李 杰， 于瑞祥

(上海市計量測試技術(shù)研究院， 上海 201203)

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高效液相色譜法測定淀粉與飲料中馬來酸和富馬酸

李 杰， 于瑞祥

(上海市計量測試技術(shù)研究院， 上海 201203)

為了解決食品中馬來酸和富馬酸同時檢測問題，建立了液相色譜法測定淀粉及飲料制品中馬來酸和富馬酸的檢測方法，淀粉類樣品加入提取液超聲提取，離心后過膜;飲料類直接高速離心過膜，C18柱分離，以pH 2.1的磷酸水溶液-甲醇(98∶2)作為流動相等度洗脫，紫外檢測器在220 nm處檢測。在1.0～200 μg/mL的線性范圍內(nèi)，峰面積與質(zhì)量濃度呈良好線性關(guān)系，方法檢出限(S/N= 3)為馬來酸0.1 μg/mL，富馬酸0.05 μg/mL。兩類樣品加標(biāo)回收率在80.4%～102.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)<7 %。該方法前處理簡單，檢測結(jié)果靈敏快速，可以滿足淀粉及飲料中馬來酸和富馬酸檢測的需要。

高效液相色譜； 馬來酸； 富馬酸； 淀粉； 飲料

0 引 言

本文通過對樣品的前處理條件進(jìn)行優(yōu)化，建立了高效液相色譜法同時測定淀粉及飲料制品中馬來酸和富馬酸的方法，方法靈敏、快速，可用于對淀粉及飲料中中非法添加或者由包裝材料等遷移到食品中的馬來酸進(jìn)行檢測，同時也可對富馬酸的含量進(jìn)行監(jiān)控。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1100高效液相色譜儀，VWD檢測器，KQ-3200DE型數(shù)控超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司)，渦旋混合器(IKA公司)，高速離心機(jī)(Sigma公司)，0.45 mm有機(jī)濾膜。

甲醇(HPLC級，美國Burdick &Jackson公司)，磷酸(HPLC級，美國Fluka公司)，水為超純水。

標(biāo)準(zhǔn)品：馬來酸(純度99.0%，德國Dr.Ehrenstorfer公司)，富馬酸(純度99.5%，德國Dr.Ehrenstorfer公司)。

標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：準(zhǔn)確稱取標(biāo)準(zhǔn)品10 mg標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL容量瓶中，超純水定容得到標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

1.2 實驗方法

(1) 樣品處理。淀粉及其制品：準(zhǔn)確稱取樣品2.0 g(精確到0.000 1 g)，加入10 mL 5%乙醇溶液(磷酸調(diào)pH = 2.1)作為提取液，渦旋混勻，超聲提取5 min，取上清液，以14 000 r/min離心5 min，取上清液過膜，棄去前1 mL濾液，收集后續(xù)濾液上樣。飲料制品：移取飲料制品，以14 000 r/min離心5 min，取上清液過膜，棄去前1 mL濾液，收集后續(xù)濾液上樣。

(2) 色譜條件。色譜柱：ZORBAX SB-C18柱(i.d. 4.6 mm×150 mm，5 μm)，流動相為甲醇-水(用磷酸調(diào)pH2.10)= 2∶98，等度洗脫，流速0.7 mL/min，柱溫15 ℃，進(jìn)樣量10 μL，檢測波長220 nm。

多種重金屬在土壤中會發(fā)生協(xié)同作用或拮抗作用，這種綜合作用會影響土壤的質(zhì)量,其影響程度可以用RI來表征。RI體現(xiàn)了重金屬的生物有效性及其對生態(tài)影響的相對貢獻(xiàn)比例，可以綜合反映土壤重金屬的污染水平和對土壤的潛在生態(tài)危害。土壤中重金屬綜合潛在生態(tài)風(fēng)險性評價結(jié)果見表8、圖3。9個樣品中有8個樣品的RI值介于150～300之間，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險程度為中，一個樣品RI值超過300，綜合潛在生態(tài)風(fēng)險程度為重?？傮w來看，該農(nóng)田潛在生態(tài)風(fēng)險較高，主要是Cd和U所帶來的潛在生態(tài)風(fēng)險，而其他元素基本沒有給農(nóng)田帶來潛在的生態(tài)風(fēng)險。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取液的選擇

分別考察了純水、磷酸溶液(pH 2.1)、5%乙醇水溶液對樣品的提取效果。結(jié)果顯示，較純水提取而言，磷酸水溶液能夠明顯提高樣品中富馬酸的回收率，而5%乙醇水溶液對馬來酸的提取回收率也有一定的提高，因此最終確定采用5%乙醇溶液(磷酸調(diào)pH 2.1)作為樣品的提取液。

2.2 過膜對回收率的影響

以標(biāo)準(zhǔn)溶液過膜，收集各段，進(jìn)樣分析發(fā)現(xiàn)(見圖1)，過膜初期待測物的損失較大，前100 μL濾液中馬來酸含量僅剩5.4%，富馬酸也損失過半，隨著過膜量的增加，膜的吸附逐漸飽和，兩種物質(zhì)的回收率逐漸升高，在800 μL時兩種化合物的回收率都接近100%，為盡可能消除過膜造成的損失，在實際試驗時棄去前1 mL的濾液，收集后續(xù)濾液進(jìn)樣。

圖1 不同過膜體積下的回收率

圖2 標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖

2.3 流動相的選擇

國標(biāo)GB 23269.21-2009采用離子對試劑為流動相對馬來酸進(jìn)行了測定，但實際操作中發(fā)現(xiàn)，采用該方法需要較嚴(yán)格的實驗條件和環(huán)境以獲得平穩(wěn)的基線和較好的重現(xiàn)性。另外，使用離子對試劑對馬來酸和富馬酸同時分離時分離效果不理想且對色譜柱的損害較大。因此，本試驗采用有機(jī)試劑為流動相對兩種物質(zhì)進(jìn)行分離和檢測。考察了不同試劑對馬來酸及富馬酸的保留和分離效果發(fā)現(xiàn)，采用甲醇或乙腈等純試劑作為流動相時，待測組分基本不保留，兩種組分不能分離；采用甲醇-水體系的流動相時，待測組分在色譜柱中的也基本不保留。用磷酸調(diào)節(jié)pH值發(fā)現(xiàn)，磷酸的加入能夠增加待測物的容量因子，使待測物的保留時間延長，而且有效調(diào)節(jié)了待測物的峰形，采用pH 2.1的磷酸水溶液-甲醇做為流動相，調(diào)節(jié)其比例為98∶2時獲得了良好的分離效果(見圖2)。

2.4 線性范圍和檢出限

實驗表明，在1.0～200 μg/mL的線性范圍內(nèi)，馬來酸和富馬酸的濃度與峰面積呈良好的線性關(guān)系。其中，馬來酸的線性回歸方程Y= 55.930 8X- 13.641 6，線性相關(guān)系數(shù)R2= 0.999 9，富馬酸的線性回歸方程Y= 80.861 9X+ 32.071 3，R2= 0.999 9。根據(jù)3倍信噪比得馬來酸的檢出限為0.1 μg/mL，富馬酸的檢出限為0.05 μg/mL。

2.5 回收率和精密度

以淀粉空白樣品為基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，添加水平分別為1.0、10.0和100.0 μg/g，每個水平重復(fù)6次，樣品處理和測定按1.2節(jié)進(jìn)行。實驗結(jié)果表明(見表1)，加標(biāo)樣品的平均回收率在80.4%～98.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<6% (n= 6) ，說明本方法能夠?qū)Φ矸壑旭R來酸和富馬酸進(jìn)行有效提取。

對飲料樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，計算得到3個水平下的回收率(見表2)。加標(biāo)樣品的平均回收率在82.0%～102.2%；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<7% (n= 6)，同樣表明本方法能夠?qū)︼嬃现旭R來酸和富馬酸進(jìn)行有效提取。

表1 淀粉加標(biāo)樣品的回收率與精密度(n=6)

表2 飲料加標(biāo)樣品的回收率與精密度(n=6)

3 結(jié) 語

本文建立了高效液相色譜法同時測定淀粉及其制品以及飲料制品中馬來酸和富馬酸的方法，樣品前處理簡單，方法準(zhǔn)確靈敏可靠，適于對淀粉及飲料當(dāng)中馬來酸和富馬酸的檢測。

[1] GB 2760-2011, 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn) [S].

[2] 肖 玲. 順丁烯二酸酐含量測定研究 [J]. 化工技術(shù)與開發(fā), 2005, 34(6): 45-46.

[3] 李彥威, 方慧文, 梁素霞, 等. 偏最小二乘紫外分光光度法同時測定丁烯二酸的順反異構(gòu)體 [J]. 分析化學(xué), 2008, 36(1): 95-98.

[4] 高翠英, 孟俊亮, 李彥威. 紫外分光光度法測定馬來酸含量 [J]. 太原理工大學(xué)學(xué)報, 2008, 39(3): 230-231.

[5] 林高明, 陳梅蘭, 胡忠陽, 等. 離子色譜法測定淀粉中的順丁烯二酸(酐) [J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2014, 24(5): 668-669.

[6] 馬淳安, 邱志軍, 顏 飛, 等. 離子色譜法測定丁二酸合成電解液中馬來酸和丁二酸 [J]. 理化檢驗(化學(xué)分冊), 2013, 49(1): 59-62.

[7] 張國安, 王玉萍, 彭盤英, 等. 反相液相色譜法測定廢水中的馬來酸和富馬酸 [J]. 化學(xué)世界, 2010, 51(7): 404-407.

[8] 高翠英, 李彥威, 賈皓旭. 色譜法同時測定富馬酸和馬來酸的含量 [J]. 廣東化工, 2008, 35(8): 140-143.

[9] 何 強(qiáng), 孔祥虹, 李建華, 等. 離子交換色譜法檢測食品添加劑富馬酸中馬來酸 [J]. 食品科技, 2008(10): 226-228.

[10] 蒙 泳, 黎德勇, 甘 露, 等. 高效液相色譜法測定淀粉中的順丁烯二酸 [J]. 洛陽理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2012, 22(2): 1-4.

[11] 陳 康, 王永秋. 高效液相色譜-二極管陣列檢測法測定馬來酸和乙醛酸 [J]. 應(yīng)用化工， 2014, 41(4): 719-721.

[12] 李金昶, 赫 奕, 孫 顏, 等. 用反相高效液相色譜法分離和測定丁烯二酸的順反異構(gòu)體 [J]. 分析測試學(xué)報, 2000, 19(2): 72-74.

[13] 李紅艷, 陳萬勤, 王 瑾, 等. 同效液相色譜法測定淀粉及淀粉制品中的順丁烯二酸與順丁烯二酸酐總含量 [J]. 分析測試學(xué)報, 2012, 31(8): 1013-1016.

[14] 陳 健, 林 真, 張玉燕, 等. 食品中馬來酸的高壓液相色譜法檢測研究 [J]. 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報, 2013, 4(5): 1499-1504.

[15] 王 丹, 方從容, 魯 杰, 等. 淀粉類食品中順丁烯二酸的高效液相色譜測定方法 [J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志 2014, 24(14): 1977-1979.

[16] 徐敦明, 陳 燕, 周 爽, 等. 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定淀粉及其制品中的順丁烯二酸與順丁烯二酸酐總含量 [J]. 色譜, 2013, 31(12): 1224-1227.

[17] GB/T 23296.21-2009 食品接觸材料、高分子材料、食品模擬物中順丁烯二酸及順丁烯二酸酐的測定方法 [S].

HPLC Determination of Maleic Aicd and Fumalic Acid in Starch and Drink

LIJie，YURui-xiang

(Shanghai Research Institute of Metrology and Testing Technology，Shanghai 201203, China)

To achieve simultaneous detection of maleic acid and fumalic acid, a determination method for starches and drinks by HPLC was established. The starch samples were extracted by ultrasonic and collected after centrifugation. The drink samples were directly collected after centrifugation. The chromatographic separation was carried out on a C18column (4.6 mm i.d×150 mm, 5 μm) using UV detection at 220 nm and pH = 2.1 phosphoric acid solution - methanol (98∶2) as the mobile phase. Results showed there exists a good linear range from 1.0 μg/mL to 200.0 μg/mL for maleic acid and fumalic acid. The limits of detection (LOD) were 0.1 mg/kg for maleic acid and 0.05 mg/kg for fumalic acid, respectively. The average recoveries for maleic acid and fumalic acid in starches and drinks were in the range of 80.4% to 102.2% at three levels, and the relative standard deviations (RSD) were less than 7 %. The method established is simple and sensitive, and can be used for the determination of maleic acid and fumalic acid in starches and drinks.

High Performance Liquid Chromatography (HPLC); maleic acid; fumalic acid; starch; drink

2014-08-01

李 杰(1983-)，男，甘肅蘭州人，博士，工程師，主要從事色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制工作。

Tel.: 021-38839800-35336；E-mail: lijie@simt.com.cn

O 657.7+2

A

1006-7167(2015)03-0055-03