高效液相色谱法测定运动饮料中13种食品添加剂的研究

卢杰映

人体运动过程中会增加能量消耗，改变人体体液环境，以致于降低细胞功能，由此，人体在运动前期、中期、后期可以通过运动饮料快速补充水分、电解质和能量，尽快恢复体内体液平衡和机体功能。

随着消费者生活水平的提高，运动饮料的种类、成分、口味也在逐渐增加，但是，近几年，运动饮料市场良莠不齐，大部分商家违法、违量使用添加剂以延长运动饮料保质期，增加其色泽度和味道口感，给消费者健康造成极大危害，由此，在建立检测方法时，我们需要以其高效性、准确性、省时性、提高社会效益和经济效益。

食品添加剂中可使用的13种添加剂为苯甲酸、脱氢乙酸、苋菜红，胭脂红，山梨酸、安赛蜜、柠檬黄、日落黄、诱惑红、亮蓝、糖精钠、新红和赤藓红。其最大使用量由GB2760- 2011《食品添加剂使用卫生标准》规定，此标准同时也是其他食品添加剂的制定检测标准。

近几年的研究调查表明，人体通过饮品摄取到大剂量食品添加剂时会诱发体内部分不良反应，比如，儿童多动症的发生可能与日落黄、诱惑红、柠檬黄、胭脂红几种色素的摄取有关；苯甲酸和苯甲酸钠的大量摄入会对肝脏酶与脂肪酸间作用产生影响；另外，苯甲酸钠中钠的含量过多会直接影响人体血压，心脏和肾脏功能，肝肾功能不完全的人群不适宜摄入苯甲酸和苯甲酸钠。此外，在相关案例报道中，人体体内出现的荨麻疹和假过敏通常是由于山梨酸的大量摄入而致。

有关流行病学调查指出，男性大量消耗糖精钠类人工甜味剂会提高膀胱癌的发病率，虽然安赛蜜的安全使用系数相对高一些，但是国家也会对其最大使用量进行明确规定，目前已经出现糖尿病人因为安赛蜜诱发血压上升的案例。检测一种或几种添加剂时可以使用此类添加剂检测标准，但是，检测过程存在处理复杂、分析重复、浪费时间等缺点。在国内外主要运用高效液相色谱法、高效液相色谱-质谱法、气相色谱法和气相色谱-质谱法检测此类食品添加剂。

Agilent- 1100高效液相色谱仪来自日本安捷伦公司，色谱仪中包含紫外分光检测器，ChemStations 色谱工作站；PS- 50T超声波清洗机来自于深圳市洁康洗净电器有限公司；TG16- WS台式高速离心机来自于湘仪仪器有限公司FX- 200GD电子天平来自于日本AND公司；Milli- Q超纯水纯化系统来自于美国Millipore。

实验方法

（1）标准液配制。苯甲酸、脱氢乙酸、苋菜红，胭脂红，山梨酸、安赛蜜、柠檬黄、日落黄、诱惑红、亮蓝、糖精钠、新红和赤藓红组成标准储备液，来自于中国计量科学研究院。在容量瓶中放置一定量标准储备液，再向其中配制一定容量的超纯水，制成混合中间液，使用过程中的系列浓度标准溶液由上述混合中间液浓度逐级稀释而成。

（2）样品处理。首先选取容积为50ml的离心管放置一定量样品，经过30分钟超声处理，然后选取容积为50ml的容量瓶放置精确称取的10.0克超声后样品，在向其中滴取体积比为50%的氨水，使其pH值向中性靠拢，加水定容，摇匀，在0.22μm水系滤膜中过滤，上机测试。

结果与分析

确定检测波长。低浓度残差分析中的紫外最大波长吸收法具备灵敏度高、检出限低等优点。在国家标准检测方法中，可以检测出安赛蜜、苯甲酸、糖精钠、山梨酸的波长为230nm，国家标准对柠檬黄、新红、诱惑红、亮蓝、赤藓红、苋菜红、胭脂红、日落黄的规定定量波长为254nm。在灵敏度、基体吸收、杂质干扰等因素的综合考虑下，我们通过反复实验决定本次实验的定量波长为230nm。13种食品添加剂在波长230nm下可以实现基线分离，并且获取良好的稳定性和灵敏度。

优化色谱条件

（1）确定缓冲液。本次实验中，运动饮料中13种食品添加剂的分离流动相是甲醇和乙酸铵。我们可以通过选择不同类型的缓冲盐缩短各组分的保留时间。对相同浓度的三氟乙酸，硝酸盐，乙酸氨的分離效果和出峰时间进行比较可知，乙酸氨具备良好的分离效果和快速的出峰时间。由此，流动相选择乙酸氨溶液，并将其加到水相中。

流动相的pH值会直接影响分析物的保留时间和峰形，在分析实验中，我们把乙酸氨缓冲溶液的pH值分为4.0、5.0、5.5、6.0、6.25、6.86、7.0，并将其分别加入运动饮料的13种食品添加剂中。当乙酸氨缓冲溶液的pH值处于4.0～6.0范围时，增大缓冲溶液的pH值可以缩短保留时间，当乙酸氨缓冲溶液的pH值超过6.0时，保留时间不会出现明显变化。由此，本次实验中，我们根据保留时间和分离度选取乙酸氨缓冲溶液的pH值为6.86。

（2）确定流动相初始比例。分离效果直接受到流动相甲醇与乙酸氨缓冲液初始浓度的影响，实验中，我们把甲醇初始比例分为3%、5%、7%、10%、12%，分别比较其对分离效果的影响。实验表明，当甲醇初始比例低于5%会延迟13种添加剂出峰时间，基线分离不包含柠檬黄与糖精钠添加剂，当甲醇初始比例增长至10%会出现加快各组分的保留时间，重叠现象发生在山梨酸与糖精钠添加剂中。由此，本次实验中选取甲醇流动相的初始比例为5%。

（3）确定色谱柱温度。本次实验中，我们分别选取色谱柱温度为25、30、35、40、45℃，分析不同温度对各组分离效果的影响。由实验可知，升高色谱柱温度可以提前各组分出分时间，但是，当色谱柱温度处于40- 45℃范围时不会出现明显的出锋时间变化，由此，本次实验中选取的色谱柱温度为40℃。图1表示的是处于最佳色谱条件下的标准样品图。

干扰实验。运动饮料中还存在维生素、牛磺酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、苹果酸、酒石酸和抗坏血酸等多种添加剂，基质复杂性极高，通过对这些物质进行选定分析波长下的干扰实验，得出无影响实验效果，由此不需要进行干扰测定。

实际样品分析。从市场上销售的10个生产企业中选取15个不同批次的运动饮料采取以上方法进行检测，可得出2个批次安赛蜜检测结果，5个批次山梨酸检测结果，1个批次柠檬黄检测结果，2个批次日落黄检测结果和1个批次胭脂红检测结果。这些添加剂的使用量不超过GB2760- 2011《食品添加剂使用卫生标准》规定的最大使用量。

结论