高效液相色譜法測定運動飲料中13種食品添加劑的研究

盧杰映

人體運動過程中會增加能量消耗，改變人體體液環境，以致于降低細胞功能，由此，人體在運動前期、中期、后期可以通過運動飲料快速補充水分、電解質和能量，盡快恢復體內體液平衡和機體功能。

隨著消費者生活水平的提高，運動飲料的種類、成分、口味也在逐漸增加，但是，近幾年，運動飲料市場良莠不齊，大部分商家違法、違量使用添加劑以延長運動飲料保質期，增加其色澤度和味道口感，給消費者健康造成極大危害，由此，在建立檢測方法時，我們需要以其高效性、準確性、省時性、提高社會效益和經濟效益。

食品添加劑中可使用的13種添加劑為苯甲酸、脫氫乙酸、莧菜紅，胭脂紅，山梨酸、安賽蜜、檸檬黃、日落黃、誘惑紅、亮藍、糖精鈉、新紅和赤蘚紅。其最大使用量由GB2760- 2011《食品添加劑使用衛生標準》規定，此標準同時也是其他食品添加劑的制定檢測標準。

近幾年的研究調查表明，人體通過飲品攝取到大劑量食品添加劑時會誘發體內部分不良反應，比如，兒童多動癥的發生可能與日落黃、誘惑紅、檸檬黃、胭脂紅幾種色素的攝取有關；苯甲酸和苯甲酸鈉的大量攝入會對肝臟酶與脂肪酸間作用產生影響；另外，苯甲酸鈉中鈉的含量過多會直接影響人體血壓，心臟和腎臟功能，肝腎功能不完全的人群不適宜攝入苯甲酸和苯甲酸鈉。此外，在相關案例報道中，人體體內出現的蕁麻疹和假過敏通常是由于山梨酸的大量攝入而致。

有關流行病學調查指出，男性大量消耗糖精鈉類人工甜味劑會提高膀胱癌的發病率，雖然安賽蜜的安全使用系數相對高一些，但是國家也會對其最大使用量進行明確規定，目前已經出現糖尿病人因為安賽蜜誘發血壓上升的案例。檢測一種或幾種添加劑時可以使用此類添加劑檢測標準，但是，檢測過程存在處理復雜、分析重復、浪費時間等缺點。在國內外主要運用高效液相色譜法、高效液相色譜-質譜法、氣相色譜法和氣相色譜-質譜法檢測此類食品添加劑。

Agilent- 1100高效液相色譜儀來自日本安捷倫公司，色譜儀中包含紫外分光檢測器，ChemStations 色譜工作站；PS- 50T超聲波清洗機來自于深圳市潔康洗凈電器有限公司；TG16- WS臺式高速離心機來自于湘儀儀器有限公司FX- 200GD電子天平來自于日本AND公司；Milli- Q超純水純化系統來自于美國Millipore。

實驗方法

（1）標準液配制。苯甲酸、脫氫乙酸、莧菜紅，胭脂紅，山梨酸、安賽蜜、檸檬黃、日落黃、誘惑紅、亮藍、糖精鈉、新紅和赤蘚紅組成標準儲備液，來自于中國計量科學研究院。在容量瓶中放置一定量標準儲備液，再向其中配制一定容量的超純水，制成混合中間液，使用過程中的系列濃度標準溶液由上述混合中間液濃度逐級稀釋而成。

（2）樣品處理。首先選取容積為50ml的離心管放置一定量樣品，經過30分鐘超聲處理，然后選取容積為50ml的容量瓶放置精確稱取的10.0克超聲后樣品，在向其中滴取體積比為50%的氨水，使其pH值向中性靠攏，加水定容，搖勻，在0.22μm水系濾膜中過濾，上機測試。

結果與分析

確定檢測波長。低濃度殘差分析中的紫外最大波長吸收法具備靈敏度高、檢出限低等優點。在國家標準檢測方法中，可以檢測出安賽蜜、苯甲酸、糖精鈉、山梨酸的波長為230nm，國家標準對檸檬黃、新紅、誘惑紅、亮藍、赤蘚紅、莧菜紅、胭脂紅、日落黃的規定定量波長為254nm。在靈敏度、基體吸收、雜質干擾等因素的綜合考慮下，我們通過反復實驗決定本次實驗的定量波長為230nm。13種食品添加劑在波長230nm下可以實現基線分離，并且獲取良好的穩定性和靈敏度。

優化色譜條件

（1）確定緩沖液。本次實驗中，運動飲料中13種食品添加劑的分離流動相是甲醇和乙酸銨。我們可以通過選擇不同類型的緩沖鹽縮短各組分的保留時間。對相同濃度的三氟乙酸，硝酸鹽，乙酸氨的分離效果和出峰時間進行比較可知，乙酸氨具備良好的分離效果和快速的出峰時間。由此，流動相選擇乙酸氨溶液，并將其加到水相中。

流動相的pH值會直接影響分析物的保留時間和峰形，在分析實驗中，我們把乙酸氨緩沖溶液的pH值分為4.0、5.0、5.5、6.0、6.25、6.86、7.0，并將其分別加入運動飲料的13種食品添加劑中。當乙酸氨緩沖溶液的pH值處于4.0～6.0范圍時，增大緩沖溶液的pH值可以縮短保留時間，當乙酸氨緩沖溶液的pH值超過6.0時，保留時間不會出現明顯變化。由此，本次實驗中，我們根據保留時間和分離度選取乙酸氨緩沖溶液的pH值為6.86。

（2）確定流動相初始比例。分離效果直接受到流動相甲醇與乙酸氨緩沖液初始濃度的影響，實驗中，我們把甲醇初始比例分為3%、5%、7%、10%、12%，分別比較其對分離效果的影響。實驗表明，當甲醇初始比例低于5%會延遲13種添加劑出峰時間，基線分離不包含檸檬黃與糖精鈉添加劑，當甲醇初始比例增長至10%會出現加快各組分的保留時間，重疊現象發生在山梨酸與糖精鈉添加劑中。由此，本次實驗中選取甲醇流動相的初始比例為5%。

（3）確定色譜柱溫度。本次實驗中，我們分別選取色譜柱溫度為25、30、35、40、45℃，分析不同溫度對各組分離效果的影響。由實驗可知，升高色譜柱溫度可以提前各組分出分時間，但是，當色譜柱溫度處于40- 45℃范圍時不會出現明顯的出鋒時間變化，由此，本次實驗中選取的色譜柱溫度為40℃。圖1表示的是處于最佳色譜條件下的標準樣品圖。

干擾實驗。運動飲料中還存在維生素、?；撬?、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉、蘋果酸、酒石酸和抗壞血酸等多種添加劑，基質復雜性極高，通過對這些物質進行選定分析波長下的干擾實驗，得出無影響實驗效果，由此不需要進行干擾測定。

實際樣品分析。從市場上銷售的10個生產企業中選取15個不同批次的運動飲料采取以上方法進行檢測，可得出2個批次安賽蜜檢測結果，5個批次山梨酸檢測結果，1個批次檸檬黃檢測結果，2個批次日落黃檢測結果和1個批次胭脂紅檢測結果。這些添加劑的使用量不超過GB2760- 2011《食品添加劑使用衛生標準》規定的最大使用量。

結論