离子色谱法测定饮料中的七种食品添加剂

离子色谱法测定饮料中的七种食品添加剂

马国军

（萧山区质量计量监测中心，浙江杭州）

摘要：本文建立了一种用离子色谱-电导检测器测定饮料中丙酸、山梨酸、甜蜜素、苯甲酸、脱氢乙酸、安赛蜜，糖精钠的方法。样品调节pH至9-10后稀释定容过0.22um滤膜，固相萃取柱净化，ionPac AS17-C色谱柱分离，用梯度洗脱方式使待测组分分离，以电导检测器检测。用该方法检测上述七种食品添加剂前处理简单，回收率在94.2%到103.7%之间，RSD小于5%，检出限低，适合于饮料类液体食品中甜味剂、防腐剂的检测。

关键词：离子色谱；电导检测器；饮料；食品添加剂；

DETERMINATION OF SEVEN KINDS OF FOOD ADDITIVE IN BEVERAGE BY IORN CHROMATOGRAPHY

Ma Guojun

Xiaoshan District Quality and Measurement Monitoring Center, 311215, Hangzhou, Zhejiang

Abstract: This paper establishes a new method for ion chromatography with conductivity detector to detect additive in beverageincluding propionic acid, sorbic acid, sodium cyclamate, benzoic acid, dehydroacetic acid, Acesulfame-K, saccharin sodium. After adjusting the pH to 9-10 samples diluted to volume over 0.22um membrane, solid-phase extraction (SPE), ionPac AS17-C column chromatography using a gradient elution separation of the analytes to conductivity detector. The method used for detecting the seven kinds of food additives simple pretreatment method ，recoveries between 94.2% to 103.7%, RSD is less than 5%, low detection limit, suitable for detection sweeteners, preservatives in beverage

1.前言：

山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸、甜蜜素、糖精钠、安赛蜜、丙酸钠是饮料中常用的几种防腐剂和甜味剂。目前检测上述添加剂多采用气相色谱法^[3,11~13]和液相色谱法^[3,4~10]，大多数测定方法只能测定一种或几种添加剂，不能实现一次进样同时检测，而很多饮料中往往含有多种食品添加剂，逐一检测费时、费力、效率又低。尤其是个别添加剂要经过柱前衍生才能进行检测，前处理步骤复杂，回收率较低，同时又不能同时测定其他添加剂。本次研究的七种添加剂分子中带有易电离的阴离子基团^[2]，可通过离子色谱阴离子交换色谱柱进行分离，电导检测器进行检测。特别是离子色谱法对样品前处理要求简单，可实现一次进样同时出峰，相比普通液相色谱，离子色谱省时省力，操作简便，不需配制缓冲溶液和有机溶剂，是一项无污染、低成本绿色的检测技术。

笔者采用简便的前处理，采用IONPACASl7-C阴离子色谱柱-电导检测器测定饮料中的上述7种食品添加剂，通过优化色谱条件，改进测定方法，建立适合测定饮料类食品中可形成离子态的食品添加剂。

2.材料和方法：

2.1材料：

仪器：ICS一2100离子色谱仪（美国，Dionex）配DIONEX EG40淋洗液发生器、电导检测器、ASRS300抑制器，超纯水制备系统（美国，PALL），RP柱

标准品：丙酸、糖精钠、山梨酸、苯甲酸标准物质(购自Alfa Aesar公司)，安赛蜜、脱氢乙酸（购自Sigma Aldrich公司），甜蜜素（购自Tokyo Chemical），超纯水(电阻率18.2MΩ·cm)

样品：自购可乐、冰红茶、果粒橙

2.2方法

2.2.1标准溶液配制

称取丙酸、山梨酸、甜蜜素、苯甲酸、脱氢醋酸、安赛蜜、糖精钠等标准物质，以超纯水稀释，配制成浓度为1. 000 g /L标准储备液。按定量要求，各取上述标准储备液，配制成合适浓度的混标序列，以峰面积一质量浓度浓度绘制标准曲线。

2.2.2样品的前处理

碳酸饮料：样品经超声脱气（除CO₂），调节pH至9-10，稀释20倍，用0.22mm滤膜过滤，过RP柱净化样液，弃去前3mL滤液，收集滤液上机测试。

茶饮料：样品调节pH至9-10，稀释20倍，经0.22mm滤膜过滤去除不溶物，过RP柱净化样液，弃去前3mL滤液，收集滤液上机测试。

果汁饮料：取样品5.00克于100mL容量瓶，加适量超纯水，调节pH至9-10后定容经0.22mm滤膜过滤，过RP柱净化样液，弃去前3mL滤液，收集滤液上机测试。

2.2.3色谱条件: IONPACASl7-C阴离子交换柱以及保护柱，采用淋洗液发生器产生的高纯KOH溶液为淋洗液，柱温为35.O℃，电导池温度35.O℃，流速1.0ml/min，进样200uL，梯度洗脱(见表1)，以保留时间定性，峰面积外标法定量。

表1 淋洗液梯度洗脱浓度

Table1Eluent concentration gradient elution

3.结果与讨论：

七种被测离子在碱性情况下均以阴离子的形式存在，因此采用高效阴离子交换色谱法对其进行分离。由于被测离子疏水性较强，为了保证其能够合理的时间从色谱柱上洗脱，我们选择对OH^-选择性强的烷醇季铵基的高容量阴离子交换分离柱IonPac AS17-C色谱柱。该分析柱改善了七种被测离子的峰型；IonPac AS17-C色谱柱柱容量相对较高，对于复杂样品的分析，有效地将被测离子与基体中其他离子进行分离

为考察该色谱条件的有效性，笔者尝试在标准溶液中加入样品可能含有的7种常见无机阴离子,以及甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、草酸这些食品中常见有机酸进行干扰实验，从试验结果看，这些常见阴离子和有机酸出峰时间大多集中在6分钟以前、以及23-28分钟范围内，与待测物质基本能实现良好的分离，对测定不造成干扰。 图1：标准品色谱图

考察七种物质在0.2～50mg/l内峰面积与质量浓度的线性关系，根据定量要求，按2.2.1配制混合标准序列，以2.2.3色谱条件进行分析，得到线性方程，相关系数均大于0.9995，满足外标法定量要求；同时用3倍信噪比计算方法检出限，七种物质的最小检出浓度为0.026-0.082mg/L；使用浓度为5.0mg/l的混合标准溶液，重复进样6次，色谱峰面积相对标准偏差小于5%。结果见表2；

表2，七种添加剂线性相关系数、检出限、精密度

Table2Seven kinds of additives linear correlation coefficient, detection limit, precision

选取上述样品, 在测出其本底后, 分低、中、高三个加标水平往样品中添加混合标准溶液,与样品同样处理，测定加标样品的添加剂含量，每个加标水平平行测定3次，计算加标回收率，每个加标水平平均回收率均在94.2-103.7%之间。满足定量分析要求。

根据2.2.2前处理方法对不同样品进行前处理，以2.2.3色谱条件测定样品中的各添加剂含量；同时采用液相色谱法来测定上述7种食品添加剂，将两者结果进行比较，见表3。结果发现：两种方法相对偏差小于5%；甜蜜素的结果相对偏差比较大。究其原因，主要在于前处理，液相色谱测定甜蜜素必须经过衍生化等前处理，条件不易控制，难以保证待测组分的完全转化，造成待测组分损失。而离子色谱是样品直接水提或稀释进样，前处理简单，损失较少。

表3，样品测定结果与回收率

Table3，Determination results of samples and recoveries

4 结论

本文建立了离子色谱法同时测定饮料中丙酸、山梨酸、甜蜜素、苯甲酸、脱氢乙酸、安赛蜜、糖精钠等七种食品添加剂的方法。通过试验发现该方法检测灵敏度高，精密度和回收率好，操作简单、快速、准确性高、适用性强，大大提高了检测的效率，具有一定的实用价值。可以为饮料类食品中的食品添加剂测定提供参考。

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