人们日常生活中的必需品,其安全问题备受关注。合成着色剂作为一种常见的食品添加剂,可能被不法商家添加到食糖中以改善其颜色[1]。然而,过量摄入合成着色剂可能对人体健康产生潜在风险[2-3]。近年来在监督抽检、安全性评价项目中,色素是重点监测对象,因此建立一种快速、准确、灵敏地检测食品中合成着色剂的方法对于保障食糖的安全性具有重要意义[4]。液相质谱法在分析物精准定性与定量上具有较大优势,是非常有效的合成着色剂检测技术[5]。本研究旨在利用高效液相色谱-串联质谱法(High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,HPLC-MS/MS)建立一种快速测定食糖中4种常见合成着色剂的方法,通过实验验证其可行性和准确性。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

QTRAP 4500高效液相色谱-串联质谱仪(ESI离子源),AB SCIEX公司;TO049电子天平,梅特勒-托利多;SK8210HP超声波清洗器,上海科导。

样品为市售红糖、冰糖、方糖。柠檬黄、日落黄、苋菜红、胭脂红标准溶液,1 000 μg·mL-1,中国计量科学研究院;甲醇、乙腈、甲酸,色谱纯,世尔科技;超纯一级水,赛多利斯;ProElut PWA-2固相萃取柱,北京迪马科技。

1.2 标准溶液配制

分别准确吸取柠檬黄、日落黄、胭脂红、诱惑红标准储备液各0.05 mL于50 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀即得浓度为1.0 µg·mL-1的混标溶液。再将该溶液稀释配制成浓度为2 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1、50 ng·mL-1、100 ng·mL-1、200 ng·mL-1和500 ng·mL-1的标准工作溶液。

1.3 样品前处理

称取样品2.0 g(精确至0.000 1 g),置50 mL离心管中,加入20.0 mL 80%甲醇提取,涡旋2 min,超声20 min,离心,滤渣重复提取,全部提取液过PWA-2萃取柱,以6 mL 5%甲酸甲醇水溶液淋洗,6 mL 5%氨水甲醇溶液洗脱,氮气吹至近干,加入2 mL初始流动相复溶后过0.22 μm滤膜上机测定。

1.4 仪器工作条件

1.4.1 色谱条件

色谱柱:VP-ODS C18柱(2.0 mm×150 mm,5.0 μm);柱温:40 ℃;进样量:10 μL。流动相及梯度洗脱程序见表1。

1.4.2 质谱条件

电离方式:ESI源;扫描方式:负离子扫描,多反应监测;离子源温度:500 ℃;电喷雾电压:-4 500 V;雾化气:50 psi;辅助气:50 psi;CAD:9 psi。

2 结果与分析

2.1 流动相的优化

分别采用甲醇水溶液、乙腈水溶液、乙酸铵-乙腈、乙酸铵-甲酸水等体系分别进行实验分析,考察目标物的分离效果、色谱峰形、峰高及响应情况。结果表明,流动相体系无缓冲盐时,目标物的峰有拖尾情况,且灵敏度低;当乙酸铵-甲醇作为流动相时,各组分的离子化效率高,分离度和峰形好,响应值高。因此,最终选择乙酸铵-甲醇作为色谱分析流动相。

2.2 质谱条件优化

通过直接进样法进行质谱条件优化,选用ESI离子化模式,负离子扫描,优化监测离子对等信息见表2。优化质谱参数改善了电离情况,提高了检测灵敏度。

2.3 样品前处理优化

着色剂是弱酸性水溶性化合物,易溶于水,甲醇可以沉淀大分子杂质,减少干扰。通过回收率实验探究了不同比例的提取溶液对检测结果的影响,最终确定甲醇最佳提取浓度为80%。4种色素均含磺酸基团,实验选择PWA-2弱阴离子固相萃取柱,具有较强的保留效果,同时能有效除去干扰杂质。

2.4 线性方程和检出限

按上述仪器参数进行标准系列溶液的测定,按信噪比(S/N)为3确定检出限。由表3可知,4种化合物在考察范围内线性关系良好,相关系数均在0.999以上,方法检出限在2~5 μg·kg-1,灵敏度好,满足分析要求。

2.5 回收率与精密度实验

选取10 μg·kg-1、50 μg·kg-1、100 μg·kg-1 3个浓度水平用空白样品做加标回收率实验。如表4所示,4种目标化合物的平均回收率在85.36%~102.30%,RSD为0.42%~2.72%,方法准确可靠,可用于实际样品4种着色剂的检测分析。

2.6 实际样品检测

采用所建实验方法对市售红糖、黄冰糖、方糖等进行测定,在检测的10批次食糖样品中,部分样品检出了合成着色剂,检出率10%。说明可能存在违规添加合成着色剂的产品,因此需要重视食糖中色素的监管。

3 结论

本研究成功建立了基于HPLC-MS/MS的食糖中4种合成着色剂的快速检测方法。在线性范围内4种合成着色剂的相关系数均大于0.999,加标回收率在85.36%~102.30%,RSD为0.42%~2.72%,检出限为2~5 μg·kg-1。该方法具有准确、灵敏、快速等优点,适用于食糖中合成着色剂的快速筛查和定量分析。该方法对于保障食糖的安全性,维护消费者健康具有重要的实际意义。

参考文献

[1]苏晓明,刘文菁,王征,等.HPLC法快速测定食糖和糖果中19种添加剂及应用[J].化学研究与应用,2022,34(12):2988-2994.

[2]朱日然,韩相宁,张亚楠,等.超高效液相色谱-串联质谱法同时测定中药中29种合成着色剂[J].药物分析杂志,2018,38(6):1029-1035.

[3]韦志超,于喆源,杨博,等.响应面优化QuEChERS-液相色谱串联质谱法分析茶饮料中合成着色剂[J].甘肃科技,2023,39(10):39-45.

[4]张春娥,廖若宇,孙悦,等.液相色谱-串联质谱法测定谷类食品中5种合成着色剂[J].粮油食品科技,2021,29(3):163-169.

[5]张爽,刘敏芳,刘帆,等.液相色谱-离子阱-飞行时间质谱测定肉制品中8种可食用着色剂[J].农产品加工,2023(11):50-53.

作者简介:陈艳(1995—),女,云南昭通人,本科,助理工程师。研究方向:食品检测。

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