高效毛细管电泳法测定葡萄酒中的苋菜红及亮蓝

王立卫，闫正，邢超，郭莎，叶玲菊

(河北大学化学与环境科学学院，河北保定 071002)

李彦平

(保定市疾病预防控制中心，河北保定 071000)

葡萄酒生产工艺决定葡萄酒的生产需要一个较长的酿制过程。一些生产厂商为了快速谋取暴利，利用着色剂及其它原料勾兑生产假冒葡萄酒，严重危害人体健康。GB 15037–2006［1］规定，葡萄酒中不得添加合成着色剂、甜味素、香精、增稠剂。人工合成着色剂苋菜红及亮蓝是两种较常使用在葡萄酒中的人工合成色素。因此葡萄酒中苋菜红及亮蓝的监测具有重要意义。

GB/T 5009.35–2003［2］规定食品、饮料、配制酒中合成着色剂的测定方法有高效液相色谱法［3］、薄层色谱法［4］、示波极谱法［5］，这些方法均需样品预处理，操作繁琐，不利于快速分析。GB/T 15038–2006［6］中未介绍葡萄酒中合成色素的检测方法，葡萄酒中添加剂的检测多借鉴饮料或配制酒的检验方法。高效液相色谱法经聚酰胺粉吸附法处理样品后，进行定量分析时准确度变差；薄层色谱法分辨率、灵敏度及准确度均较低；示波极谱法对环境有污染且受干扰因素影响较多，定性较为困难。另外食品中人工色素的分析方法还有分光光度法［7］、高效液相色谱 – 质谱法［8］、高效毛细管电泳法［9］等。笔者建立了高效毛细管电泳法直接测定葡萄酒中苋菜红及亮蓝的方法，该方法不需样品预处理，操作简便，分析速度快，可为葡萄酒中人工色素的测定提供新的参考方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高效毛细管电泳仪：TH–3000型，保定天惠分离科学研究所；

未涂层毛细管：河北永年光导纤维厂；

自动双重纯水蒸馏器：SZ–93型，上海亚荣生化仪器厂；

酸度计：pHS–3C型，上海伟业仪器厂；

柠檬酸、β–环糊精、氢氧化钠、盐酸：分析纯；

苋菜红、亮蓝：国家标准物质研制中心；

葡萄酒样品：保定市疾病预防控制中心；

实验室用水均为二次蒸馏水。

1.2 溶液配制

样品缓冲溶液：10 mmol/L柠檬酸。

标准溶液：分别移取 0.10，0.25，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mL 的0.5 mg/mL苋菜红标准品溶液及0.5 mg/mL亮蓝标准品溶液于25 mL容量瓶中，用样品缓冲溶液定容至标线，摇匀，配制成2，5，10，20，40，100，200 mg/L 的苋菜红及亮蓝标准溶液。

1.3 电泳分离条件

分离缓冲溶液：10 mmmol/L柠檬酸溶液–5 mmmol/L β– 环糊精溶液 (pH 2.6)；未涂层弹性石英毛细管柱：50 cm×75 μm，有效长度为39 cm；压力进样：20 kPa，3 s；电泳电压：20 kV；电泳温度：室温；检测波长：220 nm。

新毛细管在使用前以1 mol/L盐酸溶液及1 mol/L氢氧化钠溶液冲洗20 min，然后用二次蒸馏水和分离缓冲液分别冲洗5 min。每次分析样品后用分离缓冲溶液冲洗毛细管柱2 min以保证重现性。

2 结果与讨论

2.1 检测波长的选择

亮蓝在紫外区最大吸收波长为220 nm，苋菜红在220 nm处亦有较大紫外吸收［10］，缓冲溶液背景在220 nm处干扰较小。为实现两者的同时测定且在获得尽可能高的灵敏度同时避免基体干扰，本实验选择220 nm作为检测波长。

2.2 分离缓冲体系选择

苋菜红及亮蓝分子结构中均含有磺酸基，在一定条件下电离成带一个或多个负电荷的粒子，产生电泳行为。在碱性条件下，苋菜红及亮蓝分子电离后带负电荷，正极进样后其电迁移方向为负极到正极，与电渗流方向相反，当电渗流足够大时才能从负极流出毛细管柱，产生色谱峰。在酸性条件下，负极进样后，其电迁移方向为负极到正极，当离子电泳淌度大于电渗淌度时可从正极流出毛细管柱，产生色谱峰。分别选取磷酸盐体系、NaAc–HAc体系、硼砂体系及柠檬酸缓冲体系进行试验，结果表明，磷酸盐体系及硼砂体系中苋菜红不出峰，且分析样品时杂质峰干扰严重；而在NaAc–HAc体系中亮蓝及苋菜红出峰时间过长；柠檬酸缓冲体系中苋菜红及亮蓝保留时间合适且峰形较尖锐，测定样品时苋菜红及亮蓝先于杂质峰流出，避免了杂质干扰。本实验最终选择柠檬酸缓冲体系，和绝大多数实验所选用的碱性硼砂体系与磷酸盐体系不同［11，12］。

2.3 分离缓冲溶液pH值对迁移时间的影响

毛细管的电渗流(EOF)对于pH值的改变很敏感，且pH值变化亦可引起分离度以及峰形等参数的改变。较低pH值的柠檬酸缓冲溶液中可以抑制缓冲溶液的电渗流，改变pH值可以改变苋菜红及亮蓝的电泳分离度，提高苋菜红及亮蓝的分离效率。考察了柠檬酸溶液在pH 2.2～3.0范围内对迁移时间的影响(见图1)。结果表明，两者在pH 2.2～3.0范围内均能达到完全分离，在pH 2.4时两者的保留时间最短，但在测定样品时当pH 2.4时亮蓝不出峰，最终选择缓冲溶液为pH 2.6。

图1 pH值对苋菜红及亮蓝的保留时间的影响

2.4 分离缓冲液浓度对分离效果的影响

在恒定条件下，增大缓冲液的浓度可以抑制吸附而增加灵敏度，降低电渗流而增加分离效率，但浓度太高会产生较多热量。在保持pH值及分离电压不变的条件下，考察5种不同浓度柠檬酸溶液对苋菜红及亮蓝分离情况的影响(见图2)。结果表明，随着柠檬酸溶液浓度的增大，分离时间变短，在10 mmol/L时苋菜红及亮蓝峰分离度最大，且保留时间较短，最终选择柠檬酸溶液浓度为10 mmol/L。

2.5 添加剂对峰形及分离度的影响

考察了十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及β-环糊精对样品中苋菜红及亮蓝分离情况及峰形的影响，发现SDS及CTAB对样品中苋菜红及亮蓝的分离情况及峰形无明显改善，而β-环糊精在分析样品中的苋菜红及亮蓝时，可明显改善峰形，使峰形变锐。考察了不同浓度β-环糊精对峰形的影响，发现当β-环糊精浓度大于5 mmol/L后，苋菜红及亮蓝的峰形变化不明显，且环糊精容易析出，最终确定β-环糊精的浓度为5 mmol/L。

图2 柠檬酸浓度对苋菜红及亮蓝保留时间的影响

2.6 标准工作曲线与检出限

在1.3实验条件下对苋菜红及亮蓝标准品进样分析，以电泳谱图的峰面积y(μV·s)与对应的质量浓度x(mg/L)进行线性回归分析，得到苋菜红及亮蓝的线性回归方程、相关系数(r2)及检出限(LOD，信噪比为3)，结果见表1。

表1 苋菜红及亮蓝的线性方程、线性范围、相关系数、检出限

2.7 方法精密度及回收率

取1 mL样品于5 mL刻度试管中，用样品缓冲溶液定容至5 mL，混合均匀后直接进样，按1.3实验条件进行测定，平行测定7次，计算测定结果的相对标准偏差(RSD)，结果见表2，苋菜红及亮蓝色谱峰见图3。由表2可知，本实验测定苋菜红的方法精密度为1.5%，亮蓝的方法精密度为2.9%，表明本方法精密度良好。

表2 样品中的苋菜红及亮蓝

取3份已测样品，分别加入低、中、高3个浓度水平的苋菜红及亮蓝标准品，按1.3实验条件进样测定，每个加标水平样品平行处理6份，苋菜红及亮蓝的加标回收率见表3。

图3 优化条件下样品中苋菜红及亮蓝的电泳图

表3 样品加标回收率及相对标准偏差(n=6)

3 结语

用高效毛细管电泳法直接测定葡萄酒中苋菜红及亮蓝人工合成色素，该方法具有较高的灵敏度和分辨率，且分离快速、操作简单、节省溶剂、用样量少，能满足实际样品的分析需求。

［1］GB 15037–2006 葡萄酒［S］.

［2］GB/T 5009.35–2003 食品中着色剂的测定［S］.

［3］Minioti K S，Sakellariou C F，Thomaidis N S. Determination of 13 synthetic food colorants in water-soluble foods by reversed-phase high-performance liquid chromatography coupled with diode-array detector［J］. Analytica Chimica Acta，2007，583(1): 103–110.

［4］严浩英，张军，李淑华，等.五种人工合成食用色素的薄层色谱扫描分析［J］.现代预防医学，1997，24(2): 192–194.

［5］宋新，纪双利，杨丽，等.示波极谱法在食品合成食用色素测定中的应用［J］.中国食品卫生杂志，2009，21(5): 422–423.

［6］GB/T 15038–2006 葡萄酒、果酒通用试验方法［S］.

［7］刘冷，李建晴，郭芬，等.紫外分光光度法同时测定柠檬黄和日落黄［J］.光谱实验室，2007，24(3): 423–427.

［8］伊雄海，邓晓军，杨惠琴，等.液相色谱–串联质谱法检测食品中的多种易滥用着色剂［J］.色谱，2011，29(11): 1 062–1 069.

［9］闫正，李盈辰，张玉.改良聚酰胺吸附–高效毛细管电泳内标法测定饮料中的亮蓝和苋菜［J］.色谱，2010，28(12): 1 185–1 188.

［10］龙巍然，王兴益，史振雨，等.胶束电动毛细管色谱同时测定食品中13种人工合成色素［J］.分析测试学报，2012，31(9):1 100–1 104.

［11］Huang H Y，Shih Y C，Chen Y C. Determining eight colorants in milk beverages by capillary electrophoresis［J］. Journal of Chromatography A，2002，959(1/2): 317–325.

［12］杜建中，些薇薇，蔡泉林，等.毛细管电泳法直接分离测定果冻中的色素［J］.食品科学，2012，22(4): 173–177.