CN102590409B - 测定食品中焦糖色素含量的方法 - Google Patents
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Abstract
测定食品中焦糖色素含量的方法，涉及食品分析领域，具体涉及用高液相色谱法测定食品中焦糖色素的方法。用强阳离子交换色谱柱作为色谱柱；用10毫摩尔/升的磷酸二氢钠水溶液作为流动相，等度洗脱；用二极管阵列检测器作为检测器，定量波长610nm。本方法准确度高，稳定性好，前处理简单，是批量检测食品中焦糖色素的有效方法并填补了在食品中焦糖色素含量检测的空白。为食品质量控制，食品安全监测提供重要技术支持。具有良好的经济与社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及食品分析领域，具体涉及用高效液相色谱法测定食品中焦糖色素的方法。
背景技术
焦糖色素，又称焦糖，俗称酱色，英文名Caramel color。它是人类使用历史最悠久，用量最大的食用色素之一。广泛用于酱油、食醋、料酒、酱卤、腌制制品、烘制食品、糖果、药品、碳酸饮料及非碳酸饮料等。《GB 2760 食品添加剂使用卫生标准》规定在酱油、醋、料酒、酱卤、腌制制品中添加量约为2—5%。
焦糖色素是以优质的蔗糖、葡萄糖或其他淀粉糖为主要原料，采用特殊的配方及工艺技术加工制成的天然色素。由于焦糖色素含有对人体健康存在潜在危害的4-甲基-咪唑，且其生产工艺存在不规范性，如果摄入过量的焦糖色素，可能对人体健康造成危害。另外，还有部分不法商人利用焦糖色素制作伪劣食品，对食品的生产、销售秩序产生恶劣影响。
由于焦糖色本身是一个混合物体系，成分复杂，目前国内外并没有对焦糖色进行直接检测的方法。现有的美国分析化学家协会采用的方法是对焦糖色生产过程中产生的4-甲基-咪唑，5-羟甲基-2-糠醛等化合物进行检测，从而间接证明食品中含有焦糖色素，而并非直接检测焦糖色素的含量。
建立食品中焦糖色素的检测方法，对维护食品安全，提高食品质量，便利食品贸易，都具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速的测定食品中焦糖色素含量的方法。
本发明测定食品中焦糖色素的方法，所采用的技术方案是采用高效液相色谱法测定，具体按以下步骤进行：
一. 焦糖色素对照品溶液的配制
称取焦糖色素对照品，配制成浓度为10.0 mg/ml的水溶液；
二. 供试品溶液的制备
取2g液体样品加入8ml乙醇，混匀，离心弃去上清液，向沉淀物加入2~10ml的水，溶解沉淀，取1 ml水溶液用微孔滤膜过滤，滤液供高效液相色谱仪测试，
或取粉碎后的固体样品1 g，加入5 ml水，25℃下超声萃取5~15 min，在2000~5000r/min转速下离心3 min，取1 ml上清液用微孔滤膜过滤，滤液供高效液相色谱仪测试；
三. 色谱条件
色谱柱：强阳离子交换色谱柱
柱温：30±5℃
流动相：10 毫摩尔/升的磷酸二氢钠溶液
流速：0.5 ml/min，进行等度洗脱
检测器：光电二极管阵列检测器
检测器扫描波长：220-700 nm
检测波长：610 nm；
四. 绘制标准曲线
取焦糖色素对照品溶液配制浓度分别为0 mg/ml、0.05 mg/ml、0.1 mg/ml、 0.2 mg/ml、0.5 mg/ml、1.0 mg/ml、2.0 mg/ml的标准溶液，浓度由低到高依次进行高效液相色谱检测，以焦糖色素高效液相色谱峰面积为横坐标，以焦糖色素浓度为纵坐标，绘制标准曲线。
五. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入液相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图，从标准曲线查得测定液中焦糖色素的含量，根据每1 ml供试品溶液所代表的样品质量，计算得到供试品中焦糖色素的含量。
发明是高效液相色谱法测定食品中焦糖色素的方法，本方法的仪器检测限（S/N=3）为0.02 mg/ml。针对不同食品样品不同添加浓度进行4次平行实验，平均回收率在80 %～102 % 之间，相对标准偏差在0.3 %～8.6 %之间。本发明的优点是：采用高效液相色谱这一常规的色谱分析仪器来检测食品中的焦糖色素含量，方法的检测限低，准确度高，前处理简单，非常适合食品中焦糖色素的批量检测。
本方法填补了目前在食品中焦糖色素含量检测方法的空白。为食品质量控制，食品安全监测提供重要技术支持。具有良好的经济与社会效益。
附图说明
图 1 为焦糖色素浓度为1.0 mg/ml对照品溶液的高效液相色谱图。
图 2 为焦糖色素浓度－峰面积标准曲线图。
图 3 为阴性威士忌酒样品高效液相色谱图。
图 4 为添加焦糖色素浓度0.1 mg/g的威士忌酒样品高效液相色谱图。
图 5 为可乐样品高效液相色谱图。
图 6 为添加焦糖色素浓度0.1 mg/g的可乐样品高效液相色谱图。
图 7 为阴性红酒样品高效液相色谱图。
图 8 为添加焦糖色素浓度 0.1 mg/g的红酒样品高效液相色谱图。
图 9 为酱油样品高效液相色谱图。
图 10 为添加焦糖色素浓度0.5 mg/g的酱油样品高效液相色谱图。
图 11 为阴性粉条样品高效液相色谱图。
图 12 为添加焦糖色素浓度 0.5 mg/g的粉条样品高效液相色谱图。
下面结合实施例和附图进一步阐述本发明的技术方案。
具体实施方式
实施例1 焦糖色素对照品色谱图的建立
一、取氨法生产的焦糖色素：黑色固体，E1cm 0.1% (610 nm)=1.22的焦糖色素为对照品，
或采用液体焦糖制备对照品，其方法是：称取8 g液体焦糖于50 ml的塑料离心管中，加入水6 ml，混匀，再加入乙醇24 ml，混匀，在45℃下超声30 min，取出离心管，在2000 r/min离心3 min，弃去上层液体。再重复以上沉淀净化过程三次。将最终得到的沉淀物在烘箱中80℃烘干成为固体,该固体的E1cm 0.1% (610 nm)=1.22。
焦糖色素对照品溶液的配制：称取焦糖色素对照品100 mg 于10 ml容量瓶中，用水定容到刻度，摇匀，配制成浓度为10.0 mg/ml焦糖色素对照品溶液，4℃避光保存。
二、色谱条件
色谱柱：强阳离子交换色谱柱具体采用Waters SCX 5.0 um, 4.6 mm ′ 250 mm柱；柱温：30±5℃；流动相：10 毫摩尔/升的磷酸二氢钠溶液；流速：0.5 ml/min，进行等度洗脱；检测器：光电二极管阵列检测器；检测器扫描波长：220-700 nm；检测波长：610 nm。
三、焦糖色素对照品色谱图的建立
精密吸取焦糖色素对照品溶液10 微升注入液相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图，如附图1所示。
四、 绘制标准曲线
取焦糖色素对照品溶液配制浓度分别为0 mg/ml、0.05 mg/ml、0.1 mg/ml、 0.2 mg/ml、0.5 mg/ml、1.0 mg/ml、2.0 mg/ml的溶液，浓度由低到高依次进行高效液相色谱检测，以焦糖色素高效液相色谱峰面积为横坐标，以焦糖色素浓度为纵坐标，绘制标准曲线，如附图2所示。
使用Excel软件绘制标准曲线，获得R2值。焦糖色素浓度在0.05~2.0 mg/ml范围内，浓度与其对应的峰面积值呈良好线性关系，相关系数R2＝1。所得的线性方程为y=0.0007x+0.0015。
实施例2 阴性威士忌酒样品中焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
取1 ml试样，经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该威士忌酒的密度为0.98 g/ml，每1 ml供试品溶液代表样品0.98 g。
二. 色谱条件
同实施例1。
三. 绘制标准曲线
采用实施例1的标准曲线。
四. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图，如附图3所示。因为色谱峰的信号/噪音比小于3，该威士忌酒样品中未检测到焦糖色素。
实施例3 添加焦糖色素浓度0.1 mg/g的威士忌酒样品含量的测定
一. 供试样品的制备
称取实施例2的10.0 g阴性威士忌酒，在该酒中加入浓度为10.0 mg/ml的焦糖色素参考物质溶液100 微升。则该威士忌酒样品中焦糖色素浓度为0.1 mg/g。取1ml试样经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该威士忌酒的密度为0.98 g/ml，每1 ml供试品溶液代表样品0.98 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰如附图4所示。焦糖色素的色谱峰面积为139毫伏×秒，从标准曲线查得供试样品溶液中焦糖色素的含量为0.0985 mg/ml。因为1 ml供试溶液相当于0.98 g样品，所以检测到该样品中焦糖色素的含量为0.101 mg/g。
实施例4 可乐样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
试样经超声波脱气。取1 ml试样经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试溶液的密度为1.02 g/ml，每1 ml供试品溶液代表样品1.02 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图如附图5所示。焦糖色素的色谱峰面积为342毫伏×秒，从标准曲线查得供试样品溶液中焦糖色素的含量为0.241 mg/ml。因为1 ml供试溶液相当于1.02 g样品，所以检测到该样品中焦糖色素的含量为0.236 mg/g。
实施例5 添加焦糖色素浓度0.1 mg/g的可乐样品焦糖色素含量的测定
一.供试样品的制备
称取实施例4的可乐样品10.0 g，在该样品中加入浓度为10.0 mg/ml的焦糖色素参考物质溶液100 微升。则该可乐样品中焦糖色素添加浓度为0.1 mg/g。取1 ml试样经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该可乐的密度为1.02 g/ml，每1 ml供试品溶液代表样品1.02 g。
二.色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三.测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰，如附图6所示。该样品中焦糖色素色谱峰面积为466毫伏×秒，扣除原有的峰面积342毫伏×秒（见实施例4），得到添加焦糖色素浓度0.1mg/g所增加的峰面积为124毫伏×秒，从标准曲线查得测定液增加的焦糖色素的含量为0.088mg/ml。因为1 ml供试溶液代表1.02g样品，所以添加0.1g/g的样品检测到增加的焦糖色素含量为0.087 mg/g。
实施例6 阴性红酒样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
移取2 g红酒样品于10 ml玻璃刻度离心管中，加入8 ml乙醇，涡旋混匀，2000 r/min离心3 min，弃去上清液，在离心管中加入2 ml水，溶解沉淀。溶液经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试溶液1 ml代表样品1 g。
二.色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰，如附图7所示。
焦糖色素色谱峰的信号/噪音比小于3。该红酒样品中未检测到焦糖色素。
实施例7 添加焦糖色素浓度0.1 mg/g的红酒样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
称取10.0 g阴性红酒，在该红酒中加入浓度为10.0 mg/ml的焦糖色素参考物质溶液100 微升。则该红酒样品中焦糖色素浓度为0.1 mg/g。移取2 g红酒样品于10 ml玻璃刻度离心管中，加入8 ml乙醇，涡旋混匀，2000 r/min离心3 min，弃去上清液，在离心管中加入2 ml水，溶解沉淀。溶液经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试溶液每1 ml代表样品1 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三.测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰，如附图8所示。焦糖色素色谱峰面积为132毫伏×秒，从标准曲线查得测定液中焦糖色素的含量为0.094 mg/ml，因为1 ml供试溶液相当于1 g样品，所以检测得到样品中焦糖色素含量为0.094 mg/g。
实施例8 酱油样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
移取2 g酱油样品于10 ml玻璃刻度离心管中，加入8 ml乙醇，涡旋混匀，2000 r/min离心3 min，弃去上清液，在离心管中加入10 ml水，溶解沉淀。溶液经0.22μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试样品溶液每1 ml代表样品0.2 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰，如附图9所示。焦糖色素色谱峰峰面积533毫伏×秒，从标准曲线查得测定液中焦糖色素的含量为0.375 mg/ml。因为1 ml供试溶液代表0.2 g样品。相当于酱油样品中焦糖色素含量为1.88 mg/g。
实施例9添加焦糖色素浓度0.5 mg/kg的酱油样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
称取实施例8的酱油样品10.0 g，在该酱油中加入浓度为10.0 mg/ml的焦糖色素参考物质溶液500 微升。则该酱油样品中焦糖色素添加浓度为0.5 mg/g。移取2 g酱油样品于10 ml玻璃刻度离心管中，加入8 ml乙醇，涡旋混匀，2000 r/min离心3 min，弃去上清液，在离心管中加入10 ml水，溶解沉淀。取1 ml溶液经0.22μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试溶液1 ml代表样品0.2 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰，如图 10 所示。焦糖色素色谱峰面积为658毫伏×秒，扣除原有的峰面积533毫伏×秒（见实施例8），得到增加的峰面积为125毫伏×秒，从标准曲线查得测定液增加的焦糖色素的含量为0.089 mg/ml。因为1 ml供试溶液代表0.2 g样品，所以添加0.5 mg/g的样品检测到增加的焦糖色素含量为0.445 mg/g。
实施例10 阴性粉条样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
称取粉碎后的粉条样品1 g于玻璃试管中，加入5 ml水，25℃下超声萃取5 min。将试管放入离心机中，2000 r/min离心3 min，上清液经0.22 μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试溶液1 ml代表样品0.2 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图，如附图11所示。焦糖色素色谱峰的信号/噪音比小于3。该粉条样品中未检测到焦糖色素。
实施例 11 添加焦糖色素浓度0.5 mg/g的粉条样品焦糖色素含量的测定
一. 供试样品的制备
称取粉碎后的阴性粉条样品10 g，在该粉条中加入浓度为10.0 mg/ml的焦糖色素参考物质溶液500 微升，静置30 min。则该粉条样品中焦糖色素添加浓度为0.5 mg/g。称取该粉条样品1 g于玻璃试管中，加入5 ml水，25℃下超声萃取5 min。将试管放入离心机中，2000 r/min离心3 min，上清液经0.22μm微孔滤膜过滤，供高效液相色谱测定。该供试溶液1 ml代表样品0.2 g。
二. 色谱条件、标准曲线
同实施例1。
三. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图和焦糖色素色谱峰，如图 12所示。焦糖色素色谱峰峰面积为119毫伏×秒，从标准曲线查得测定液中焦糖色素的含量为0.0848 mg/g。因为1 ml供试溶液代表样品0.2 g，则检测到该样品中焦糖色素含量为0.424 mg/g。
实施例.12 回收率和精密度试验
根据方法的检测限，对实施例3威士忌、实施例5可乐、实施例7红酒、实施例9酱油和实施例11粉条样品，每个添加浓度进行4次实验。结果平均回收率和精密度结果见于表1。
表1焦糖色素在五种食品中的平均添加回收率和相对标准偏差
Claims (1)
1.一种测定食品中焦糖色素含量的方法，其特征在于，采用高效液相色谱法测定，具体包括如下步骤：
一. 焦糖色素对照品溶液的制备
称取焦糖色素对照品，配制成浓度为10.0mg/ml的水溶液；
所说的焦糖色素对照品是取氨法生产的，测定波长为610 nm、溶液浓度为0.1g/100 mL时的比吸光系数 E1cm 0.1% =1.22的固体焦糖色素，或采用液体焦糖以如下方法制备：称取8 g液体焦糖于50 ml的塑料离心管中，加入水6 ml，混匀，再加入乙醇24 ml，混匀，在45℃下超声30 min，取出离心管，在2000 r/min离心3 min，弃去上层液体，再重复以上沉淀净化过程三次，将最终得到的沉淀物在80℃烘干成为固体，该固体的测定波长为610 nm、溶液浓度为0.1g/100 mL时的比吸光系数 E1cm 0.1% =1.22；
二. 供试品溶液的制备
取2g液体样品加入8ml乙醇，混匀，离心弃去上清液，向沉淀物加入2~10ml的水，溶解沉淀，取1 ml水溶液用微孔滤膜过滤，滤液供高效液相色谱仪测试，
或取粉碎后的固体样品1 g，加入5 ml水，25℃下超声萃取5~15 min，在2000~5000r/min转速下离心3 min，取1 ml上清液用微孔滤膜过滤，滤液供高效液相色谱仪测试；
三. 色谱条件
色谱柱：Waters SCX 5.0um, 4.6mm×250mm
柱温：30±5℃
流动相：10 毫摩尔/升的磷酸二氢钠溶液
流速：0.5 ml/min，进行等度洗脱
检测器：光电二极管阵列检测器
检测器扫描波长：220-700 nm
检测波长：610 nm；
四. 绘制标准曲线
取焦糖色素对照品溶液配制浓度分别为0 mg/ml、0.05 mg/ml、0.1 mg/ml、 0.2 mg/ml、0.5 mg/ml、1.0 mg/ml、2.0 mg/ml的标准溶液，浓度由低到高依次进行高效液相色谱检测，以焦糖色素高效液相色谱峰面积为横坐标，以焦糖色素浓度为纵坐标，绘制标准曲线；
五. 测定
精密吸取供试品溶液10 微升注入液相色谱仪，按照高效液相色谱法测定，得到高效液相色谱图，从标准曲线查得测定液中焦糖色素的含量，根据每1 ml供试品溶液所代表的样品质量，计算得到供试品中焦糖色素的含量。
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