超高效液相色谱串联质谱快速筛查葡萄酒中的14种禁用食品添加概要.docx

1、超高效液相色谱串联质谱快速筛查葡萄酒中的14种禁用食品添加概要第39卷 2011年11月分析化学(FENXl HuAXUE 研究报告Chinese Joumal of Anal”ical Chemistry第ll期 17321737 DoI:10.3724/SP.J.1096.20“.01732超高效液相色谱一串联质谱快速筛查葡萄酒中的14种禁用食品添加剂冯峰1杨烁2凌云1江桂斌3储晓刚叫(中国检验检疫科学研究院,食品安全研究所,北京100123 :(哈尔滨医科大学,哈尔滨1500813(中国科学院生态环境研究中心,环境化学与生态毒理学重点实验室。北京lo0085摘要建立了同时测定葡萄酒中14

2、种禁用食品添加剂的超高效液相色谱一电喷雾电离串联质谱(uPLc ESIMs/Ms分析方法。采用uPLC BEH C18(100mm2.1mm1.7“m色谱柱,对流动相的组成、缓冲液离子强度及质谱的各种参数进行了优化。结果表明,流动相的离子强度对食品添加剂的质谱检测有重要影响。以含1mmol/L甲酸铵一甲酸缓冲液(pH 3.9一乙腈为流动相,梯度洗脱,柱温35,可以在6min内完成14种食品添加剂的分离和检测。在ESI负离子模式下,采用选择离子监测方法进行测定时,除三氯蔗糖、日落黄和酸性红13的检出限分别为lO,2和2pg几外,其它11种的检出限在O.Ol1.O pg/L之间。回收率为93.8%

3、106%,相对标准偏差小于3.1%。本方法快速、准确、灵敏度高,可用于葡萄酒及其它复杂基质食品中的低剂 量、多种禁用食品添加剂的同时筛查。关键词 超高效液相色谱;串联质谱;食品添加剂;葡萄酒1引 言葡萄酒是新鲜葡萄或葡萄汁经发酵而成,富含有机酸、糖类、黄酮类、酚类和原花青素等功能成分, 适量饮用能够预防多种疾病“二】。国家标准GB2760-2007食品添加剂使用卫生标准在葡萄酒中仅允许 添加焦糖色作为着色剂,三氯蔗糖作为甜味剂,除此之外禁止添加任何种类的着色剂和甜味剂【3】。近年 来,在葡萄酒中添加非法着色剂和甜味剂的情况时有发生,为了保障葡萄酒的饮用安全,有必要建立一 种快速、准确、灵敏的方

4、法对葡萄酒中的禁用食品添加剂进行测定。目前,检测食品中着色剂和甜味剂的方法有高效液相色谱】、紫外分光光度法嘲、离子色谱法m、毛 细管电泳法【8101及液相色谱一质谱法151等。由于使用液相色谱一紫外分光光度法不能提供结构信息,而 葡萄酒成分又较复杂,因而在检测微量成分时容易发生假阳性或假阴性现象。近年来,质谱技术已在食 品中添加剂的筛查方面显现出显著优势“4】。然而目前所报道的质谱方法多采用传统的色谱条件,其 中所用的醋酸铵或是甲酸铵溶液缓冲液浓度多大于20mmol刖1214】。研究表明,过高的离子浓度对分析 物的电离具有较强的抑制作用“7l。因此,为提高检测的灵敏度,增强对食品中禁用物质的筛

5、查能力, 有必要对质谱分析时缓冲液的浓度进行优化。本研究建立了同时高灵敏、快速筛查葡萄酒中14种禁用 甜味剂和着色剂的超高效液相色谱(uPLC一串联三重四极杆质谱(QQQ方法,对色谱分离中缓冲液的 浓度对质谱检测的灵敏度的影响进行了探讨。本方法已成功用于葡萄酒中禁甩添加剂的快速检测。2实验部分2.1仪器与试剂超高效液相色谱仪(UPLC,美国waters公司;串联API 5500三重四极杆质谱仪(美国Applied Biosystems公司,配备waters uPLC自动进样器,柱温箱,数据采集由Analyst 1.5.1软件完成。糖精钠(sodi啪sacch撕n、安赛蜜(Acesul伽ne、阿

6、斯巴甜(Aspan锄e,购自美国supelco公司;甜蜜素 (sodium cyclamate、纽甜(Neot锄e、丽春红2R(Ponceau 2R、丽春红3R(Ponceau 3R、丽春红sx(Pon一 20110218收稿;20l卜0505接受本文系北京市科委科技计划项目(No.D0*310803和科技部科技支撑计划项目(No.20llBAKlOB04资助+E一眦il:xgangchu第ll期 冯峰等:超高效液相色谱一串联质谱快速筛查葡萄酒中的14种禁用食品添加剂1733ceau SX。购自德国Dr.Ehrenstorfer公司;三氯蔗糖(sucralose、日落黄(sunset Yell

7、ow FCF、诱惑红 (Allura Red、红色2G(Acid Red 1、酸性红13(Acid Red 13、赤藓红(Erythrosine、甲酸、甲酸铵,购自美 国sigma公司;实验室用水由Millipore纯水仪制备。10份葡萄酒样品购自超市。2.2标准溶液的配制准确称取适量上述标准品,用水溶解并定容,配制成looO mg/L的单标储备液;准确移取各标准储 备液O.5mL,混合于100mL容量瓶中,用水定容,配制成5mg/L的混合标准工作液。用水逐级稀释,制 成浓度范嗣为0.1500“g/L的系列混合标准溶液。2.3样品溶液制备取葡萄酒样品10mL于50mL烧杯中,超声脱气10min

8、;取脱气后的样品1.O mL于10mL具塞试 管中,用水定容至10mL,过0.22“m滤膜后分析。2.4色谱一质谱条件uPLc BEH C18色谱柱(100mm2.1mm1.7pm,美国waters公司。流动相A为乙腈,流动相B 为l mmol/L甲酸铵一甲酸缓冲液(pH 3.9。流速O.3mL/min,进样体积2肛L,柱温35;梯度洗脱程序: 01.5min,7%A;1.57.O m氓7%90%A;7.010.O min,90%A。电喷雾电离源,负离子模式,多反应监测(MRM;实验所用气体均为高纯液氮,碰撞气(cAD压力 为41.4kPa,气帘气(cuR压力为138kPa,雾化气(Gsl压力

9、为448kPa,辅助气(Gs2压力为414kPa。 电喷雾电压(IS为一4.5kV去溶剂温度(TEM为500,Q0入口电压(EP一lO V碰撞室出口电压 (CxP为一ll V,14种添加剂的定性/定量离子对、碰撞电压(cE及去簇电压(DP见表l。表114种食品添加剂检测的最优质谱参数T曲le lOptimum p盯ameters alld selected矗agment ions for 14food additives定量离子(Quami断ng ion。734第39卷 3结果与讨论3.1流动相条件优化文献【12”&道,采用高效液相色谱一串联质谱检测葡萄酒中5种甜味剂时.这些甜味剂在甲醇一 2

10、0mmol/L甲酸铵一甲酸体系的保留时间与甲醇一20mm01几醋酸铵一醋酸体系一致,同时部分甜味剂的灵 敏度提高了15倍以上,这说明甲酸铵体系可以获得比醋酸铵体系更高的灵敏度。stom等”“的研究表明. 溶液巾的Ni4浓度严重影响质谱检测的灵敏度。Minj06等”1的研究表明,使用乙腈分离着色剂可以获得 比耳|醇更好的峰对称性。因此,本研究以乙腈20mm01/L甲酸铵(含0.1%甲酸,pH 39为流动相,对所研 究的14种食品添加剂的分离条件进行了优化,14种添加剂可以在6min内得到较好分离(见图1。 考察了缓冲液的浓度对添加剂的信号强度的影响。选用的甲酸铵一甲酸(pH 39缓冲液的离子浓度

11、 分别为20,10,5,25和1mmol,L。研究表明,随着缓冲液浓度的降低,溶液中的离子强度相应降低 (图2,但各添加剂的保留时间基本不变,这说明离子强度的降低并未对待分析物的分离度产生影响。 然而,待分析物的峰高却显著提高(见图3。由于部分着色剂未实现基线分离。为避免相互问的竞争抑 制效应对分析结果的影响,在此仅以6种甜味剂的峰高的变化对其进行表征。从图3可见,6种甜味剂 的信号强度随流动相离子强度的降低而不断提高,这说明过高的离子强度确实对添加剂的质谱检测有 离子抑制作用。为取得最高的灵敏度,本研究选择乙腈一1mm01几甲酸铵甲酸体系作为14种添加剂的0123456mln罔l优化条件下1

12、4种添加剂的多反应监测色谱图 Flg.1MRM chromatogram of 14food addltiVes unde optimum separatlon conditlons各编号对应分析物虬表】(Numbersof aIlalytes are s枷e as m Tablel。 图2不同浓度甲酸铵缓冲液的电导率Fig 2Electnc conductiviy of ammonjum f0邢atebu髓r under difkrent concentration安赛蜜 糖精钠 甜蜜索 三氯蔗糖 #町斯巴甜 纽甜 AcesuIhme Sodlum Sodlum Sucralose AsDa

13、rbme NeO诅me Sacchann Cyclamate罔36种甜味剂在流动相中不同离子强度下峰高比较F1昌3comp州son of thee讯ct of amine concentratlon in moblle Phase on the Peakheights of 6sweeteners第ll期 冯峰等:超高效液相色谱一串联质谱快速筛查葡萄酒中的14种禁用食品添加剂 1735分离体系。需要说明的是,考虑到葡萄酒中的禁用添加剂一般浓度较低,加标分析也表明低于l mg/L 浓度水平的添加剂不会产生过载现象,所以本研究选择了此浓度水平的缓冲液。在对确定含有较高浓 度水平的甜味剂或是着色剂进

14、行检测时,则需要选择较高浓度水平的缓冲液。3.2方法线性、回收率、精密度及检出限在上述实验条件下,考察14种添加剂在O.1500pg/L浓度范围内的线性关系和相关系数,并以 14种添加剂的信噪比为3时的进样浓度为检出限。回收率和精密度的测定通过向阴性葡萄酒样品中 添加lOg/L甜味剂混合标准溶液进行,每个浓度样品平行分析3次。结果见表2。表214种添加剂的线性范围、线性方程、相关系数、添加回收率、精密度及检出限(咒一3玑lble 2Linear r粕gecorrelation coemcients,limits of detection(LOD,recoveries粕d rcIative st

15、明dard deviatis(RSDof 14 food additives.111e rccoveries werc eval岫ted by con们lling the fortification leVeI of each dye ingatiVewine蛐ples at 10p班(疗23序号代表分析物名称同表l(Numbers of锄lytes are s锄e鹤in T曲le 1;+添加浓度为100pg几(Spiked conc廿ation w鹊loo“g,L。3.3方法应用对北京市市售lO种低价格的红葡萄酒 样品进行测定,根据各添加剂的保留时间及 选择的两对子离子峰高的比值进行定性分

16、析。结果表明,有5个样品含有禁用添加物, 且均为甜味剂(表3。除了允许添加的三氯 蔗糖外,还含有糖精钠、甜蜜素和纽甜3种甜 味剂(图4。其中对于糖精钠,由于其定量 离子和定性离子的强度相差约60倍,而其在 样品中的浓度又较低,因此,通过对其进行加 标回收,根据保留时间和回收率进行了确证。 表3实际葡萄酒样品的检测结果T曲le 3Quantification results of f酞d additiVes in positiVe wine samples by UPLCMS/MS1736分析化学 第39卷 18lI1.21.6I 2.02.4I:Max 1383,82.1-+62.O 1.82

17、.O 2.2:2.42.61.21.62.O 2.41.82.O 2.22.42.6 ,min ,/min图4葡萄酒阳性样品色谱图Fig.4Chromatograms of p08itiVe s锄ples in wines4-64.85.O 5-25.4才广乏矿矿1苣14 ,/miIlReferenc姻1ZHA0Ren-Jun(赵任军.Si咒D.Dw”s Gr4户P讲咒P删d V“聍P(中外葡萄与葡萄酒,2006,2(5:5l532xIE Ya-Li,CHEN Xin-Xin,FENG Yong,YANG Bin(谢娅黎,陈欣欣,冯勇,杨彬.Mo如r”Fbod Sci绷cP口咒d n如竹oZo

18、gy(现代食品科技,2009,35(12;148214833GB2760一2007.Hyg抬卵记S缸挖如谢s扣r弧Ps o厂F00d Add以i伽s(食品添加剂使用卫生标准.National Standards of the Peopl e,sRepublic ofChina(中华人民共和国国家标准.Beijing(北京:Standards Press ofChina(中国标准出版 社,20074Minioti K S,sakellariou C F,Thomaidis N S.A行dZ.C,li研.Ac抛,2007,583(1:1031105YANG Liu_Hua,WANG Lin,SUN

19、 Cheng-Jun(杨柳桦,王林,孙成均.呖i打PsP.,o“rndZ D,A程口Z沙如L口60mtD删 (分析试验室,2007,26(7:79826ZHU0Jing,wANG Jing,CHEN Xiao-Xia,TANG Xin_Hua,QIU Bin,ZHU E卜Yi,CHEN Xi(卓婧,王静,陈 小霞,邱彬,朱尔一,陈曦.C矗i卵Pse.,.A张口z.ClIl优.(分析化学,20ll,39(2:2832877Chen Q C,Mou S F,Liu K N,Yang Z Y,Ni Z M.,ClIl加mn加gr.A,1997,771(1:1351438Zhu Y,Guo Y Y,Y

20、e M L,James F S.,.Cm优nfogr.A,2005,1085(1:1431469Dossi N,Toniolo R,Pizza“ello A,Susmel S,Perennes F,Bontempelli G. _,. EZP订r0盘竹nZ.(冼P优.,2007, 601(卜2:1210Ryvolov丘M,T丘borsky P,Vrdbel P,Krdsensky P,Preisler J.J.ClIl,-omnfDgr.A,2007,1141(2:20621l 11sHENG Xuan,CHEN ChangJun,DING zhen.Hua,SuN Janwen,DING Y

21、amSheng,ZHENG Ping(盛旋,陈昌 骏,丁振华,孙建文,丁袁生,郑屏.Ci行P5P-,D“r”口z D,A行口zys缸Ld60mfD删(分析试验室,2006,25(7: 757812JI Chao,FENG Feng,CHEN Zheng-xing,SUN Li,CHU Xia0-Gang(嵇超,冯峰,陈正行,孙利,储晓刚.C_Ili行PsP _rD“册口Z D,ClIlmm口ogm户y(色谱,2010,28(8:74975313QIN Fang,WANG Lin-xiang,TA0Guan_Jun(秦叻。王林祥,陶冠军.Liq“D产M口最i珂g SfiP行fP&nf行DzDgy

22、(酿 酒科技.2005,21(9:848614Ma M,Luo X,Chen B,Su S,Yao S.,.Cro优口fo譬r.A,2006,1103(1:17017615Sun H W,Wang F C,Ai L F.-,.CrDm口ogr.A,2007,1164(卜2:12012816Storm T,Reemtsma T,Jekel M.,.Cromnogr.A,1999,854(12:17518517Holapek M,Jandera P,Zderadika P.,.CrDmnDgr.A,200l,926(1:175186第期 冯峰等：超高效液相色谱一串联质谱快速筛查葡萄酒中的种禁用食品

23、添加剂 ， 。， ， ， （打盯“抬， 归。疗 口，”“行口行 。阳，口九理，巧拧 ） （而船胁“ 肺砂，口疗） （托 峨阴 面， 如 扩行讲口行玎细 行，竹已口优 ，柙，巧 ） （一 （） ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，） ， （ “） ， 订 ， （ ） ， 一一 ， ， ， ， ， ， ； ； ； （ ； ） 蕾量圣量圣重壬圣圣量一一一一一扣量量扣圣量圣圣壬圣量童量量量圣圣圣圣圣圣圣圣量圣一圣量圣量 色谱在材料分析中的应用 该书为色谱技术丛书之一，系统介绍了材料分析中应用的各种色谱方法与技术。内容包括气相色谱、高效液相色 谱、离子色谱、凝胶渗透色谱、毛细管电泳以及一些联用技术在无

24、机材料中的金属元素和非金属元素的分析、无机材料和 高分子材料结构分析、聚合物中可挥发物质的分析、高分子材料定性定量分析以及高分子材料分子量分布分析中的应 用，并综述色谱法在材料分析中的应用进展。书中列举了大量的应用实例。便于读者在实际作中参考。该书可供材 料、冶金、高分子科学与工程、环境保护等领域中从事材料分析的技术人员参考。 该书（ 一）由化学工业出版社，胡净宇、梅一飞、刘杰民等编著，定价。 万方数据 超高效液相色谱-串联质谱快速筛查葡萄酒中的14种禁用食品添加剂 作者： 作者单位： 冯峰， 杨烁， 凌云， 江桂斌， 储晓刚， FENG Feng， YANG Shuo， LING Yun，

25、JIANG Gui-Bin， CHU Xiao-Gang 冯峰,凌云,储晓刚,FENG Feng,LING Yun,CHU Xiao-Gang(中国检验检疫科学研究院,食品安全研究所,北京 100123， 杨烁,YANG Shuo(哈尔滨医科大学,哈尔滨,150081， 江桂斌,JIANG Gui-Bin(中国科学院生态 环境研究中心,环境化学与生态毒理学重点实验室,北京 100085 分析化学 Chinese Journal of Analytical Chemistry 2011,39(11 1次 刊名： 英文刊名： 年，卷(期： 被引用次数： 参考文献(17条 1.赵任军 查看详情 2006(05 2.谢娅黎.陈欣欣.冯勇.杨彬 查看详情 2009(12 3.GB2760-2007 食品添加剂使用卫生标准 2007 4.Minioti K S.Sakellariou C F.Thomaidis N S Determination of 13 synthetic food colorants in water-sol