食品中5种糖及氧化型染发剂中8种染料的高效毛细管电泳分析方法研究及应用

摘要

近年来，随着我国经济发展，人们对生活质量的要求显著提高，自身健康与整体美观受到各类人群的关注。然而因食品和化妆品安全问题而危害消费者的事件时有发生，引起社会各界对食品和化妆品安全的广泛关注，因此极需灵敏、快速、准确的分析方法，特别是精密的仪器分析方法为食品和化妆品的安全提供保障。
　　高效毛细管电泳(High performance capillary electrophoresis，HPCE)迅速发展于80年代中后期，以其分析速度快、分离效率高、消耗少、有机溶剂用量少、前处理简单、分离模式多等优点，而广泛应用于分析添加量在g/kg或百分浓度量级且基质复杂的食品及化妆品。本文利用HPCE对食品中的5种糖和染发剂8种常用染料的测定方法进行了研究，并成功地用于实际样品分析，具体研究工作如下:
　　1、建立了毛细管区带电泳(Capillaryzone electrophoresis)-间接紫外检测法快速测定食品中乳糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的新方法，以了解食品中上述四种糖的含量，防止糖摄入过量引起糖尿病、肥胖及其并发症，危及生命健康。以未涂层熔融石英毛细管50μm×30.2 cm（有效长度20 cm）为分离柱，4 mmol/L山梨酸钾+10 mmol/L磷酸钠(Na3PO4)+30 mmol/L氢氧化钠(NaOH，pH12.56)+0.5 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵(Hexadecyltrimethylammonium bromide，CTAB)为分离缓冲液，以水或5 mmol/L醋酸为样品提取液，在-8 kV电压下分离，于254 nm检测，10 min内实现了巧克力蛋糕（质控样品）、苹果醋、葡萄酒、雪碧、雪梨汁、果珍、奶酪及伴侣中葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖的同时分离与测定。4种糖的检出限(Limits of detection，LODs，S/N=3)在25～75 mg/L范围内，定量限（Limits of quantation，LOQs，S/N=10）在75～225 mg/L范围内，回收率在87.0％～107.0％间，相对标准偏差(Relative standarddeviations，RSDs)在1.2％～4.7％间。整个实验过程未使用有机溶剂，方法简单、快速、准确，适于食品中乳糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的日常测定。
　　2、在第一部分研究工作的基础上，建立了婴幼儿奶粉中乳糖、半乳糖和蔗糖同时分离测定的毛细管区带电泳-间接紫外检测新方法，为患有乳糖不耐症及不可食用蔗糖的婴幼儿提供准确、可靠的分析方法。以未涂层熔融石英毛细管50μm×40.2 cm（有效长度30 cm）为分离柱，分离电压:-12 kV，检测波长:254 nm，V(6 mmol/L山梨酸钾+10 mmol/L磷酸钠+56 mmol/L NaOH(pH13.40)+0.5 mmol/L CTAB)∶V（甲醇）∶V（异丙醇）=8∶1∶1为分离缓冲溶液，进样压力和时间分别为0.5 psi和8s。详细优化了影响分离的探针的浓度、缓冲盐磷酸钠的浓度及有机溶剂的含量。乳糖、半乳糖和蔗糖的LODs(S/N=3)分别为10、10和25 mg/L，LOQs(S/N=10)分别为30、30和75 mg/L，加标回收率在98.5％～105.1％范围，其RSDs在1.1％～5.0％范围。日内精密度和日间精密度分别为0.6％和0.9％，以低、中，高浓度标准溶液测定仪器精密度，迁移时间在0.09％～0.18％范围内;校正峰面积在1.0％～1.7％范围内。将该法用于15件高乳糖奶粉样品的分析，结果表明:同一品牌中的乳糖含量随奶粉年龄段的增加而降低，同一年龄段的不同品牌中的乳糖含量相差不大。其中4件不同品牌奶粉样品均含有蔗糖，而食品安全国家标准GB10765-2010和GB2760-2014规定0～12个月段的奶粉禁止添加蔗糖，因此1件样品不符合标准。婴幼儿食品中半乳糖含量很少，且受基质影响，部分样品难以分离测定，需进一步研究其准确测定方法。
　　3、建立了邻苯二胺、对苯二胺、间氨基苯酚、对氨基苯酚、间苯二酚、氢醌、对甲氨基苯酚和甲苯2，5-二胺8种常用氧化型染发剂染料同时分离测定的胶束电动毛细管色谱法(Micellar electrokinetic chromagraphy, MEKC)。详细研究了影响8种染料分离的因素:如分离缓冲溶液的浓度及pH、表面活性剂的类型及浓度、有机添加剂的含量、样品缓冲溶液等。以未涂层熔融石英毛细管50μm×70.2 cm(有效长度60 cm)为分离柱，V(50 mmol/L硼酸(H3BO3)+120mmol/L脱氧胆酸钠(pH8.45)+10 mmol/L十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate，SDS))∶V（乙腈）=9∶1为分离缓冲液，进样时间:24s，分离电压18 kV，于214nm检测。8种染料的LODs(S/N=3)为1～10mg/L，LOQs（S/N=10）为3～30mg/L，校正峰面积与质量浓度间呈良好线性关系，相关系数(correlation coefficient，r)在0.9990～0.9998范围内。待测物分别在低、中、高浓度的加标回收率在92.9％～105.9％间，相应RSDs在0.6％～4.5％间。将该法用于不同品牌不同染色的23件样品分析，并与《化妆品卫生规范》（2007版237-238，中华人民共和国卫生部）中的HPLC法的结果相比较，结果表明:MEKC法的灵敏度优于HPLC法，且MEKC法测定染发剂中的染料种类与样品说明一致，但HPLC法的测定结果中仅有7件样品与样品说明相同。

目录

声明

摘要

主要符号缩写表

1 引言

1．1 饮料、巧克力蛋糕、奶酪、蜂王浆等食品中糖的测定

1．1．1 研究重要性

1．1．2 分析难题及解决方案

1．1．3 研究方法的进展应用

1．1．4 研究目的意义

1．2 婴幼儿奶粉中糖的测定

1．2．1 研究重要性

1．2．2 研究方法

1．2．3 研究目的意义

1．3 染发剂的测定

1．3．1 染发剂种类

1．3．2 染发剂危害

1．3．3 常用8种氧化型染发剂测定及研究进展

1．3．4 研究目的意义

2 毛细管区带电泳-间接紫外法快速测定食品中乳糖、蔗糖、葡萄糖及果糖

2．1 实验部分

2．1．1 仪器与材料

2．1．2 分离缓冲溶液及样品缓冲溶液配制

2．1．3 标准储备液的配制

2．1．4 标准工作液配制

2．1．5 电泳条件

2．1．6 样品前处理

2．2 结果与讨论

2．2．1 探针和检测波长的选择

2．2．2 探针浓度的选择

2．2．3 分离缓冲溶液体系及其浓度的选择

2．2．4 分离缓冲溶液pH或NaOH浓度的选择

2．2．5 毛细管内径、长度及进样时间的选择

2．2．6 样品前处理条件的选择

2．3 CE标准曲线、线性范围、精密度、检出限及加标回收率

2．3．1 标准曲线、线性范围及检出限

2．3．2 方法精密度

2．3．3 加标回收率

2．3．4 实际样品的测定

2．4 结论

3 毛细管区带电泳-间接紫外法测定婴儿配方奶粉中乳糖、半乳糖和蔗糖

3．1 实验部分

3．1．1 仪器与材料

3．1．2 分离缓冲溶液及样品缓冲溶液配制

3．1．3 标准储备液的配制

3．1．4 标准工作液配制

3．1．5 电泳条件

3．1．6 样品前处理

3．2 结果与讨论

3．2．1 探针及浓度的选择

3．2．2 分离缓冲盐溶液的选择

3．2．3 pH或NaOH的选择

3．2．4 有机溶剂及浓度的选择

3．2．5 样品前处理条件的选择

3．3 CE标准曲线、线性范围、精密度、检出限及加标回收率

3．3．1 标准曲线、线性范围及检出限

3．3．2 仪器精密度

3．3．3 方法精密度

3．3．4 加标回收率

3．3．5 实际样品的测定

3．4 结论

4 胶束电动毛细管色谱法同时测定氧化型染发剂中8种常用染料

4．1 实验部分

4．1．1 仪器与材料

4．1．2 分离缓冲溶液及样品缓冲溶液配制

4．1．3 HPLC流动相及样品缓冲溶液的配制

4．1．4 MEKC标准储备液的配制

4．1．5 HPLC标准储备液的配制

4．1．6 MEKC标准工作液配制

4．1．7 HPLC标准工作液配制

4．1．8 MEKC条件

4．1．9 HPLC条件

4．1．10 MEKC样品前处理

4．1．11 HPLC样品前处理

4．2 MEKC结果与讨论

4．2．1 检测波长的选择

4．2．2 分离缓冲体系中H3BO3浓度的选择

4．2．3 脱氧胆酸钠及其浓度的选择

4．2．4 SDS浓度的选择

4．2．5 乙腈含量的选择

4．2．6 样品前处理条件的选择

4．3 CE标准曲线、线性范围、精密度、检出限及加标回收率

4．3．1 标准曲线、线性范围及检出限

4．3．2 方法精密度

4．3．3 加标回收率

4．3．4 实际样品的测定

4．4 结论

参考文献

在读期间发表论文

作者简历

致谢