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離子色譜法同時測定食品中的三種甜味 劑和兩種防腐劑
閱讀：620 發布時間：2019-6-13引言
食品中人工合成添加劑的使用情況，關系到食品的安全，是食品衛生監 測的重要內容[1,2]。近年來，隨著食品工業技術不斷發展，食品中往往添加多 種甜味劑和防腐劑以發揮協同效應[3]，這卻給監督檢驗工作帶來一定難度。為 了使食品質量監督工作能夠及時有效的開展，迫切需要準確靈敏的方法同時 測定多種添加劑。
本文研究的三種甜味劑（甜蜜素、安賽蜜、糖精鈉）和兩種防腐劑（山 梨酸鉀、苯甲酸鈉），均有國標測定方法，但測定條件不同，不能實現同時 檢測。其中，甜蜜素國標測定方法為氣相色譜法[4]，但其前處理方法比較復 雜，干擾因素多[5]。甜蜜素的分析也可采用液相色譜法，紫外檢測，但信 號較弱，靈敏度低[6]。通常需采用柱前衍生的方法以增強紫外信號的強度，但 同時增加了樣品前處理步驟，且不能同時測定其它甜味劑
這五種物質分子中都帶有易電離的陰離子基團，因此可通過陰離子交換 分離，電導檢測器檢測[7]，因此離子色譜作為合適的測定方法得到很快發展。 本方法采用IonPac AS17-C陰離子交換色譜柱，通過淋洗條件優化，使用兩 階等濃度氫氧化鉀淋洗液洗脫，使待測離子和樣品基體獲得了良好的分離效 果，在多種食品測定中獲得了成功的應用。
測試條件
儀器：賽默飛戴安ICS 3000離子色譜系統； 分析柱：IonPac AS17-C，250 mm×4 mm； 保護柱：IonPac AG17-C，50 mm×4 mm； 柱溫：30 ℃； 淋洗液源：帶有CR-ATC的EGC II KOH； 淋洗液：KOH（淋洗液在線發生裝置產生）梯度淋 洗，0~13 min，6 mmol/L；13.1~23 min，70 mmol/L； 23.1~26 min，6 mmol/L 流速：1.00 mL/min ； 定量環：25 µL； 檢測方式：抑制型電導檢測器，ASRS 300 4 mm抑 制器，外接水抑制模式，抑制電流為175 mA。
樣品前處理
酒類和非乳飲料樣品稀釋100倍，并調整pH至9-10， 分別過0.22 µm濾膜和C18小柱后進樣，碳酸類飲料需提 前超聲脫氣。
蜜餞和腌菜樣品，粉碎后取樣品2 g，加入20 mL超 純水，以300 r/min震蕩1小時，靜置后取上清液稀釋10 倍，并調整pH至9-10，分別過0.22 µm濾膜和C18小柱后 進樣。
果凍和糕點樣品，取樣品2 g，加入20 mL超純水，在 90 ℃水浴中加熱10 min，靜置后取上清液稀釋10倍，并 調整pH至9-10，分別過0.22 µm濾膜和C18小柱后進樣。
結果和討論
色譜柱的選擇及淋洗液梯度條件優化
選擇 IonPac AS17-C烷醇季銨型功能基的氫氧根體系 色譜柱，其具有較強的親水性和較高的柱效，在實驗中 展現了*的分離性質，使待測物質與多種類型樣品的 基體峰實現分離，并且峰型尖銳，提高了分析靈敏度。 AS17-C的柱填料基質是無孔的EVB-DVB聚合物[8]，單位 體積的離子交換功能基數量少，使用的淋洗液濃度低，使 得保留很強的安賽蜜和糖精鈉在70 mmol/LKOH條件下能 較快洗脫。
本實驗待測物質中三種為弱保留離子，兩種為強保留 離子，保留性質區別顯著，因此采用兩階等濃度的淋洗 液，低濃度淋洗完成后立即切換到高濃度，可以大限度 的節省分析時間，并在兩階分析中獲得平穩的基線和良好 的峰型。（圖1）為五種添加劑標準溶液分離譜圖，標準 溶液中還加入了7種常見無機陰離子，以及甲酸、乙酸、 乳酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、酒石酸、草酸這些食品 中常見有機酸，從圖中可見這些常見陰離子和有機酸出峰 位置大多集中在6分鐘以前和15至17分鐘范圍內，與待測 物質實現了良好的分離。
樣品前處理方法優化
食品大多成分復雜，必須經過凈化去除可能造成色譜 柱污染的成分，再進入離子色譜分析系統。C18前處理柱 對有機化合物有良好的吸附作用，樣品溶液通過前處理柱 時，與C18填料極性相近的有機物被保留，極性差別較大 的成分則隨樣品溶液流出前處理柱。待測的幾種甜味劑和 防腐劑同時帶有有機基團和可離子化基團，在中性和偏酸性條件下，電離受到抑制，在C18前處理柱上有一定保 留。將樣品溶液的pH值調整至9-10，可促進酸根基團的 電離，增強其極性和在水溶液中溶解能力，減弱與C18前 處理柱的相互作用，從而獲得良好的前處理回收率。
線性、檢出限和定量限
以峰面積進行定量，本測定方法在濃度范圍 0.2～1 mg/L內具有很好的線性，五種物質線性相關系數 均在0.999以上。 以信噪比3：1為檢測限，10：1為定量限，表1中列 出了五種物質的小檢出濃度和小定量濃度。離子色 譜電導測定安賽蜜、糖精鈉、山梨酸鉀、苯甲酸鈉的檢 出限與HPLC方法紫外檢測檢出限接近，而甜蜜素的靈敏 度則遠高于非衍生化HPLC方法，且略高于衍生化HPLC 測定甜蜜素的靈敏度 [9,10]。
食品衛生規范規定白酒中禁止使用任何添加劑，本方 法的較高靈敏度和同時測定的優點，尤其適合這類禁止任 何人工合成添加劑加入的食品質量測定。有些食品中同時 使用多種甜味劑和防腐劑，并需要遵守《食品添加劑使用 衛生標準》中添加劑*。使用本方法可以通過一次 進樣獲得多種待測物含量，大大提高分析效率。
實際樣品分析
檢測了市場上購買的多種食品，這些樣品中添加劑 檢測結果列于表2。圖2為某食品樣品溶液和樣品加標溶 液分析譜圖，由圖中可見基體峰多集中在6分鐘之前和 15~18分鐘范圍內，很好的避開了待測物質的出峰區域。 絕大多數食品都可以達到圖中展示的分離效果，基本沒 有干擾峰存在。食品工業中添加劑加入量需要達到一定 濃度才能起到預期效果，如果譜圖中存在一些出峰位置 較近的極小的干擾峰，則可認為是共存未知干擾物
本次實驗測定的所有食品中檢出添加劑成分均與產 品包裝上標明成分一致，含量在規定使用范圍內。
向樣品中添加一定濃度的混合標準溶液，經過稀 釋過柱等樣品前處理，制成的樣品溶液中加標濃度為 1 mg/L。在相同條件下測定樣品加標溶液，并計算加 標回收率，9種食品樣品中5種添加劑的加標回收率在 88%-109%之間。
結論
本文開發的離子色譜測定食品中三種甜味劑和兩種 防腐劑的方法，前處理方法簡便，回收率好。測定方法 快速，靈敏度高，基體干擾小，適用的食品類型范圍 廣，為食品質量檢測提供了一種方法。