食品中合成着色剂检测前处理技术

□ 韩胜涛 山东理工大学农业工程与食品科学学院 汶上县检验检测中心徐保立 汶上县检验检测中心 郭业民 山东理工大学农业工程与食品科学学院

目前我国食品加工中使用的色素一般分为天然色素和人工合成着色剂两大类。天然色素主要来源于动物或植物，主要有虫胶色素、红花黄色素、甜菜红、辣椒红素、红曲米、姜黄、β-胡萝卜素、叶绿酸铜钠盐和酱色等。天然色素虽然安全性相对高，但是对pH、光、热等较敏感，且染色性、护色性差，不利于其在普通食品加工中大规模使用。人工合成着色剂主要是以萘、苯、甲苯等为原料，通过硝化、卤化、磺化、偶氮化等反应而制得，多为偶氮化合物，被大量用于糖果、饮料等食品中。目前我国批准使用的食用合成着色剂有觅菜红、胭脂红、赤藓红、新红、诱惑红、亮蓝、靛蓝、梓檬黄和日落黄，还有铝色淀，以及酸性红、喹啉黄等。合成着色剂不仅有较好的着色作用，而且性质稳定、价格较低，因此在食品加工业中的应用日益广泛[1-2]。

1 食品中合成着色剂检测方法

人工合成着色剂不能提供人体所需营养物质，并且超过限量会对人体具有一定的危害，其加工过程中也可能会有重金属等有害物质的带入。由于食用合成着色剂对人体有不同程度的毒性作用，许多国家对食用合成着色剂的管理越来越严格，已有多种合成着色剂被严格限量甚至禁止使用。目前，在食品检测工作中常用的合成着色剂检测方法主要有分光光度法、高效液相色谱法、液相-质谱法、毛细管电泳法等[1，3]。

2 食品中合成着色剂检测前处理技术

在食品样品的预处理方面，食品基质组成成分复杂多样，样品前处理也需要根据食品种类不同选择合适的前处理方法，目前常用的样品预处理方法有聚酰胺粉吸附法、液液分配法、固相萃取法和 Qu ECHERS方法等[4]。

2.1 聚酰胺吸附法

聚酰胺是通过酰胺键聚合而得到的一类高分子化合物，其含有的酰胺基可以通过自身的氢键与羟基酚类、硝基、酸类、醌类等物质结合而起到吸附效果，可以富集水溶性的酸性色素。聚酰胺吸附法的原理为：弱酸性环境时，聚酰胺粉可以结合水溶性的合成着色剂，不结合天然色素；弱碱环境时，聚酰胺粉与结合的水溶性酸性染料解吸，而达到分离纯化合成着色剂的目的。该方法是目前最常用的前处理方法，也是食品安全国家标准《食品中合成着色剂的测定》GB 5009.35-2016中的前处理方法之一，具体为：样品溶液加浓度为200 g/L的柠檬酸溶液调pH至6，然后将其加热到60 ℃，在将1 g左右的聚酰胺粉用少量温水调成粥状，加入到样品溶液中，搅拌混匀，用G3垂融漏斗抽滤，用pH为4，温度为60 ℃ 的水溶液冲洗3到5次，用甲醇-甲酸溶液（V/V：6/4）洗涤3～5次，再用一级水冲洗至中性，用乙醇-氨水-水溶液（V/V/V：7/2/1）解吸3～5次，直到解吸液无色，收集全部解吸液，加乙酸中和，蒸发至近干，加水复溶、定容、过滤后，即可进液相色谱仪分析[5]。

聚酰胺吸附法适用于蜜饯、果冻、饮料、糖果等食品中的十几种合成着色剂的提取净化。然而在实际操作中，根据食品基质的不同，大多会对操作细节进行部分改进。顾宇翔、宁尚勇等[6，7]研究表明，在饮料和糖果的前处理操作中，可将甲醇-甲酸混合溶液洗涤操作步骤省略，直接用1%氨水-甲醇混合液解析洗脱，回收率可达71.4%～109.2%。

然而，对于高脂肪、高蛋白质、高淀粉含量的食品中，竞争吸附会导致该方法回收率低，在此类样品的前处理过程中，需要先将会产生较大干扰的蛋白质、脂肪等成分除去，然后再用聚酰胺吸附法净化，才能达到良好的回收率和较高的操作效率。据报道。高蛋白质含量的样品，尿素-甲醇溶液，可降低蛋白质的干扰，得到较好的提取效果[8-11]。

2.2 液-液分配法

液-液分配法利用合成着色剂与其他杂质的极性和酸碱性差异，即合成着色剂与其他杂质在不同液相中的分配系数不同，将样品中的合成着色剂提取净化，这也是食品安全国家标准《食品中合成着色剂的测定》GB 5009.35-2016中的前处理方法之一，适用于含赤藓红的样品，具体为：将样品溶液置于分液漏斗中，加入2 mL盐酸、10～20 mL三正辛胺-正丁醇溶液(V/V：5/95)，振摇，取有机相，重复提取至有机相为无色，合并有机相，用10 mL饱和硫酸钠溶液洗2次，取有机相，加热浓缩到10 mL，置于分液漏斗中，加入10 mL正己烷，振摇，加5 mL氨水溶液（V/V：1/50）提取2～3次，合并含水溶性酸性色素的氨水溶液层，用正己烷洗涤得到的氨水溶液2次，用乙酸调至中性，加热蒸发至近干，加水溶解、定容、过滤后，即可进液相色谱仪分析[5]。

Sha O[12]等用液-液萃取双水相方法，测定了食品中5种合成着色剂的含量。张大芬等[13]利用无水乙醇-氨水-水作为提取环境（V/V/V：80/1/19）进行超声提取，用乙酸调节pH至2，加石油醚去除脂肪，HPLC测定玉米粉和小米粉中8种合成着色剂的回收率可达85.7%～95.8%，检出限为0.11～0.28 mg/kg。

液-液萃取法适合糖果、肉制品和高脂肪含量等样品中多种色素提取的前处理，包括柠檬黄、赤藓红、苋菜红、靛蓝、亮蓝、胭脂红与日落黄等合成着色剂和天然色素胭脂虫红等。但液-液萃取法操作步骤繁琐，对检测人员的操作水平要求高，容易造成检测结果的人为误差。

2.3 固相萃取法

固相萃取法与聚酰胺吸附法原理基本相同，近年来广泛用于食品添加剂及农残等微量检测前处理，该方法适用广泛、重现性好、操作简便、回收率高[14，15]。该法是食品安全国家标准《水果罐头中合成着色剂的测定高效液相色谱法》GB/T 21916-2008中的方法，样品前处理步骤具体为：将制备好的2.0 g样品置于离心管中，加入10 mL乙醇-氨水溶液，旋涡0.5 min混 匀，3 000 r/min离 心10 min，把上清液倒入装有脱脂棉的漏斗中过滤，将残渣按上述方法重复3次，将滤液浓缩至2 mL，用2%的氨水溶液调节pH至8，过固相萃取柱（Sep-Pak Plus QMA 360 mg，颗 粒度37～55 μm，临用前活化），分别用3 mL pH为8的水和3 mL pH为8的50%甲醇冲洗，弃去流出液，再用10 mL盐酸-乙醇溶液（V/V：1/9）洗脱，将洗脱液浓缩到近干，加50%甲醇溶液溶解、定容、过滤后，即可进液相色谱仪分析[16]。

刘 艳 琴 等[17]用 Waters OASIS HLB 固相萃取柱提取净化糕点中的柠檬黄、苋菜红、偶氮玉红等8种合成着色剂，回收率可达86.9%～105.7%，检测限1.0 mg/L，该方法操作简单，分离度高。潘旭等[18]用聚酰胺萃取柱（填充聚酰胺粉80～100目）提取净化虾制品中8种合成着色剂，回收率可达85.2%～98.8%，检测限0.02～ 0.10 mg/L。

2.4 QuECHERS方法

QuEChERS， 即Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe（快速、简单、廉价、有效、可靠、安全），是近几年来开发出的一种样品快速前处理方法。其原理与固相萃取法类似，利用吸附剂填料与样品基质中的杂质相互作用，达到吸附杂质的目的，从而保留目标物。QuEChERS方法具有分析范围广、精确度和准确度高、处理速度较快、操作简单、溶剂用量少和成本较低等优点[19]。刘丽等[20]通过Qu ECHERs-HPLC法测定肉制品和豆制品中的7种合成着色剂，用乙醇-氨水-水溶液（V/V/V：7/2/1）超声提取，乙二胺-N-丙基硅烷和C18混合依次净化，回收率为83.01%～108.84%，检测限0.1～0.3 mg/L。

3 食品中合成着色剂检测前处理技术展望

目前食品合成色素检测前处理方法已基本成熟，但对于成分复杂的食品前处理方法仍较繁琐，根据基质特性采取有针对性的前处理方法，有助于节省分析时间，提高工作效率，随着高效液相色谱-串联质谱等方法在食品分析领域的应用，其要求的前处理方法也更加严格，因此与其相对应的前处理方法有待于进一步研究。