JP3437333B2 - 亜硫酸塩の分析方法 - Google Patents

亜硫酸塩の分析方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亜硫酸塩の分析方法に
関し、詳しくはカラムクロマトグラフ−蛍光検出法によ
るアルデヒド−亜硫酸塩の分析方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】食品
や飲料などには、酸化防止剤として亜硫酸化合物が用い
られており、品質管理上、この亜硫酸化合物の量を正確
に測定する必要がある。ところが、亜硫酸化合物は、遊
離の亜硫酸塩として存在する他、アルデヒド類と結合し
た状態でも存在している。一般に行なわれている亜硫酸
塩の分析法ではppm(mg/L)レベルでの分析しか
できないため、高感度の分析を行なうためには、従来は
高速液体クロマトグラフ(HPLC)−電気化学検出法
等による測定方法が採用されていた。しかし、この方法
は、検出装置の電極面の汚れによって感度低下を起こし
易い上に、ビールなどのような複雑な成分組成の場合
は、注入回数と共に感度が低下する等の課題があり、再
現性に大きな問題があった。しかも、この方法では、遊
離状態にある亜硫酸塩のみしか分析できないため、食品
や飲料中の成分と結合した亜硫酸塩を分析する場合は、
当該亜硫酸塩を遊離状態にした後、分析を行ない、先に
測定した元々遊離状態にある亜硫酸塩の分析結果を差し
引いて結合型亜硫酸塩の量を求めなければならない。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、結合型
亜硫酸塩を感度,再現性共に良好に分析できる方法を提
供することにある。特に、食品や飲料の場合、アルデヒ
ド類と結合した状態で多種類の亜硫酸塩が存在するた
め、これら結合型亜硫酸塩を高感度で再現性良く分析す
る方法の開発が求められている。
【0004】本発明者らは、o−フタルアルデヒドおよ
び酢酸アンモニウムが、ホルムアルデヒド−亜硫酸塩以
外のアルデヒド−亜硫酸塩と反応して蛍光物質を生成す
ること並びに当該アルデヒド−亜硫酸塩をアルデヒド分
子量(炭素数に基づく疎水性の違い)に基づいて分離
し、各アルデヒド−亜硫酸塩をo−フタルアルデヒドお
よび酢酸アンモニウムと反応させて得られる蛍光物質を
検出、定量できることを見出し、本発明を完成するに至
った。
【0005】すなわち本発明は、分子量の異なる複数種
類のアルデヒド−亜硫酸塩を、カラムクロマトグラフ法
により分離し、蛍光検出法によって分析するにあたり、
当該アルデヒド−亜硫酸塩をカラムに吸着させ、移動相
として用いる溶媒の濃度を順次高めるようにカラムに供
給することによって、分子量の小さいものから大きいも
のへ順次溶出させて各物質を取り出し、反応相で反応さ
せて蛍光物質を生成させた後、蛍光検出法によって分析
することを特徴とする亜硫酸塩の分析方法を提供するも
のである。
【0006】
【作用】本発明の方法は、分子量の異なる2種以上のア
ルデヒド−亜硫酸塩を、疎水性の異なる性質を利用して
直接分析、定量するもので、カラムに吸着している当該
亜硫酸塩に対し、移動相として用いる溶媒の濃度を順次
高めるようにカラムに供給することにより、疎水性の小
さいものから順次溶出させて取り出し、蛍光分析を行な
って定量するものである。
【0007】本発明による亜硫酸塩の分析方法は、結合
型亜硫酸塩を直接分析、定量するものであり、制限なく
広範な分野にわたって適用することができるが、特に食
品や飲料中に存在する結合型亜硫酸塩の分析に好適であ
る。具体的には、ビール,ワイン,果汁飲料などの飲料
や食品中に存在する結合型亜硫酸塩の分析に適してい
る。
【0008】結合型亜硫酸塩は、主にアルデヒド類と亜
硫酸塩との結合体であり、アルデヒド類としては、炭素
数1〜12程度の脂肪族飽和アルデヒド、例えばホルム
アルデヒド,アセトアルデヒド,プロピオンアルデヒ
ド,ブチルアルデヒド,n−ヘプチルアルデヒド,n−
オクチルアルデヒドなどのアルカナールや、炭素数3〜
12程度の脂肪族不飽和アルデヒド、例えばアクロレイ
ン,プロピナール(プロピオールアルデヒド),cis
またはtrans−2−ヘキセナール,cisまたはt
rans−2−オクテナール,cisまたはtrans
−2−ノネナールなどのアルケナール等を挙げることが
できる。また、亜硫酸塩としては、亜硫酸のナトリウム
塩,カリウム塩などが一般的である。食品や飲料中に
は、これら結合型亜硫酸塩は通常2種以上含まれてお
り、本発明では、カラムクロマトグラフ法により各物質
ごとに溶出、分離したのち、蛍光検出法によってそれぞ
れを分析、定量する。
【0009】次に、本発明で採用するカラムクロマトグ
ラフ法としては、特に制限はないがポストカラム高速液
体クロマトグラフ法が好適である。カラムとしては、シ
リカゲルカラムが用いられ、特に高純度シリカゲルカラ
ムであるPuresil(賞品名、ウォーターズ社製)
などの逆相系カラムが好適である。カラムの分離性能
は、充填率を高めたり、2本以上のカラムを直列に連結
すること等によって向上させることが可能である。特
に、アルデヒド類が、ホルムアルデヒドやアセトアルデ
ヒドのように親水性の高い物質の場合は、このような工
夫が必要である。
【0010】移動相の溶媒としては、酢酸アンモニウム
または酢酸アンモニウムとメタノールを含む酸性溶媒を
使用する。なお、メタノールの代わりにアセトニトリル
を使用することもできる。結合型亜硫酸塩のアルデヒド
類が、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等の親水性
の高い物質であるときは、酢酸アンモニウムを含有する
溶液が用いられ、その他の疎水性の比較的高い結合型亜
硫酸塩に対しては酢酸アンモニウムとメタノールを含む
溶液を使用する。なお、結合型亜硫酸塩のアルデヒド類
と亜硫酸塩を分離させないため、移動相を酸性状態にす
る。そのため、通常は酢酸を添加する。移動相にメタノ
ールを含む場合、メタノールの添加はリニアグラジエン
トにより行なうことが好適であり、通常はメタノール濃
度0〜100%,好ましくは0〜60%のリニアグラジ
エントをかけ、このメタノール濃度の上昇によって、カ
ラムに吸着されているアルデヒド−亜硫酸塩を分子量の
低いものから高いものへと順次溶出させることができ
る。
【0011】次に、上記のようにしてカラムから分離し
たアルデヒド−亜硫酸塩を蛍光性の物質とするため、反
応相で反応させる。反応相には、o−フタルアルデヒド
を含有する溶液が用いられ、カラムから溶出されたアル
デヒド−亜硫酸塩および酢酸アンモニウムと反応して蛍
光物質を生成する。なお、反応条件に関しては、アルカ
リ側のpHで30〜60℃、好ましくは50℃程度の温
度で行なうことが適当である。
【0012】このようにして生成した蛍光物質は、蛍光
検出法によって分析する。蛍光検出は、励起波長300
〜340nm、好ましくは320nm、検出波長380
〜400nm、好ましくは390nmにて行なう。
【0013】なお、試料中に遊離型亜硫酸塩が含まれる
場合またはその存在の有無を確かめるためには、試料に
アセトアルデヒドを添加して当該物質を結合型亜硫酸塩
とした後、上記と同様にして分析、定量し、既に測定し
た結合型亜硫酸塩の量と比較して、その増加量を求めれ
ばよい。なお、結合型亜硫酸塩とするための反応は、当
該試料に25mM程度のアセトアルデヒドを添加し、通
常20℃で20分間程度で実施すればよい。
【0014】
【実施例】以下に、実施例を示して本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらによって限定されるものでは
ない。 実施例1 以下に示す分析条件にてアルカナール(ホルムアルデヒ
ド〜プロピオンアルデヒド)−亜硫酸塩(ナトリウム
塩)を分析し、その結果を図1(A)に示した。図中、
1,2,3はそれぞれホルムアルデヒド−亜硫酸塩,ア
セトアルデヒド−亜硫酸塩,プロピオンアルデヒド−亜
硫酸塩を示す。また、これらのアルデヒド−亜硫酸塩の
検出限界を第1表に示した。表から明らかなように、本
発明によれば、これまで最も高感度分析法として知られ
ているHPLC−電気化学検出法の検出限界が10pm
olであることと比べ、20〜100倍の感度で分析で
きることが明らかになった。
【0015】カラム:Puresil 5μ C18 120Å
(4.6×250mm) 同カラムを3本直列に連結した。 移動相:10mM 酢酸アンモニウム+20mM 酢酸
溶液 移動相の流速:0.5ml/min 反応相:10mM o−フタルアルデヒド−メタノール
溶液+100mM ホウ酸緩衝液(pH9.8)(1:
4) 反応相の流速:0.2ml/min 蛍光検出:励起波長 320nm,検出波長 390n
【0016】
【表1】
【0017】実施例2 以下に示す分析条件にてアルカナール(n−ブチルアル
デヒド〜n−オクチルアルデヒド)−亜硫酸塩およびア
ルケナール(trans−2−ヘキセナール〜tran
s−2−ノネナール)−亜硫酸塩(いずれもナトリウム
塩)を分析し、その結果を図1(B)に示した。なお、
図中の4はn−ブチルアルデヒド−亜硫酸塩,5はn−
バレルアルデヒド−亜硫酸塩,6はtrans−2−ヘ
キセナール−亜硫酸塩,7はn−ヘキシルアルデヒド−
亜硫酸塩,8はtrans−2−ヘプテナール−亜硫酸
塩,9はn−ヘプタアルデヒド−亜硫酸塩,10はtr
ans−2−オクテナール−亜硫酸塩,11はn−オク
チルアルデヒド−亜硫酸塩,12はtrans−2−ノ
ネナール−亜硫酸塩である。図2はここで使用した分析
系のブロック図である。また、これらのアルデヒド−亜
硫酸塩の検出限界を第1表に示した。この場合も、実施
例1と同じく、従来のHPLC−電気化学検出法の検出
限界である10pmolと比べると、20〜100倍の
感度で分析できる。
【0018】カラム:Puresil 5μ C18 120Å
(4.6×250mm) 移動相:A液 10mM 酢酸アンモニウム+20mM
酢酸溶液 B液 10mM 酢酸アンモニウム+20mM酢酸+6
0% メタノール溶液 移動相の流速:0.7ml/min グラジエント:0〜5分,A液100%; 5.01〜1
5分, A液−B液リニアグラジエント; 15.01〜4
5分, B液100% 反応相:10mM o−フタルアルデヒド−メタノール
溶液+100mM ホウ酸緩衝液(pH9.8)(1:
4) 反応相の流速:0.3ml/min 蛍光検出:励起波長 320nm,検出波長 390n
【0019】実施例3 以下に示す分析条件にて、国内および国外の様々な銘柄
のビール中に存在する亜硫酸塩含量を測定し、その結果
を第2表に示した。
【0020】カラム:Puresil 5μ C18 120Å
(4.6×250mm) 同カラムを3本直列に連結した。 移動相:10mM 酢酸アンモニウム+20mM 酢酸
溶液 移動相の流速:0.5ml/min 反応相:10mM o−フタルアルデヒド−メタノール
溶液+100mM ホウ酸緩衝液(pH9.8)(1:
4) 反応相の流速:0.2ml/min 蛍光検出:励起波長 320nm,検出波長 390n
【0021】
【表2】
【0022】表から明らかなように、ビール中にはアセ
トアルデヒド−亜硫酸塩と遊離の亜硫酸塩が存在するこ
とが明らかとなった。また、輸入ビールである「ビール
8」には、酸化防止剤として亜硫酸カリウムが添加され
ていることを、アセトアルデヒド−亜硫酸塩と遊離の亜
硫酸塩の構成比から確認することができた。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、食品,飲料中の亜硫酸
塩含量を極めて高感度に定量できると共に、亜硫酸塩の
存在形態(遊離型またはアルデヒド類との結合型)を明
らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)は実施例1のアルデヒド−亜硫酸塩の
HPLCピークを示し、(B)は実施例2のアルデヒド
−亜硫酸塩のHPLCピークを示す。
【図2】 本発明によるアルデヒド−亜硫酸塩の分析系
のブロック図である。
【符号の説明】
1 溶媒A貯層 2 溶媒B貯層 3 ポンプ 4 試料注入用インジェクター 5 カラム 6 反応相 7 反応液貯層 8 ポンプ 9 蛍光検出器 10 インテグレーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−148862(JP,A) 特開 平3−199943(JP,A) 特開 平4−208855(JP,A) 特開 平6−58922(JP,A) 特開 平5−95796(JP,A) 特開 昭60−39560(JP,A) 実開 平5−73558(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 30/00 - 30/96

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子量の異なる複数種類のアルデヒド−
    亜硫酸塩を、カラムクロマトグラフ法により分離し、蛍
    光検出法によって分析するにあたり、当該アルデヒド−
    亜硫酸塩をカラムに吸着させ、移動相として用いる溶媒
    の濃度を順次高めるようにカラムに供給することによっ
    て、分子量の小さいものから大きいものへ順次溶出させ
    て各物質を取り出し、反応相で反応させて蛍光物質を生
    成させた後、蛍光検出法によって分析することを特徴と
    する亜硫酸塩の分析方法。
  2. 【請求項2】 カラムクロマトグラフ法が、ポストカラ
    ム高速液体クロマトグラフ法である請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 カラムが、逆相系カラムであり、移動相
    の溶媒が、酢酸アンモニウムまたは酢酸アンモニウムと
    メタノールを含む酸性溶媒であり、反応相が、反応液と
    してo−フタルアルデヒドを含有するものである請求項
    1記載の亜硫酸塩の分析方法。
  4. 【請求項4】 アルデヒド−亜硫酸塩が、脂肪族飽和ア
    ルデヒド−亜硫酸塩および/または脂肪族不飽和アルデ
    ヒド−亜硫酸塩である請求項1記載の亜硫酸塩の分析方
    法。
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CN104535731B (zh) * 2014-08-12 2016-04-06 泉州出入境检验检疫局综合技术服务中心 一种充气出气装置

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