食品中偶氮類合成色素的檢測方法研究進展
摘 要:食品在加工的過程中容易丟失原本的顏色,食品加工者為了使食物看起來更美味,向其中添加廉價的合成色素。而在許多國家因該色素可能存在對人體的危害,禁止在食品中添加偶氮類合成色素,並嚴格監管該類食品在國內的流通及進出口,監管部門采用高靈敏度和高選擇性的分析方法進行監測,以確保食品的質量安全。本文將介紹食品行業中對於添加偶氮類合成色素的各種分析技術,並對不同的提取方法做了簡要的描述。
關鍵詞:偶氮 色素 固相萃取 高效液相色譜 酶聯免疫
1 簡介
偶氮類合成色素,被廣泛的應用在食品、藥品和化妝品等領域,其種類有很多,熟知的有蘇丹紅、檸檬黃、日落黃、胭脂紅等,而這些物質在體內可被還原為芳香胺類物質,從而對DNA造成氧化損傷[1];同時色素在製作的過程中難免摻雜有砷、鉛、鎘、苯酚等雜質。目前已有不少研究發現了偶氮類色素的毒性作用,如使肝細胞生長異常[2],影響酯酶同工酶的表達[3]以及致突變作用[4]等,因此多數偶氮色素已被禁止添加到食物中。我國2014年最新頒布的《食品添加劑使用標準(GB2760-2014)》中對允許使用的檸檬黃、胭脂紅等11種偶氮類色素在食品中的限量及使用範圍做了明確的規定,嚴禁超量或超範圍添加。
2005年3月4日,北京檢出亨氏某批號的辣椒醬中含有蘇丹紅I。同年,著名連鎖快餐品牌肯德基的調味料中檢出蘇丹紅I,該調味料曾被使用在多種產品上,不久,這些產品在國內所有肯德基餐廳內全部停售,並全部銷毀。2012年,有關部門發現紅牛飲料配料中含有國家不允許在該飲料中使用的偶氮類合成色素胭脂紅。
2015年,山東省針對零食的專項抽檢,發現多數不合格食品檢出含有檸檬黃、日落黃等合成色素。山西省發布的世界杯賽程預測監督抽檢公告顯示,在糕點及熟肉製品等中檢出違規使用的日落黃、檸檬黃、胭脂紅。國家食藥監總局在抽檢調味品時發現,江蘇一家公司生產的紅燒醬汁檢出的檸檬黃和日落黃含量均超出限定標準約3倍。
近幾年來,各省市的食藥監管部門以及國家食藥監總局在對市麵銷售的食品進行抽檢的過程中發現,偶氮色素濫用現象仍十分嚴重,甚至有一些不法商販將廉價購買的病死豬肉、老鼠肉等未經檢驗檢疫的劣質肉,通過添加明膠、胭脂紅、亞硝酸鹽等手段冒充新鮮肉販賣。
2 分析方法
2.1 樣品的前處理
可應用於提取食品中合成色素的方法有很多,如濾膜法、固相萃取法(SPE)、液相萃取法(LLE)、微波輔助萃取法(MAE)、超聲輔助萃取法(UAE)等,但目前沒有一種可以通用的前處理方法,因此針對不同樣品還需要選擇不同的提取方法。
液體食品中,含乳飲料經離心沉澱除掉蛋白質,碳酸飲料經加熱超聲除去二氧化碳,酒類食品加熱除去乙醇,之後再用檸檬酸溶液調pH到6左右,經濾膜過濾後待測。
肉製品首先要將樣品粉碎並混合均勻,經石油醚除去肉中的脂肪,再用乙醇-水-氨水溶液(75:24:1,v/v/v)反複提取色素,水浴除去乙醇和氨水,樣品溶液采用聚酰胺吸附後,將提取液濃縮後調節pH值,再定容至一定體積,經濾膜過濾後待測。
糕點類食品可利用乙醇氨溶液作為提取劑,超聲提取試樣溶液,經甲醇溶液洗滌,聚酰胺柱吸附後,收集溶液,調節pH值,經濾膜過濾後待測。
2.2 檢測食品中的偶氮類色素
2.2.1 分光光度法
食用合成色素在可見光區具有高度的吸光性,同時由於該方法成本低,對操作者要求低,因此分光光度法是一種理想的定量分析方法。然而,含混合色素的溶液缺乏特異性可見吸收峰阻礙了這一技術的發展,主要是多種偶氮染料混合時吸收波長發生重疊。
Soylak等應用MCI GEL CHP20P作為填料的固相萃取技術處理食品樣品,提高了分光光度法測定水樣中誘惑紅的靈敏度。Kaur在2012年對使用導數分光光度法配合H點標準加入法(HPSAM)以及濁點萃取法(CPE)測定食品中的合成色素及其鋁色澱的研究現狀做了綜述。Turak等人利用四階導數分光光度法測定了飲料中的誘惑紅和胭脂紅,方法簡單、快速、適用性廣。
2.2.2 薄層液相色譜法(TLC)
薄層液相色譜法是最簡單、經濟和最合適的定量分析色譜技術,該方法總體檢測時間小於30min,適用於色素的現場快速檢測,但其幹擾較大,僅能用於初步判斷,不能準確定性定量。
Kucharska等對使用TLC技術檢測不同食品中各種色素的前處理方法和色譜條件做了綜述。de Andrade等以異丙醇和氨水混合作為流動相洗脫液,利用固相萃取及TLC技術成功檢測出了無醇飲料中的合成色素。
2.2.3 毛細管電泳法(CE)
該方法是以彈性石英毛細管為分離通道,以高壓直流電場為動力,依據樣品中各組分之間淌度和分配上的差異而實現分離樣品的電泳分離分析方法。毛細管電泳法有多種分離模式,如毛細管區帶電泳(CZE)、膠束電動毛細管色譜(MEKC),毛細管等速電泳等。
已經有很多利用CE分析食品中合成色素的方法被媒體報道,如1995年Thompson等通過膠束電動毛細管色譜法來測定糖果和甜酒中使用的10種常用偶氮類合成色素;Huang等通過微乳液電動色譜法(MEEKC)成功檢測了食品中的8種合成色素;Prado等使用CE-UV/vi分析了酒精飲料中的11種色素;Del Giovine等使用CE-PDA的方法對冰淇淋中的日落黃、酸性紅和胭脂紅含量估值。
2.2.4 高效液相色譜法(HPLC)
液相色譜法是根據保留時間以及峰麵積來進行定性、定量的方法,具有分離效能好、檢測靈敏度高、應用範圍廣等特點,因此被廣泛應用於檢測食品中添加的各種色素,並且常常與UV-Vis、PDA或MS等檢測技術聯用,但該方法的樣品前處理比較繁瑣,所需儀器設備昂貴,且檢測所需時間長,從而不便於現場快速檢測。
液相色譜法中最常用的方式是反相液相色譜,其中固定相是相對非極性的,而流動相是極性的。Bonan等人[5]以C8為固定相的梯度洗脫模式同時檢測固體食品和飲料中的多種食用色素。Dossi等使用梯度反相色譜技術利用較少的樣品同時檢測了多種食品添加劑。Gennaro通過離子交換液相色譜測定了糖果中的紅色染料。Jurcovan等使用水和乙腈作為流動相,同時測定無醇飲料中的誘惑紅和胭脂紅。Culzoni等使用RP-UFLC-PDA快速分析液體食品中的20種食用色素。Al-Degs[6]采用混合線性分析法(HLA/GO)定量分析了無醇飲料中的誘惑紅、日落黃和檸檬黃,結果表明HLA/GO技術檢測無醇飲料中的合成色素比HPLC更加簡單、快速。
調查發現,大多數液相色譜法會使用有機溶劑作為流動相,這將對人類的健康和生存環境造成消極的影響,因此,開發一種綠色且簡單高效的分析方法顯得尤為重要。其中,tritonX-100(一種表麵活性劑)作為流動相就是一項新的改進。
2.2.5 液譜-質譜聯用法(LC-MS)
由於許多合成色素的光譜非常相似,有時使用普通的PDA或UV-Vis檢測食品中的混合合成色素顯得尤為困難。因此,許多研究人員使用質譜檢測器來輔助識別樣品中的合成色素。質譜技術不依賴光譜,不僅可以提高靈敏度,同樣也可以使用串聯質譜技術(MS/MS)檢測樣品的分子量、裂解模式等結構信息。
Ma等通過LC-PDA-MS同時測定飲料和調味料中的脂溶性與水溶性合成色素。Gosetti等的研究使用HPLC-MS證明日曬會降低飲料中日落黃的含量是由於日落黃被降解為5-氨基-6-萘酚-2-磺酸。最近,Zou[7]等使用醋酸銨、乙腈洗脫液提高了ESI負離子模式對食品中7種合成色素的電離效率。Chen等采用C18柱為固定相,醋酸銨、乙腈與水的混合溶液作為流動相的UFLC-MS/MS方法,準確分析了酒和飲料中的7種偶氮類色素。
2.2.6 酶聯免疫法(ELISA)
酶聯免疫法是基於抗原與抗體的特異性結合原理來進行分析測定,它的被測物須是可以作為抗原或抗體的物質,該方法的最大特點就是特異性強、操作簡單、靈敏度高、易於現場快速檢測。
韓丹等[8]試驗先通過對蘇丹紅I分子進行修飾,並交聯載體蛋白得到了蘇丹紅I的完全抗原,免疫家兔後獲得多克隆抗體,建立了測定食品中蘇丹紅I含量的ELISA方法,邢玥[9]同理設計得到了日落黃及胭脂紅的多克隆抗體,建立了合適的ELISA方法,該方法具備較高的準確度,而且前處理簡單,能夠應用於食品中合成色素的快速檢測。
2.2.7 其他方法
傳統固相萃取技術的目標物與吸附劑之間的作用力是非特異性的,通常需要對萃取和洗脫條件進行仔細選擇,而分子印跡技術(MIP)獨特的選擇性和親和能力適應了這一需求,使得MIP-SPE技術對於目標物的選擇性大大提高。同時,楊晶等[10]製作的日落黃分子印跡修飾電極通過微分脈衝伏安法測定了飲料中的日落黃,回收率大大提高。
此外,劉宇等[11]以甲基紫作為光譜探針,建立了分別測定日落黃和胭脂紅的共振光散射光譜法(RLS),該方法利用甲基紫與合成色素通過靜電作用形成離子締合物能夠增強共振光散射的強度,準確測定了飲料中的日落黃和胭脂紅。
3 結論
針對食品中偶氮類合成色素的檢測方法大體有以下3個發展趨勢:一是簡單快速,對食品的監管過程中往往要求檢測機構在最短的時間內對其色素成分進行鑒定,這就要求檢測設備簡便,前處理過程簡單;二是定性定量準確,食品中合成色素的檢測關鍵在於準確的定性與定量,否則將對生產企業造成經濟損失,並以損害消費者的身體健康為代價來縱容不法行為;三是多組分同時測定,合成色素的種類繁多,不法商販可能向食品中添加各種合成色素,能夠同時檢測多種色素無疑可以提高對產品監管的效率。
因此,一種簡單、準確、通用型的檢測食品中偶氮類合成色素的方法,對於加強監管食品中的色素添加十分必要。
通過本文來看,使用ELISA試劑盒與HPLC-MS方法配合使用的檢測方法,能夠快速鎖定食品中偶氮類合成色素的檢測範圍,並可進行樣品的準確定量分析,希望有關食品監管部門考慮采用。
參考文獻
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