固相萃取-高效液相色谱法快速测定烟草用爆珠中4种苏丹红

2021-12-02王晓娇王东翔王连栋郑秀瑾张苗苗严云丽

化学分析计量 2021年11期

王晓娇，王东翔，王连栋，郑秀瑾，张苗苗，严云丽

（1.青岛盛瀚色谱技术有限公司，山东青岛 266101； 2.山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂，山东青岛 266101；3.济南市第二产品质量检验院，济南 271100）

爆珠添加是一种卷烟赋香的创新技术，卷烟滤嘴中植入一粒或者多粒易捏破的香味胶囊，实现在卷烟吸食过程中人为可控的特色香味释放，以达到增加烟气湿度、提高滤棒截留香气的效果。由于其加入所带来的特殊感官体验，近年来爆珠添加成为衡量卷烟品质的一种标志，获得了越来越多卷烟品牌的青睐［1-2］，其安全性也受到社会的关注。爆珠主要由外壁（天然胶）和内芯组成。内芯中除了添加增加香型的香精外，还会添加色素来增加彩色样式。天然着色剂大多无毒副作用，但其稳定性较差，易褪色，价格高等不足限制了应用范围［3-4］。工业染料具有价格便宜，着色强等优点，但是工业染料因具有致癌性而被明令禁止添加进食品及食品相关产品。

苏丹红是一种红色染料，主要包含苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹红Ⅲ、苏丹红Ⅳ四种物质，属于偶氮类化合物［5］，具有致突变性和致癌性［6］，我国禁止其在食品及入口接触材料中添加［7-8］。苏丹红成本低，颜色鲜艳且不易褪色，有不法生产者将苏丹红添加到食品及入口接触材料中，维持产品鲜艳颜色。检测出苏丹红的报道时有发生［9］，选用高效、快速检测苏丹红含量的方法是非常必要的。苏丹红含量的常用检测方法有分光光度法（UV）［10］，薄层法（TLC-UV）［11-12］等，高效液相色谱（HPLC）作为一种重要的检测手段被广泛用于苏丹红含量的检测。我国已经出台了食品中苏丹红含量的检测标准［13］，但该标准前处理复杂，检测大量样品时需要耗费较多时间［14］。笔者采用HPLC法同时检测爆珠样品中4种苏丹红化合物，采用SPE苏丹红专用柱，可批量处理样品，选用简单流动相等度洗脱，在15 min内实现4种苏丹红的完全分离。该方法克服了常用方法前处理复杂、分析时间长的缺点，实现了烟草用爆珠中苏丹红的快速检测。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高效液相色谱仪：LC-SH1000型，配有MWD 2.1L型紫外检测器、P 6.1L型高压输液泵、AS 6.1L型自动进样器，青岛盛瀚色谱技术有限公司。

分析天平：Mettler Toledo AL-104型，感量为0.1 mg，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

水浴锅：SC-30型，宁波新芝生物科技股份有限公司。

氮吹仪：ND400型，12孔位，杭州瑞诚仪器有限公司。

涡旋混匀器：XW-80A型，上海驰唐电子有限公司。

超纯水机：UPT-Ⅱ-20L型，四川优普超纯科技有限公司。

乙腈：色谱纯，德国默克公司。

SPE前处理柱：SBEQ-CA4954型，6 mL，上海安谱科学仪器有限公司。

有机滤膜：0.45 μm，天津市科亿隆实验设备有限公司。

实验用水为超纯水，电阻率大于18.2 MΩ·cm。

烟用爆珠均为市场随机采购。

苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹红Ⅲ、苏丹红Ⅳ标准物质：纯度（质量分数）分别为99.6%、99.6%、94.8%、99.6%，德国Dr Ehrenstorfer有限公司。

1.2 仪器工作条件

色谱柱：Athena C18-WP柱（150 mm×4.6 mm，5 μm，德国CNW公司）；柱温：35 ℃；进样体积：10 μL；流动相：乙腈-纯水（体积比为95∶5）；洗脱方式：等度洗脱；流量：1.0 mL／min；检测波长：500 nm。

1.3 样品前处理

称取约0.15 g左右爆珠样品置于50 mL圆底烧瓶中，加入10 mL 70～80℃水，在恒温水浴锅中加热30 min，使爆珠壁材完全溶解。冷却后上样至活化过的SPE苏丹红专用柱中，以5 mL正己烷淋洗，最后用5 mL二氯甲烷洗脱，收集洗脱液于管中，40℃氮吹至近干。加入1 mL乙腈复溶，涡旋30 s，过0.45 μm有机滤膜后上机测定。

1.4 标准溶液配制

4种苏丹红标准储备液：分别准确称取苏丹红Ⅰ，苏丹红Ⅱ，苏丹红Ⅲ，苏丹红Ⅳ标准品 4、7、5、7 mg，置于4只10 mL容量瓶中，加入适量乙腈溶解，完全溶解后继续加入乙腈定容至标线，摇匀，置于4℃冰箱中保存。

4种苏丹红混合标准工作溶液：分别准确吸取上述4种苏丹红标准储备液2 mL，置于同一只10 mL容量瓶中，加入乙腈定容至标线，摇匀，置于4℃冰箱中保存。其中，苏丹红Ⅰ质量浓度为8 mg／L，苏丹红Ⅱ质量浓度为15 mg／L，苏丹红Ⅲ质量浓度为9 mg／L，苏丹红Ⅳ质量浓度为15 mg／L。

系列混合标准工作溶液：分别移取4种苏丹红混合标准工作溶液 0.05、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2 mL 至7只10 mL容量瓶中，加入乙腈定容至标线。4种苏丹红系列混合标准工作溶液的质量浓度见表1。

表1 4种苏丹红系列标准工作溶液的质量浓度

1.5 定性依据及定量方法

样品测定时，通过样品色谱峰的保留时间和标品色谱峰的保留时间比对，保留时间一致（变化范围在±1%之内）的情况下可判断样品中确实存在苏丹红化合物。采用外标法峰面积定量。

2 结果与讨论

2.1 固相萃取柱选择

对比中性氧化铝和SPE苏丹红专用柱净化效果，两者都有较好的回收率，回收率为89%～92%。国标GB／T 19681-2005 《食品中苏丹红染料的检测方法高效液相色谱法》中采用中性氧化铝固相萃取柱对样品净化，但是中性氧化铝固相萃取柱需要手工填装，填装效果会因操作人员不同产生差异，且购买的不同批次氧化铝的活度也会有差距，对重复性结果产生影响。故选用SPE苏丹红专用柱进行净化。

2.2 色谱条件优化

2.2.1 波长选择

通过液相色谱仪附DAD检测器进行170～600 nm全波长扫描，在500 nm处4种苏丹红物质均有较强吸收且无明显杂质干扰，所以选择500 nm为检测波长进行定量检测。在此波长下，各组分的吸光度已达到其最大吸收波长吸光度的90%以上，可以满足灵敏度的要求。

2.2.2 流动相选择

分别以乙腈-水（体积比为95∶5）和甲醇-水（体积比为95∶5）作为流动相进行试验，发现乙腈-水的洗脱能力更强，且峰形尖锐对称，因此选用乙腈-水溶液做为流动相。

综合以上因素，在1.2仪器工作条件下，测得4种苏丹红标准溶液的色谱图如图1所示。

图1 4种苏丹红标准溶液的色谱图

2.3 线性方程和检出限

取1.4中配制的系列标准工作溶液各10 μL，在1.2仪器工作条件下进行测定（n=3），以待测物质的质量浓度（x）为横坐标，以相应的色谱峰面积（Y）为纵坐标，绘制标准工作曲线，计算苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹红Ⅲ、苏丹红Ⅳ的线性回归方程和相关系数。以3倍信噪比所对应的被测物的质量浓度作为方法检出限（LOD）。4种苏丹红的线性范围、线性方程和相关系数见表2。

表2 4种苏丹红的线性范围、线性方程和相关系数

由表2可得，4种苏丹红物质在各自的线性范围内与色谱峰峰面积均成良好的线性关系，线性相关系数均大于0.999。

将本方法的检出限与其它方法检出限以及国标法检出限进行比较，结果见表3。从表3中可以看出，本方法检出限为0.03～0.04 mg／L，可实现苏丹红的痕量检测。

表3 本法检出限与其它方法检出限的比较

2.5 加标回收和精密度试验

准确称量0.15 g爆珠样品（4种苏丹红均未检出）18份，分别加入低、中、高浓度的苏丹红混合标准溶液，按照1.3方法进行样品前处理，在1.2仪器工作条件下进行加标回收试验，每个浓度水平平行测定6次，结果见表4。由表4可知，4种苏丹红加标回收率为87.18%～95.28%，6次测定结果的相对标准偏差为1.15%～7.38%，说明该方法准确度和精密度较好，可用于苏丹红的定量检测。