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CNS_08.016_喹啉黄

enhua

2021/08/06

私聊

食品添加剂

CNS_08.016_喹啉黄

付和煊

二〇二一年七月二十八日

[摘要]：近些年来食品安全事件频频发生，滥用食品添加剂、添加违禁物质的情况屡禁不止。人工合成色素是以煤焦油为原料制成的，食用合成色素多为含有R-N=N-R键、苯环或氧杂蒽结构化合物它们对人体存在一定的不安全性或者产生有害作用其中，但由于人工合成色素成本低廉、着色能力强，受到各大生产厂家的欢迎，导致过多的人工合成色素被用到食品加工之中，对消费者的生命安全造成不小的影响。而当前中国批准使用的食用合成色素有22种，哇琳黄（Quinoline yellow）是其中的一种，常用于冰糕、水果蛋糕、巧克力、面包、软饮料、糖果等食品的着色。但由于安全性问题越来越受到高度重视，各国对其均有严格的限制，不仅在品种和质量上有明确的限制性规定，而且对生产企业也有明确的限制，测定其含量的手段也成了重点关注对象之一，因此生产中实际使用的品种正在逐渐减少。但由于人工合成色素在稳定性和价格等方面的优点，世界总的使用量仍在上升。

[关键词]：喹啉黄；人工合成色素；高效液相色谱法；安全指标

1．喹啉黄的基本理化性质.

喹啉黄( Quinoline Yellow，Qy) 主要是以芳烃类化工产品为原料，经磺化、偶氮化等一系列反应制成的水溶性人工合成色素，其相对标准质量为477.38，分子式：C18H9NNa2O8S2，具体化学式如下图，外观表现为黄色粉末或颗粒，可溶于水，而微溶于乙醇。JECFA规定喹啉黄ADI为0～10mg/kg体重，其ADI值首建于1984年，常作为着色剂用于食品（食用黄色色素）、药物和化妆品等。但最新的研究表明，喹啉黄主要以芳烃类化工产品为原料，经过磺化、偶氮化等一系列有机反应化合而成，所以不仅无营养价值，而且其化学构成物质本身对人体有害。同时在合成过程中产生的杂质如砷、汞、苯酚、苯胺、铅、镉、乙醚、氯化物、硫酸盐等均有不同程度的毒性。合成着色剂喹啉黄进入人体后会大量消耗体内解毒物质，干扰人体正常代谢功能并直接作用靶器官，其毒性主要表现为不耐受性、致癌性、儿童多动症等，并且对儿童行为的有害影响尤为显著，可能导致多动、易怒、易冲动、注意力不集中、学习进度缓慢、缺乏基本社交能力和自我控制能力等神经性疾病[1]。所以各个国家都对其提出了严格管控要求，甚至禁止将其应用于食品加工行业。

图1.喹啉黄( Quinoline Yellow)结构式图2.常态下的喹啉黄

2．喹啉黄的安全指标.

根据研究表明，人工合成色素大多为偶氮类物质，会在人体内分解形成芳香胺类化合物，对人体的危害极大。其中，喹啉黄（Quinoline yellow）就是典型的代表之一。作为一种水溶性偶氮类合成色素，喹啉黄在各个国家的使用都受到了严格的管控。在中国，《GB 2760-2011食品安全国家标准食品添加剂使用标准》明确规定了食品中喹啉黄的范围和用量，其仅被允许在配制酒（仅限预调酒）中添加，且最大使用量为0.1 g/L[2]。并且，中国台湾卫生署于2010年11月26日宣布，喹啉黄可于胶囊状、锭状食品中视实际情况需要适量使用，但于生鲜肉、贝类、生鲜豆类、生鲜蔬菜、味噌、酱油、海带、茶等中不得使用。而在英国喹啉黄可以用于雪糕、水果、蛋糕、巧克力、面包、奶酪酱、软饮料等食品的着色。但在日本、美国及挪威等国家，禁止在食品加工的过程中应用喹啉黄。

下表为具体的安全指标[3]：

感官要求
项目	要求	检验方法
色泽	黄色	取适量试样置于清洁、干燥的白瓷盘中，在自然取适量试样置于清洁、干燥的白瓷盘中，在自然光下观察其色泽和状态
状态	粉末或颗粒	取适量试样置于清洁、干燥的白瓷盘中，在自然取适量试样置于清洁、干燥的白瓷盘中，在自然光下观察其色泽和状态

由于喹啉黄有两种不同的合成途径，分别是：I型.2-(2一喹啉基)-1,3-茚二酮磺化而制得的食品添加剂喹啉黄和II型.三分之二2-（2-喹啉基）-1,3一茚二酮和三分之一[2-(6-甲基喹啉基)]1,3-茚二酮的混合物磺化而制得的食品添加剂喹啉黄，所以国家针对两种不同途径合成的喹啉黄，提出了不同的安全指标需求，具体如下表：

项目	指标
	Ⅰ型	Ⅱ型
2-(2-喹啉基)-茆满基-1,3-二酮二磺酸二钠盐,wl% ≥	80	70
2-(2-喹啉基)-茆满基-1,3-二酮单磺酸钠盐, wl% ≤	15	-
2-(2-喹啉基)-茆满基-1,3-二酮三磺酸三钠盐,w1% ≤	7	-
干燥减量﹑氯化物(以NaCl计)及硫酸盐(以Na2SO4计)总量,w/% ≤	30
水不溶物,w/% ≤	0.2
非色素有机物，w/ % ≤	0.5(2-甲基喹咻、2-甲基喹咻基磺酸、邻苯二甲酸合计)	0.5(2-甲基喹啉、2-甲基喹咻基磺酸、邻苯二甲酸、2,6-二甲基喹啉、2,6-二甲基喹咻磺酸)
未磺化芳族伯胺(以苯胺计), w/% ≤	0.01
副染料/(mg/kg) ≤	4
砷(As)/(mg/kg) ≤	1
铅(Pb)/( mg/kg) ≤	2
锌(Zn)/(mg/kg) ≤	50

3．喹啉黄的测定方法.

3.1 分光光度比色法

3.1.1 方法提要：

将喹啉黄试样用磷酸盐缓冲溶液(pH≈7)溶解,稀释定容后,在最大吸收波长处(415 nm) ,测其吸光度计算其含量。

3.1.2 试剂与材料：

磷酸盐缓冲溶液:pH≈7。称取0.68 g磷酸二氢钾，加29.1 mL 0.1 mol/L氢氧化钠溶液,用水稀释至100 mL。

3.1.3 仪器和设备：

分光光度计，比色皿 10mm

3.1.4 具体步骤：

称取约0.25 g喹啉黄试样(精确至0.0001 g),溶于适量磷酸盐缓冲溶液中,移入1 000 mL容量瓶中,加磷酸盐缓冲溶液稀释至刻度,摇匀。吸取10mL,移入250mL容量瓶中,用磷酸盐缓冲溶液稀释至刻度,摇匀,备用。然后将喹啉黄试样溶液置于10 mm比色皿中,同在最大吸收波长处(415 nm)用分光光度计测定其吸.光度,用磷酸盐缓冲溶液作参比液。

3.1.5 结果计算：

喹啉黄的质量分数w1 ,按右式计算：

式中：

A——试样溶液的吸光度值；

25——试样溶液的稀释倍数；

1000——试样溶液定容的体积,单位为毫升（mL）；

865——在磷酸盐缓冲溶液中415nm 波长处的百分吸光系数；

m1——试样的质量,单位为克（g）；

100——换算系数；

计算结果表示到小数点后两位；

平行测定结果的绝对差值不大于1.0%,取其算术平均值作为测定结果。

3.2 高效液相色谱法[4-5]

3.2.1 方法提要：

本方法用于由 2-（2-喹啉基）-1，3-茚二酮磺化而制得的喹啉黄，用峰面积归一化法测定 2-（2-喹啉基）-茚满基-1，3-二酮二磺酸二钠盐、2-（2-喹啉基）-茚满基-1，3-二酮单磺酸钠盐和 2-（2-喹啉基）-茚满基-1，3-二酮三磺酸三钠盐的含量。

3.2.2 试剂与材料：

水∶GB/T 602 中规定的二级水；甲醇；氢氧化钠溶液∶1 mol/L；乙酸溶液∶1 mol/L；乙酸钠缓冲溶液∶pH≈4.6，氢氧化钠溶液、乙酸溶液与水的体积比=5∶10∶35。

3.2.3 仪器和设备：

高效液相色谱仪∶配备紫外检测器，或其他等效的检测器，配有梯度洗脱功能。

3.2.4 参考色谱条件：

色谱柱∶C18色谱柱，250 mm×4.6 mm，粒径5um；或其他等效的色谱柱。

流动相A;乙酸钠缓冲溶液与水体积比=1∶10，流动相 B∶甲醇与流动相 A的体积比=80∶20。

流动相流速∶1.0 mL/min；检测波长：254 nm；进样量：20uL；梯度洗脱：梯度洗脱程序见下表：

时间/min	A/%	B/%
0	100	0
15	65	35
20	50	50
25	0	100
36	0	100
42	100	0

3.2.5 具体步骤：

称取约0.5g喹啉黄试样(精确至0.0001 g)，加流动相溶液溶解并定容于100 mL容量瓶中，摇匀备用。在参考色谱条件下,对试样溶液进行色谱分析,确定试样溶液色谱图中各组分对应的峰的保留时间及峰面积Ai，用面积归一化法定量。

3.2.6 结果计算：

2-(2-喹啉基)-茚满基-1，3-二酮二磺酸二钠盐、2-(2-喹啉基)-茚满基-1，3-二酮单磺酸钠盐和2-(2-)) 喹啉基)-茚满基-1,3--二酮三磺酸三钠盐的质量分数wi 按下式计算：

式中：

Ai——试样溶液色谱图中i组分的峰面积；

∑Ai——试样溶液色谱图中i组分的峰面积之和；

计算结果表示到小数点后两位；

平行测定结果的绝对差值不大于1.0%,取其算术平均值作为测定结果。

图3 喹啉黄标准品色谱图(425 nm)[6] 图4 喹啉黄的MRM色谱图[7]

3.3 非色素有机物的测定

3.3.1 方法提要：

采用反相液相色谱法，用面积归一化法进行定量，计算非色素有机物的含量。

3.3.2 试剂与材料：

水∶GB/T 602 中规定的二级水；甲醇；氢氧化钠溶液∶1 mol/L；乙酸溶液∶1 mol/L；乙酸钠缓冲溶液∶pH≈4.6，氢氧化钠溶液、乙酸溶液与水的体积比=5∶10∶35。

3.3.3 仪器和设备：

高效液相色谱仪∶配备紫外检测器，或其他等效的检测器，配有梯度洗脱功能。

3.3.4 参考色谱条件：

色谱柱∶C18色谱柱，250 mm×4.6 mm，粒径5um；或其他等效的色谱柱。

流动相A;乙酸钠缓冲溶液与水体积比=1∶10，流动相 B∶甲醇与流动相 A的体积比=80∶20。

流动相流速∶1.0 mL/min；检测波长：254 nm；进样量：20uL；梯度洗脱：梯度洗脱程序见下表：

时间/min	A/%	B/%
0	100	0
15	65	35
20	50	50
25	0	100
36	0	100
42	100	0

3.3.5 具体步骤：

称取约1g喹啉黄（精确至 0.000 1 g），加流动相 A 溶解并定容 100 mL 容量瓶中，摇匀备用。在参考色谱条件下,对试样溶液进行色谱分析,确定试样溶液色谱图中各组分对应的峰的保留时间及峰面积Aj，用面积归一化法定量。

3.3.6 结果计算：

2-甲基喹啉、2-甲基喹啉基磺酸、邻苯二甲酸、2，6-二甲基喹啉、2，6-二甲基喹啉磺酸的质量分数 wj，，按下式计算：

式中：

Aj——试样溶液色谱图中j组分的峰面积；

∑Aj——试样溶液色谱图中j组分的峰面积之和；

计算结果表示到小数点后两位；

平行测定结果的绝对差值不大于0.1%,取其算术平均值作为测定结果。

3.4 未磺化芳族伯胺(以苯胺计)的测定

3.4.1 方法提要：

以乙酸乙酯萃取出试样中未磺化芳族伯胺成分，将萃取液和苯胺标准溶液分别经重氮化和偶合后再测定各自生成染料的吸光度予以比较与判别。

3.4.2 试剂与材料：

乙酸乙酯；盐酸溶液∶1＋10；盐酸溶液∶1＋3；溴化钾溶液∶500 g/L；碳酸钠溶液∶200 g/L；氢氧化钠溶液∶40 g/L；氢氧化钠溶液∶4 g/L；R盐溶液（2-萘酚-3，6-二磺酸二钠盐）∶20 g/L；亚硝酸钠溶液∶3.52 g/L；苯胺标准溶液∶0.1000 g/L。用小烧杯称取 0.5000g 新蒸馏的苯胺，移至500 mL容量瓶中，以 150 mL盐酸溶液（1＋3）分三次洗涤烧杯，并入500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。移取25 mL该溶液至 250 mL 容量瓶中，用水定容。

3.4.3 仪器和设备：

可见分光光度计；40mm比色皿。

3.4.4 具体步骤：

称取约2.0g试样（精确至0.001 g）于 150 mL 烧杯中，加100 mL水和5 mL氢氧化钠溶液（40 g/L），在温水浴中搅拌至完全溶解。将此溶液移入分液漏斗中，少量水洗净烧杯。每次以 50 mL 乙酸乙酯萃取两次，合并萃取液。以10 mL 氢氧化钠溶液（4 g/L）洗涤乙酸乙酯萃取液，除去痕量色素。再每次以 10 mL 盐酸溶液（1+3）对乙酸乙酯溶液反萃取三次。合并该盐酸萃取液，然后用水稀释至 100 mL，摇匀。此溶液为试样萃取溶液。

分别吸取5 mL、10 mL、15 mL、20 mL、25 mL苯胺标准溶液至 100 mL容量瓶中，用盐酸溶液（1＋10）稀释至刻度，混合均匀，作为标准溶液。

吸取 10 mL 试样萃取溶液，移入透明洁净的试管中，浸入盛有冰水混合物的烧杯内冷却10 min。在试管中加入1 mL 溴化钾溶液及 0.5 mL，亚硝酸钠溶液，稍用力探匀后仍置干冰水浴中冷却10 min，进行重氮化反应。另取一个25 mL容量瓶移入1mLR盐溶液和10 mL 碳酸钠溶液。将上述试管中的苯胺重氮盐溶液加至盛有 R盐溶液的容量瓶中，边加边略振摇容量瓶，用少许水洗净试管一并加入容量瓶中，再以水定容。充分混匀后在暗处放置 15 min。

分别吸取10 mL 标准溶液，移入透明洁净的试管中，浸入盛有冰水混合物的烧杯内冷却10 min。在试管中加入1 mL 溴化钾溶液及 0.5 mL，亚硝酸钠溶液，稍用力探匀后仍置干冰水浴中冷却10 min，进行重氮化反应。另取一个25 mL容量瓶移入1mLR盐溶液和10 mL 碳酸钠溶液。将上述试管中的苯胺重氮盐溶液加至盛有 R盐溶液的容量瓶中，边加边略振摇容量瓶，用少许水洗净试管一并加入容量瓶中，再以水定容。充分混匀后在暗处放置 15 min，作为标准重氮化偶合溶液。

吸取 10 mL 盐酸溶液（1＋10）、10 mL 碳酸钠溶液及1 mL R 盐溶液于25 mL容量瓶中，用水定容，作为参比溶液。

将一系列标准重氮化偶合溶液分别置于比色皿中，在 510 nm 波长处用分光光度计测定各自的吸光度，对应参比溶液，绘制成标准曲线。?

试样重氮化偶合溶液置于比色皿中，在 510 nm 波长处用分光光度计测定吸光度 Aa，对应参比溶液，根据标准曲线求出苯胺的质量。

3.4.5 结果计算：

未磺化芳族伯胺(以苯胺计)的质量分数w1 ,如下式计算：

式中：

mA——根据标准曲线计算苯胺的质量，单位为克（g）；

m8——试样的质量，单位为克（g）；

计算结果表示到小数点后两位；

平行测定结果的绝对差值不大于0.005%,取其算术平均值作为测定结果。

3.5 副染料的测定

3.5.1 方法提要：

该方法用于2-(2-喹啉基)-1 ,3-茚二酮和2-[ 2-(6-甲基喹啉基) ]-1 ,3-茚二酮的限量测定。

3.5.2 试剂与材料：

乙醚；三氯甲烷。

3.5.3 仪器和设备：

可见分光光度计；10mm比色皿；索氏萃取剂。

3.5.4 具体步骤：?

准确称取2 g（精确至 0.000 1 g）样品加入索氏萃取器中，加入150 mL乙醚萃取5 h。每次用25 mL水洗涤乙醚萃取液，洗涤两次。浓缩乙醚萃取液蒸发至体积约5 mL 后，于105 ℃恒温干燥箱中除去残留的乙醚。将残渣溶于三氯甲烷，并准确稀释至10 mL。将试样溶液置于比色皿中，于最大吸收波长（约 420 nm）处测定吸光度，用三氯甲烷作为参比溶液。限量值为 4 mg/kg的 2-（2-喹啉基）-1，3-茚二酮的吸光度为0.27。任何存在的 2-[2-（6-甲基喹啉基）]-1，3-茚二酮均作为 2-（2-喹啉基）-1，3-茚二酮测定。

四．结论

喹啉黄作为一种人工合成色素，虽然成本低廉，着色能力强，但在食品加工行业中滥用容易对人体造成危害，所以其的使用状况受到了各国的严密控制，对于其的鉴定与检测也成了一个不容忽视的重点，现今虽已有多种方法可以对喹啉黄进行测定，但仍有改进的空间。

[1] GAO Yun-qiao, WANG Mei-ling, YANG Xiong-bo, et al. Ｒapid detection of quinoline yellow in soft drinks using polypyrrole / single-walled carbon nanotubes composites modified glass carbon electrode［J］.J.Electroanal．Chem., 2014，735: 84-89．

[2] GB2760—2011.食品安全国家标准食品添加剂使用标准．中国人民共和国国家标准，2011：42．

[3] GB1886.104—2015.食品安全国家标准食品添加剂使用标准．中国人民共和国国家标准.

[4] 刘洪超,栾永福,焦阳,林林,林永强.HPLC-DAD法测定硬胶囊囊壳中9种人工合成色素[J].国际药学研究杂志,2020,47(01):67-71.

[5] 肖锋,赵琼晖,吕行,涂小珂,陈沛金.高效液相色谱法同时测定糖果中喹啉黄等9种禁限用合成色素[J].湘潭大学自然科学学报,2014,36(03):86-89.

[6] 杨勇,罗奕,吴琳琳,杨娟艳,史蕙,许乾丽,游正琴.HPLC-DAD法测定馒头中喹啉黄、食用绿S和亮绿3种色素含量的研究[J].粮油食品科技,2015,23(06):71-75.

[7] 孙小杰,张玲,宋佳,凌睿.SPE–HPLC法测定酒、糖果、巧克力中的喹啉黄[J].化学分析计量,2015,24(06):19-22.