如何利用液相色谱仪和固相萃取技术分析饮料中的2-甲基咪唑和4-甲基咪唑含量
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焦糖色素被广泛用于食品以及饮料中,焦糖色素是一种允许使用的着色剂,我国对焦糖色使用量的规定除个别产品外均为按生产需要适量使用,其中规定仅有亚硫酸铵法生产地焦糖色允许使用在碳酸饮料中。而以加氨或其铵盐制成的焦糖(Ⅲ类氨法焦糖和Ⅳ类亚硫酸铵法焦糖)会产生4-甲基咪唑,并且4-甲基咪唑是一种能够诱发肿瘤的高水平的化学物质。
由于4-甲基咪唑分子极性很大,含量很低,所以如何快速、准确地检测出其含量,就成为人们现阶段研究的重点。目前我国国家标准中只有《焦糖色中的4-甲基咪唑的测定-高效液相色谱法》,而对于饮料中的4-甲基咪唑则没有相关检测方法。
如何同时来监控饮料中的4-甲基咪唑以及2-甲基咪唑呢?对此沃特世(Waters)公司有一套完整的解决方案。对于复杂的样品基质进行净化,可以使用沃特世SPE的固相萃取策略;从而完成对于4-甲基咪唑以及2-甲基咪唑的提取浓缩。沃特世HILIC模式的色谱保留,对于极性分子的色谱分离提供完美的效果,最后通过UPLC? H-CLASS PDA以及UPLC/Xevo TQ MS的分析,完成出色的定性定量工作。
实验条件
样品前处理方案
固相萃取SPE解决方案--Oasis MCX (3cc/60mg) 小柱净化取3g饮料样品,超声5分钟,后待净化。
活化/平衡
3mL 甲醇 /3mL 水
上3mL样品
清洗 A: 2%甲酸水溶液/B: 100%甲醇
洗脱 5%氨化甲醇
氮气挥干
乙腈:甲醇(9:1)定容
上机分析
ACQUITY UPLC H-CLASS PDA超高效液相色谱分离条件:
色谱柱: ACQUITY UPLC BEH HILIC Column; 2.1x100 mm,1.7μm
流动相 A: 乙腈
流动相 B: 5mM 甲酸铵
柱温: 35 摄氏度
检测波长: 215nm
进样量: 5μL
运行时间: 3min
梯度表: Time (min) Flow (mL/min) %A Curve
0.00 0.5 80 6
3.00 0.5 80 6
ACQUITY UPLC Xevo TQ MS超高效液相色谱-串联质谱分析条件:
色谱柱: ACQUITY UPLC BEH HILIC Column; 2.1x100 mm,1.7μm
流动相 A: 乙腈
流动相 B: 5mM 甲酸铵
柱温: 35 摄氏度
进样量: 2μL
运行时间: 3min
梯度表: Time (min) Flow (mL/min) %A Curve
0.00 0.5 80 6
3.00 0.5 80 6
实验结果及讨论
1.ACQUITY UPLC H-CLASS PDA分析
混合标准品色谱图
饮料空白样品图
基质添加回收色谱图
2、ACQUITY UPLC/Xevo TQ MS分析
混合标准品TIC
3.2.3 茶饮料样品加标与空白对比分析
3.2.4 可乐样品加标与空白对比分析
通过分析结果可以看出,4-甲基咪唑和2-甲基咪唑分子极性很大,一般反相很难保留,多用离子对试剂来增加保留,但由于离子对色谱方式平衡时间很长,增加整体分析周期,同时对于色谱柱以及仪器的损耗很大,最关键是无法进行有效的质谱方法分析。而沃特世公司HILIC模式的极性分析方案可以非常好的进行极性分子的保留,流动相简单,优异兼容质谱条件,使4-甲基咪唑和2-甲基咪唑有非常好的分离效果以及灵敏度。[!--empirenews.page--]
同时由于目标化合物极性很大,对于前处理的要求非常高,分离提取是个难点,而沃特世公司的固相萃取方案能使样品达到非常好的净化效果,通过Oasis MCX进行保留分离,同时能够减少样品杂质对于色谱柱以及整个仪器系统的损害。由沃特世ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA和ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS所提供的超高效性能以及灵敏度,使得4-甲基咪唑和2-甲基咪唑的分析达到理想效果。
结论
1.采用ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA和ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS可以快速高效地对4-甲基咪唑和2-甲基咪唑的含量进行测定,ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA灵敏度可以达到1mg/kg,ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS灵敏度可以达到1μg/kg。
2.应用沃特世固相萃取SPE解决方案配合HILIC模式色谱保留,对于大极性的小分子有很好的保留以及分离提取的作用,达到理想净化效果以及色谱分离效果。