作者：田益玲, 陈冠华, 祝彦忠

摘要:介绍了高效毛细管电泳在食品添加剂中的分析应用,主要包括防腐剂、甜味剂、色素、发色剂以及*等一些生物碱的测定。该法应用于食品添加剂的检测与传统方法相比,具有样品处理简单、多组分可同时测定、快速、自动化等特点。

关键词:高效毛细管电泳;食品添加剂;分析

食品添加剂是用于改善食品的品质、延长食品保存期、便于食品加工和增强食品营养成分的一类化学合成或天然物质它在食品的制造加工、包装处理及感官评定等方面起了很大的作用。但是,食品添加剂的广泛使用,使公众产生了恐惧。因此,世界各国为确保食品添加剂的使用,建立有关食品添加剂的法规,ｆａｏ和ｗｈｏ建立了一个食品添加剂联合专家委员会(ｊｏｉｎｔｅｘｐｅｒｔｓｃｏｍｍｉｔｔｅｅｏｎｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅｓ,简称为ｊｅｃｆａ),该委员会负责食品添加剂的规格和每日允许摄入量(ａｄｉ)的确定。我国从1980年食品添加剂标准化委员会成立以来,经该委员会审定和卫生部门批准的食品添加剂已达1200多种,对于每种添加剂的应用范围及使用量,做出了严格的规定。因而,食品添加剂的定量、定性分析,是一个至关重要的方面。众所周知,食品的组成成分复杂,所以无论用ｇｃ还是用ｈｐｌｃ分析时,都要求对样品进行复杂的前处理,以免造成污染。高效毛细管电泳(ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃａｐｉｌｌａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ,简称ｈｐｃｅ)是20世纪80年代发展起来的一种新型的液相分析技术,它克服了ｈｐｌｃ试验成本高,ｇｃ应用面窄,ｔｐｌｃ柱效低,重现性差,时间长的缺点。短短的几十年间,已被广泛用于分子生物学、医学、药学、材料学,以及与化学有关化工、环保、食品、饮料等各个领域。有关毛细管电泳在食品中的应用,国内杨晓泉[1]和舒友琴[2]已有综述报道。他们概述了毛细管电泳在食品成分如无机粒子、有机酸、碳水化合物、蛋白质、游离脂肪酸以及食品添加剂与农药残留等方面的应用。对于食品添加剂的报道,国外已有很多,但是国内相对较少,本文在对ｈｐｃｅ的基本原理及特点介绍的基础上,对它在食品添加剂中的应用进行讨论,以便为相关研究提供新的思路和方法。

1 ｈｐｃｅ的原理及特点

1.1 ｈｐｃｅ的基本原理带电粒子在电场中的定向移动是人们所熟悉的电泳。带电体置于电场中就会受到电场力的作用,此力的大小与有效电荷和场强成正比;同时带电体在电场中运动时会受到粘滞力的作用,该力与带电体的质量有关;在毛细管中的带电粒子还会受到电渗流的作用。电渗流是由于固液相界所形成的偶电层产生的一种作用,该作用力可带动整体溶液移动,其速度一般是电泳的5～6倍。被分析物在这3种作用的合力下而实现分离。

1.2 ｈｐｃｅ的特点及存在问题

毛细管的主要特点可概括为以下几点:

①仪器简单,操作方便,容易实现自动化。简易的毛细管电泳仪器组成极其简单,只要有一个高压电源,一根毛细管,一个检测器和两个缓冲瓶,就能进行高效毛细管电泳实验;

②分离率高,分析速度快。由于毛细管能抑制溶液对流,并具有良好的散热性,允许在很高的电场下(可达400ｖ/ｃｍ以上)进行电泳,因此可在很短的时间内完成分离;

③操作模式多,分析方法开发容易。只要更换毛细管内填充溶液的种类、浓度、酸度或添加剂等,就可以用同一台仪器实现多种分离模式;

④实验成本低,消耗少。因为进样为ｎｌ级或ｎｇ级;分离在水介质中进行,消耗的大多是价格较低的无机盐类;毛细管内径仅20～75μｍ,长度25～100ｃｍ,容积仅几μｌ;

⑤应用范围广。ｈｐｃｅ采用了毛细管作为分离通道而具备了上述优点。同样,正是由于使用毛细管而使ｈｐｃｅ的进样量受到限制,对于制备工作除特殊需要一般不考虑使用该法。

2 ｈｐｃｅ在食品添加剂中应用的优点ｈｐｃｅ在国外已广泛的应用于食品添加剂中,其中包括防腐剂、甜味剂、色素、发色剂等[3-20],并且ｈｐｃｅ可同时检测不同种类的防腐剂(见表1)。从表1可知,ｈｐｃｅ在对食品添加剂的检测中有以下几方面优势:

①由于ｈｐｃｅ分析除毛细管凝胶电泳和毛细管电色谱外都是在开管柱中实现的,因而只要在测定样品间将毛细管充分冲洗,便可避免样品间的交叉干扰;

②较低的检出限完全满足国标的要求;

③由于ｈｐｌｃ无法分析酸性防腐剂,所以不得不采用传统的滴定法,该法操作比较繁琐,而且误差很大,ｈｐｃｅ成功地实现了对该类物质的分离测定,*低检出限可达5ｍｇ/ｋｇ[8],在国标中该类物质限量范围是50～450ｍｇ/ｋｇ;

④ｈｐｃｅ可用于毫无相关的混合添加剂的分离分析;

⑤ｈｐｃｅ的一个显著特点是分析速度快。ｃｈｏｉ和ｊｏｊ[21]二人采用ｃｚｅ的模式在2ｍｉｎ内便可分析出食品中的ｖｃ,其结果与ｈｐｌｃ和滴定法没有明显的差异。

总之,高效毛细管电泳以其样品处理简单、多组分可同时测定、快速、自动化及越来越低的检出限,被广泛应用在食品添加剂检测中。在1997年的第48届分析化学与应用光谱学会议上,ｈｐｃｅ被列为食品分析、饮食检查等方面重点发展内容之一。随着ｈｐｃｅ的发展,各种操作模式的完善,及新型的分离体系(非水毛细管电泳ｎｏｎａｑｕｏｕｓｅｃａｐｉｌｌａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ,简称为ｎａｃｅ)的出现、发展以及联机的应用,将在食品的各个分析领域发挥更大的作用。

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