超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定卷煙爆珠中7種著色劑

張建鐸 楊文武 向海英 曾婉俐 宋春滿 楊葉昆 李雪梅

摘要：為檢測(cè)卷煙爆珠中7種水溶性著色劑含量，建立超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS-MS）同時(shí)分析爆珠中檸檬黃、日落黃、胭脂紅、莧菜紅、赤蘚紅、誘惑紅、亮藍(lán)含量的檢測(cè)方法。爆珠樣品用水勻漿提取，再用正己烷除去有機(jī)雜質(zhì)，水相經(jīng)0.22μm濾膜過濾后進(jìn)樣分析。以Waters BEH色譜柱為分析柱，甲醇和10mmol/L乙酸銨水溶液為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫，采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜在正負(fù)兩種電離模式下多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM）分析，外標(biāo)法定量。7種著色劑的線性范圍介于0.005～0.5μg/mL，相關(guān)系數(shù)均大于0.99，3個(gè)水平加標(biāo)平均回收率為85.2%～105%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1%～4.6%，方法定量限在0.4～5.0μg/g。該方法靈敏、準(zhǔn)確，適用于爆珠中7種著色劑的含量分析。

關(guān)鍵詞：爆珠;著色劑;超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜

中圖分類號(hào)：TS43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-5124（2019）06-0077-04

收稿日期：2019-01-11;收到修改稿日期：2019-02-21

基金項(xiàng)目：中國(guó)煙草總公司標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研項(xiàng)目（2016QB007）

作者簡(jiǎn)介：張建鐸（1992-），男，山東德州市人，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)閮x器分析。

通信作者：曾婉俐（1984-），女，云南怒江市人，副研究員，博士，研究方向?yàn)閮x器分析。

0 引言

爆珠是嵌于卷煙濾嘴中的一種包裹不同類型香精且易捏破的香味膠囊，在卷煙抽吸過程中將其捏破，可釋放出特色香味，達(dá)到突出產(chǎn)品個(gè)性特征，提升卷煙抽吸品質(zhì)的作用。由于爆珠在改善卷煙感官特征方面的獨(dú)特作用，近年來已成為中式卷煙品質(zhì)的一種新標(biāo)志。爆珠產(chǎn)品由壁材、芯材兩部分構(gòu)成。芯材主要是包裹的香精，壁材主要是天然膠。為區(qū)分不同規(guī)格或香氣特征，大多數(shù)爆珠使用合成色素生產(chǎn)成彩色樣式。合成色素，又稱合成著色劑，是指用化學(xué)合成的方法制得的有機(jī)染料，具有成本低廉、色澤鮮艷、著色力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，可任意調(diào)配等特點(diǎn)，一定程度上彌補(bǔ)了天然色素的不足，在食品生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。合成色素多以苯、甲苯等化工產(chǎn)品為原料制成，過量的合成色素及其分解產(chǎn)物會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在危害，表現(xiàn)為慢性毒性或致癌性等[1]。我國(guó)對(duì)人工合成色素在食品中允許使用的品種、范圍和添加量都作了嚴(yán)格規(guī)定[2]，并制定了相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 500935-2016《食品中合成著色劑的測(cè)定》[3]。采用液相色譜測(cè)定飲料[4]、冰淇淋[5]、蜜餞[6]、膨化食品[7]、糕點(diǎn)[8]、海米[9]以及肉制品[10]中合成著色劑已有不少報(bào)道。近年來超高效液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀因其高靈敏度高選擇性也被逐漸用于食品[11-12]、酒水[13-14]和化妝品[15-16]中合成著色劑的檢測(cè)。目前煙草行業(yè)尚未規(guī)定卷煙爆珠中合成著色劑的檢測(cè)方法，也未規(guī)定限量要求。本文采用勻漿提取、超高效液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)，建立了爆珠中7種著色劑的檢測(cè)方法，為掌握爆珠中合成著色劑的使用情況，及時(shí)應(yīng)對(duì)卷煙濾嘴爆珠潛在的安全性風(fēng)險(xiǎn)，以及卷煙產(chǎn)品安全性評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 儀器

Waters Acquity UPLC超高效液相色譜儀（美國(guó)Waters公司）;Waters Primer串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國(guó)Waters公司）IKA T18勻漿機(jī)（德國(guó)IKA公司）;Talboys多管旋渦混合儀（美國(guó)Troemner公司）;Millipore超純水機(jī)（德國(guó)Merck Millipore公司）;Elpendorf 5804臺(tái)式離心機(jī)（德國(guó)Eppendorf公司）。

1.2 試劑

甲醇、正己烷（色譜純，美國(guó)Tiade公司）;標(biāo)準(zhǔn)品檸檬黃（tartrazme，CAS：1934-21-0）、日落黃（sunset yellow，CAS：2783-94-0）、莧菜紅（amaranth，CAS：915-67-3）、胭脂紅（ponceau，CAS：2611-82-7）、誘惑紅（allura red，CAS：25965-17-6）、亮藍(lán)（brilliant blue，CAS：3844-45-9）、赤蘚紅（et了throsine，CAS：16423-88-0）均購(gòu)自Sigma-Aldrich公司，純度大于99_0%。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制

分別稱取7種著色劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.025g，用純水溶解定容于25mL容量瓶中，配制成濃度為1000μg/mL的單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。然后移取每種單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液各1mL至10mL容量瓶中，用純水定容，得到每種著色劑濃度為100μg/mL的混合儲(chǔ)備液，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 樣品處理

稱取爆珠0.2g于50mL離心管中，加入10mL水，用勻漿機(jī)以15000r/min勻漿2min，再加5mL正己烷渦旋振蕩2min，4000r/min離心5min，取水相層用0.22μm濾膜過濾后上機(jī)分析。

1.3.3 分析條件

色譜柱：Acquity BEH C18柱（2.1mm×100mm，1.7μm）;流動(dòng)相：A為含10mmol/L乙酸銨的純水，B為甲醇;洗脫程序：0min 75% A，2min 50% A，4min25%A，5min 75% A，9min 75% A。流量：0.3mL/min;進(jìn)樣量：2μL;柱溫：30℃。

質(zhì)譜掃描方式：正、負(fù)離子兩種模式;監(jiān)測(cè)方式：多反應(yīng)監(jiān)測(cè);噴霧電壓：3000V;霧化氣壓力：750L/h;輔助氣壓力：50L/h;離子源溫度：120℃。7種著色劑的檢測(cè)參數(shù)見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方法的選擇

目前常用的爆珠壁材多為明膠，可溶于熱水，不溶于冷水。采用70～80℃的熱水超聲提取[17]，本實(shí)驗(yàn)采用高速勻漿機(jī)勻漿提取，相對(duì)更為簡(jiǎn)便快捷。因此本實(shí)驗(yàn)將爆珠勻漿后，以有機(jī)溶劑去除包裹的芯材，著色劑溶于水相，過濾后可直接上機(jī)分析。

2.2 色譜方法的優(yōu)化

本實(shí)驗(yàn)采用超高效液相色譜（UPLC）進(jìn)行分離，比GB 500935-2016標(biāo)準(zhǔn)使用HPLC分析速度更快，消耗溶劑更少。為兼顧1.7μm色譜柱的使用柱壓和質(zhì)潛電離源對(duì)流量的要求，實(shí)驗(yàn)采用0.3mL/min流速，可在4min內(nèi)完成7種組分的色譜分離。以甲醇-水（含乙酸銨）體系洗脫時(shí)，色譜分離優(yōu)于乙腈-水（含乙酸銨）體系，且質(zhì)譜響應(yīng)相對(duì)較好，因此使用甲醇和含乙酸銨的水溶液為流動(dòng)相梯度洗脫。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用5mmol/L乙酸銨色譜峰形相對(duì)稍差，10mmol/L既可滿足色譜分析要求，又不至于造成較大的污染和基質(zhì)效應(yīng)，因此采用10mmol/L乙酸銨溶液。柱溫對(duì)7種著色劑的色譜分離影響很小，但升高柱溫可輕微降低柱壓，實(shí)驗(yàn)選擇30℃柱溫。

2.3 質(zhì)譜方法的優(yōu)化

本文采用流動(dòng)注射方式，將上述7種著色劑的低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液分別在正、負(fù)兩種電離模式下優(yōu)化目標(biāo)物的母離子和特征子離子以及相應(yīng)的質(zhì)譜參數(shù)。結(jié)果7種著色劑在正、負(fù)兩種離子模式下均能優(yōu)化得到離子對(duì)，且響應(yīng)均較好，能滿足測(cè)試要求。其中檸檬黃、莧菜紅、誘惑紅、胭脂紅、亮藍(lán)5種著色劑在正離子模式下的響應(yīng)稍強(qiáng)于負(fù)離子模式，日落黃、赤蘚紅2種著色劑在負(fù)離子模式下的響應(yīng)稍強(qiáng)于正離子模式。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)7種著色劑時(shí)，正負(fù)兩種電離模式均能滿足要求。因此在分析樣品，可任選一種電離模式，對(duì)于具有正負(fù)離子同時(shí)掃描功能的液質(zhì)儀器，可同時(shí)采用兩種模式監(jiān)測(cè)，更能有效防止假陽性。

2.4 基質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)

基質(zhì)效應(yīng)（matrix effect）是指色譜分離時(shí)共洗脫的物質(zhì)改變了目標(biāo)測(cè)定物的離子化效率所引起的信號(hào)的抑制或提高，最終影響方法的靈敏度和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。液相色譜一串聯(lián)質(zhì)譜分析樣品時(shí)基質(zhì)效應(yīng)一般表現(xiàn)為基質(zhì)抑制效應(yīng)。根據(jù)相對(duì)響應(yīng)值法，采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率和溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率之比來評(píng)價(jià)基質(zhì)效應(yīng)，ME=（基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率/溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率）。實(shí)驗(yàn)采用無色爆珠提取液作為空白基質(zhì)溶液，配制基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液，再配制相同濃度系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液。比較7種著色劑的兩組校準(zhǔn)曲線，發(fā)現(xiàn)7種著色劑的基質(zhì)效應(yīng)系數(shù)介于0.87～0.92，基質(zhì)抑制效應(yīng)輕微，可以忽略。因此可直接使用溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。

2.5 方法學(xué)考察

2.5.1 方法線性方程與檢出限

配制系列濃度的7種著色劑標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)濃度3次進(jìn)樣，平均校正。以各組分的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。7種著色劑在各自的線性范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.99。亮藍(lán)的線性范圍在0.005～0.2μg/mL，其他6種著色劑的線性范圍在0.02～0.5μg/mL，如表2所示。根據(jù)最小檢測(cè)濃度的3倍相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為儀器檢出限、10倍相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為儀器定量限，結(jié)合前處理的樣品質(zhì)量、提取體積和稀釋倍數(shù)等計(jì)算，本方法對(duì)7種著色劑的定量限在0.4～5μg/g，能滿足7種著色劑的含量分析要求。

2.5.2 方法回收率與精密度

采用無色爆珠作為空白樣品，在3個(gè)水平上進(jìn)行添加回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)水平6次重復(fù)。其中檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅和赤蘚紅按2.5，5，10μg/g3個(gè)水平添加;亮藍(lán)按0.5，1.0，1.5μg/g 3個(gè)水平添加;檸檬黃按5，10，15μg/g 3個(gè)水平添加，結(jié)果如表3所示。在3個(gè)加標(biāo)水平上，7種著色劑的平均回收率在85.2%～105%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在2.1%～4.6%，說明本方法對(duì)7種著色劑有較好的回收率和精密度，能滿足7種著色劑的含量分析要求。

2.6 樣品檢測(cè)

檢測(cè)了不同廠家生產(chǎn)的42份煙用爆珠產(chǎn)品，結(jié)果顯示檸檬黃檢出率為71.4%，含量范圍在8.7～318.2μg/g;亮藍(lán)檢出率為71.4%，含量范圍在10.1～382.4μg/g;誘惑紅檢出率為14.3%，含量范圍在72.3～468.6μg/g;胭脂紅檢出率為14.3%，含量范圍在120.6～218.7μg/g;莧菜紅檢出率為14.3%，含量范圍在2.1～7.6μg/g，其他幾種未檢出。

抽取加有不同顏色爆珠的卷煙，剪下濾嘴部分，用鑷子剝開濾嘴，取出爆珠，按前述方法測(cè)定。結(jié)果顯示所測(cè)卷煙樣品中檸檬黃含量為0.25μg/-}-，誘惑紅含量為0.52μg/支，亮藍(lán)含量為0.25μg/支，胭脂紅含量為0.76μg/皮，其他幾種未檢出。

3 結(jié)束語

本文采用勻漿提取、超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)，建立了煙用爆珠中7種著色劑含量的檢測(cè)方法，相對(duì)液相色譜方法，定性更準(zhǔn)確，分析時(shí)間更快，易于判斷假陽性，適合爆珠中7 種著色劑含量分析。

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（編輯：徐柳）