色谱峰成分识别技术用于苏丹红检测的研究.docx

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色谱峰成分识别技术用于苏丹红检测的研究

河南科技学院

2007届本科毕业论文

论文题目色谱峰成分识别技术用于

苏丹红检测的研究

学生姓名：

×××

所在院系：

食品学院

所学专业：

食品科学与工程

导师姓名：

×××

完成时间：

2007年6月1日

（所有的空白页不要删除，提交打印前将该行文字删除！

）

摘要

研究了二极管阵列高效液相色谱仪检测苏丹红的成分识别技术，利用三维图谱对峰的纯度以及峰的组成进行手工和自动确认。

在优化的色谱条件下，苏丹红1、2、3及4号得到较好分离，利用峰的前中后部光谱的一致性确认峰的纯度，通过与标准光谱图库的匹配，在保留时间一致的基础上，对样品中的苏丹红组分峰进行进一步的确认，避免假阳性的判断。

经过对辣椒粉的检测，取得了满意效果。

关键词：

高效液相色谱；苏丹红；识别技术

TheresearchonthechromatographpeakingredientrecognitiontechnologyappliedintheexaminationofSudanred

SchoolofFoodScience

HuihuiChen

Abstract

TheresearchhasstudiedrecognitiontechnologyregardingthediodearrayhighperformanceliquidchromatographyappliedintheexaminationSudanredingredient,andcarriedonthehandworkandautomaticconfirmationtothepeakpurityaswellasthepeakcomplsitonbymeansofthethreedimensionalatlas.Undertheoptimizedchromatographcondition,theSudanred1,2,3and4obtainwellseparates,usingthepeakfrontbehindspectrumuniformconfirmationpeakpurity,throughwiththestandardspectrummapstoragematch,intheretentiontimeconsistentfoundation,carriesonthefurtherconfirmationtointhesampleSudanredcomponentpeak,avoidsthefalsepositivejudgment.Passesthroughtothechilipowderexamination,hasobtainedthesatisfactoryeffect.

Keywords：

highperformanceliquidchromatography；Sudanred；recognitiontechnology

引言1

1材料与方法2

1.1材料2

1.2试验方法2

1.2.1仪器与设备2

1.2.2试剂与标准品2

1.2.3样品的处理2

1.2.4色谱条件2

1.3标准品准备2

2结果与分析2

2.1标准品色谱图分析3

2.1.14种苏丹红的色谱图与光谱图3

2.1.2苏丹红标准系列色谱图、光谱图分析5

2.3工作曲线8

2.4样品分析8

2.4.1样品峰的成分识别8

2.4.2样品回收率10

2.4.3精密度试验10

3小结11

参考文献11

致谢12

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）

引言

苏丹红是一种偶氮类化合物，苏丹红1号的化学式为1-苯基偶氮-2萘酚C6H5=NC10H6OH，苏丹红2、3、4号均是其衍生物[1]，它是一种化学染剂，着色能力强，但不能用于食品的染色，因其具有致癌性。

经研究发现，当食品中的苏丹红含量达到几千毫克时，其诱发动物肿瘤的机会就会上百倍的增加，国际癌症研究机构将其归类为第三类致癌物质，不允许以任何数量添加到任何食品中[2]。

2005年2月英国食品标准管理局宣布收回受苏丹红污染的食品后，为了保证食品安全，维护消费者权益，国家质检总局立即发出紧急通知，要求生产企业召回受苏丹红污染的食品，对使用苏丹红的食品生产企业进行查处。

但有不少食品生产企业为改善色泽、降低成本仍将其作为食用色素。

经过我国有关机构的检测，发现在辣椒粉、辣椒酱等一批辣椒制品中发现含有苏丹红，并扩大到动物饲料中，如鸭饲料，从而使鸭产下红心鸭蛋。

目前人们的生活质量提高了，对食品的质量安全意识也在逐步增强，如果人们长期食用含有苏丹红的食品，则会对身体造成严重的伤害。

因此对食品中苏丹红的检测则势在必行，尤其是快速、简便、精确的检测方法的研究是最为重要的。

目前检测方法主要有：

分光光度法[3]，该法简便易行，但单独使用分光光度计，检测波长只能固定在某个点上，且影响样品颜色深浅的因素较多，因此会使结果有部分偏差，难以做到精确的检测；凝胶渗透色谱-液相色谱法[4]，该方法采用了中性氧化铝柱对样品进行净化，可以除去部分杂质，然后用于液相分析，这样结果的准确性会提高很多，但氧化铝活性难以控制，而且操作繁琐,试验条件要求苛刻,结果重复性差；薄层层析法[5]，该法采用聚酰胺酚薄层板，方法较可靠，适合于基层试验室；高效液相色谱/紫外检测法，将样品处理后，用紫外检测器进行色谱分离，以出现的色谱峰作为评判标准，通过样品与标准品保留时间的对比，可初步认定样品中含有苏丹红，但该方法准确度较差。

本文采用的是高效液相色谱/二级阵列管检测方法，本方法所用的检测器是光电二级管阵列检测器。

在此检测器中先使光源发出的紫外或可见光通过液相色谱流通池，在此对流动相中的组分进行特征吸收，然后通过入射狭缝进行分光，使所含有吸收信息的全部波长，聚焦在阵列上同时被检测，并用电子学方法、计算机技术对二级管阵列快速扫描采集数据[6]。

对结果的分析采用光谱匹配，对色谱峰前沿、峰顶、峰后沿的光谱图比对判断峰纯度，并对样品峰光谱图进行光谱匹配、峰纯度角计算来确定是否为苏丹红。

此法较之以前的方法更为精确、方便，可同时检测苏丹红1、2、3、4号。

1材料与方法

1.1材料

辣椒粉（市售），选择此材料的原因是，因辣椒采摘后易退色，为保持其鲜亮的红色，多在其中添加苏丹红，因此选择此材料作为试验对象。

1.2试验方法

1.2.1仪器与设备

美国water公司高效液相色谱仪：

510型高压泵，2996型二级管阵列检测器Empower工作站，柱温箱；恒温水浴锅（北京市长风仪器表公司）；SHZ-D（Ⅲ）型循环水式真空泵（河南智诚科技发展有限公司）。

1.2.2试剂与标准品

乙腈（色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司，经0.2µm膜过滤）；甲醇（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；丙酮（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；苏丹红1号（中国派尼化学试剂厂），苏丹红2号（北京通县育木精细化工厂），苏丹红3号（沈阳试剂三厂），苏丹红4号（上海试剂三厂）

试验用水为超纯水（乐百氏纯净水）

1.2.3样品的处理

准确称取辣椒粉5.00g，放入250ml烧杯中加入乙腈-丙酮（乙腈：

丙酮=4：

1）溶液，放入超声振荡器中，振荡30～35min，使其中可能存在的苏丹红充分溶解，用分析滤纸进行过滤，并用同样比例的乙腈-丙酮溶液多次少量洗涤滤纸，直至滤纸无色为止。

放入水浴锅中蒸发浓缩至约3～5ml，温度为40℃。

用丙酮洗涤转移至10ml容量瓶中，并用乙腈定容至10ml。

然后用0.45µm滤膜过滤，滤液装入进样瓶中供HPLC分析用[7]。

1.2.4色谱条件

色谱柱：

symmetryC18柱（美国waters公司，3.9×150mm，5µm）；流动相：

乙腈的酸性水溶液（乙腈：

0.1%甲酸=7：

1）；流速：

1.0ml/min；检测波长：

230nm；柱温：

30℃；进样量：

10µl。

1.3标准品准备

首先对苏丹红1、2、3、4号用丙酮多次少量溶解转移，直至溶液洗涤为无色，共耗去28ml。

然后用乙腈定容至100ml,混匀，配成500µg/ml的原液，同时做空白对照，吸取28ml丙酮，用乙腈定容至100ml。

其次，用4支5ml移液管各吸取5ml苏丹红1、2、3、4号移入50ml容量瓶中，配成混合液，用乙腈将其定容至50ml，配成50µg/ml的储备液。

逐步将其稀释为5µg/ml的标准品。

最后制成标准系列，浓度分别为0.2，1，3，5µg/ml，用于HPLC分析用[8-9]。

2结果与分析

2.1标准品色谱图分析

2.1.14种苏丹红的色谱图与光谱图

在上述色谱条件下进样，进样量为10µl。

进样之前应先让流动相稳定流过C18柱20～30min，等基线走平稳时（即基线噪音小于10-4时）再进样。

标准样品在200～800nm范围内进行扫描，光谱图见图1到图4。

图1苏丹红1号图2苏丹红2号

图3苏丹红3号图4苏丹红4号

结果表明苏丹红1号在228.9nm和478.0nm、苏丹红2号在231.2nm和497.3nm、苏丹红3号在230.1nm和504.6nm、苏丹红4号在232.4nm和519.2nm波长处有最大吸收，但在可见光区噪音较大因此检测波长选择在230nm。

4种苏丹红在230nm处的色谱图与光谱图见图5到图8，并以此建立苏丹红标准光谱图库。

abc

图5苏丹红1号色谱图（上图）与光谱图（下图，21点平滑处理）

a：

峰前沿，b：

峰顶，c：

峰后沿

abc

图6苏丹红2号色谱图（上图）与光谱图（下图，21点平滑处理）

a：

峰前沿，b：

峰顶，c：

峰后沿

abc

图7苏丹红3号色谱图（上图）与光谱图（下图，21点平滑处理）

a：

峰前沿，b：

峰顶，c：

峰后沿

abc

图8苏丹红4号色谱图（上图）与光谱图（下图，21点平滑处理）

a：

峰前沿，b：

峰顶，c：

峰后沿

由图可以看出4种苏丹红均为纯样品，并没有受到其他杂质的影响。

2.1.2苏丹红标准系列色谱图、光谱图分析

将配制的标准系列进样后作出标准图谱，检测波长为230nm，结果见图9-图10

图9空白色图谱

图105ppm色谱图

图中在1.4min左右出现的锋，通过与空白对照组对比可以得出为试剂峰。

对于其余4个峰首先要对其峰前沿、峰顶、峰后沿进行光谱扫描，判断其是否为单一的峰，是否受到其他成分的相互影响，光谱扫描见图11-图14

图113.422min，3.496min，3.611min图125.936min，6.054min，6.216min

图139.179min，9.376min，9.614min图1416.271min，16.542min，16.859min

由图11-图14可以看出4个峰均为单一组分，并未受到其它成分的影响。

通过保留时间的对比可以初步判断其出峰顺序为苏丹红1、2、3、4号，其光谱图见图15-图18。

图153.497min光谱图图166.053min光谱图

图179.381min光谱图图1816.545min光谱图

通过与标准苏丹红光谱图感官对比，光谱相似性基本一致，从而进一步证实上述结论。

但感官比对具有模糊性的特点，不具有量化特征。

通过与苏丹红标准光谱图库的自动匹配，上述结果得到最终确认。

自动匹配结果见表1。

表1与标准光谱图库的匹配结果

Name

RetentionTime

PDAMatch1Angle

PDAMatch1Threshold

PDAMatch1Lib.Name

IntType

PeakType

苏丹红1

3.497

0.160

1.327

苏丹红070525

Found

苏丹红2

6.053

0.305

1.647

苏丹红070525

Found

苏丹红3

9.380

0.515

2.163

苏丹红070525

Found

苏丹红4

16.536

2.215

5.744

苏丹红070525

Found

由表1可以看出峰匹配角（MatchAngle）小于匹配阈值（MatchThreshold），说明匹配度高，由此可以说明按时间顺序出现的峰依次为苏丹红1、2、3、4号。

2.3工作曲线

标准系列浓度分别为0.2µg/ml、1µg/ml、3µg/ml、5µg/ml，其响应值见表2。

表2标液浓度与响应值

序号

浓度（µg/ml）

组分

响应值

0.2

苏丹红1

苏丹红2

苏丹红3

苏丹红4

苏丹红1

苏丹红2

苏丹红3

苏丹红4

苏丹红1

苏丹红2

苏丹红3

苏丹红4

苏丹红1

苏丹红2

苏丹红3

苏丹红4

16606

12442

10654

9151

84412

61377

51254

21036

241362

174823

150821

58579

411681

298564

268712

115554

通过数据计算，建立了浓度与峰面积的工作直线。

结果见表3。

表3标准系列回归方程

组分

回归方程