DOi:10.13590/j.cjfh.2017.05.009
超高效液相色谱-荧光检测法准确定量调味油中罗丹明B的两种前处理方法比较
段鹤君1,2,丁晓静1,2,赵珊1,2

(1.北京市疾病预防控制中心 食物中毒诊断溯源技术北京市重点实验室,北京 100013; 2.北京市预防医学研究中心,北京 100013)

作者简介:段鹤君 女 副研究员 研究方向为分析化学 E-mail: dhj@vip.163.com
通信作者:赵珊 女 主任技师 研究方向为食品卫生 E-mail: ms_zhaoshan@aliyun.com

​收稿日期:2017-05-09

摘要:目的 研究有效提取和净化调味油中罗丹明B的两种前处理方法,为超高效液相色谱-荧光检测(UPLC-FLR)法的准确定量提供有价值的参考。方法 第一种方法用酸化乙腈提取,混合型阳离子交换固相萃取(SPE)柱净化;第二种方法用含20%丙酮的正己烷提取,中性氧化铝SPE柱净化。两种方法的净化液吹至近干,用50%甲醇-水复溶,滤膜过滤后用UPLC-FLR测定。结果 两种方法中罗丹明B在5.0、50.0、200.0 μg/kg三个水平下的加标回收率分别在82.8%~101.9%、80.9%~93.6%之间,相应相对标准偏差(RSD)分别在1.5%~2.9%(n=6)、1.0%~2.1%(n=6)之间。结论 两种方法均可满足调味油中罗丹明B的测定,第一种方法在5.0、50.0 μg/kg加标水平的回收率均优于第二种方法,且无需大容量SPE柱;高浓度(200.0 μg/kg)加标水平的回收率差异无统计学意义(P>0.05)。
关键词: 固相萃取; 超高效液相色谱; 荧光检测; 罗丹明B; 调味油; 违法添加物; 色素
中图分类号: R155   文献标识码:A   文章编号:1004-8456(2017)05-0566-05
Two pretreatment methods for the accurate determination of rhodamine B in chili oil 
by ultra-high performance liquid chromatography with fluorescence detection
DUAN He-jun1,2, DING Xiao-jing1,2, ZHAO Shan1,2

(1.Beijing Key Laboratory of Diagnostic and Traceability Technologies for Food Poisoning,Beijing Center for Disease Control and Prevention,Beijing 100013,China; 2.Beijing Center for Preventive Medical Research,Beijing 100013,China)

Abstract:Objective Two sample pretreatment method for the effective extraction and purification of rhodamine B in chili oil were investigated in detail. Valuable information for the accurate assay of rhodamine B by ultra-high performance liquid chromatography with fluorescence detection (UPLC-FLR) was provided. Methods The chili oil was extracted with acidified acetonitrile and then purified by a mixed type cation exchange solid phase extraction (SPE) column in the first method. In the second method, n-hexane containing 20% acetone was used to extract rhodamine B. The extraction was then purified by a neutral alumina SPE column. Both of the purified sample solution was blown to nearly dryness, re-dissolved in 50% methanol-water, filtrated and then analyzed by UPLC-FLR. Results The recoveries at three spiked levels (5.0,50.0,200.0 μg/kg, respectively) were in the ranges of 82.8%-101.9% and 80.8%-93.6%, with relative standard deviations ranging from 1.5%-2.9% (n=6) and 1.0%-2.1% (n=6), respectively. Conclusion Both of the two pretreatment method could meet the requirements of accurate determination of rhodamine B in chili oil. However, the recoveries at spiked levels (5.0 and 50.0 μg/kg) of the first method were higher than those of the second method. Furthermore, no large capacity SPE column was needed. There was no significant difference between recoveries of the two method at high spiked level (200.0 μg/kg).
Key words: Solid phase extraction; ultra-high performance liquid chromatography; fluorescence detection; rhodamine B; chili oil; adulterant; pigment 
罗丹明B,又称玫瑰红B、玫瑰精B、罗丹明610和若丹明B等,是一种玫红色的合成荧光染料[1]。罗丹明B具有价格低廉、色泽红艳、着色能力强等特点[2],不法商贩将其用于调味品(辣椒粉、调味油、火锅底料等)的染色[3]。2008年已被我国禁用,不得在食品中检出[4]。  文献报道[5-11]罗丹明B的检测方法主要为高效(或超高效)液相色谱-荧光检测 [H(U)PLC-FLR]法和高效(或超高效)液相色谱-串联四极杆质谱 [H(U)PLC-MS-MS]法,这两种方法均具有较高的灵敏度,而H(U)PLC-FLR具有成本低、方法稳定、干扰信号少的特点,更适于实验室的常规检测[9-10]。  调味油中罗丹明B的前处理方法一般采用正己烷提取,中性氧化铝固相萃取柱(Al-N SPE柱)或凝胶色谱系统(GPC)净化[12-13],然而GPC净化试剂消耗量大且耗时长,本实验室研究[14]发现,调味油中罗丹明B经过GPC净化后,随着浓度递增,回收率逐渐降低,而且结果的重现性不理想。有文献[15]将强阳离子固相萃取(P-SCX SPE)柱及Al-N SPE柱用于辣椒粉和辣椒酱的样品前处理,并进行了比较。本试验采用与文献[15]不同品牌的SPE柱,对调味油中罗丹明B的两种前处理方法进行了比较:采用酸化乙腈反萃取,混合型阳离子交换(MCX)SPE柱净化;采用含20%丙酮的正己烷提取,Al-N SPE柱净化,为UPLC-FLR法准确测定调味油中罗丹明B提供高效而简便的样品前处理方法。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 样品来源  
调味油购于北京市超市,经过质谱确认后样品中无目标化合物;CNCA-16-A10《辣椒油中罗丹明B的测定能力验证》计划中的3份辣椒油能力验证样品由国家认证认可监督管理委员会(CNCA)委托重庆出入境检验检疫局检验检疫技术中心提供。本实验室获得的样品编号分别为5022、4677和1687。
1.1.2 主要仪器与试剂  
ACQUITYTM超高效液相色谱仪(配荧光检测器)、Sep-Pak Al-N SPE柱(2 g/12 ml)、Oasis 混合型阳离子交换MCX SPE柱(60 mg/3 ml)均购自美国Waters,高速离心机,多用途旋涡混合振荡器,超声波清洗仪,Milli-Elix/RiOs超纯水仪。  罗丹明B(编号:DRE-C16813550,含量>99.0%,德国Dr. Ehrenstorfer),三氟乙酸(色谱级,美国Sigma),甲酸(纯度>98%),冰乙酸(分析纯),乙腈、甲醇均为色谱纯。
1.2 方法
1.2.1 标准溶液的制备  
标准储备液:准确称量适量罗丹明B(按纯度标示折算),用甲醇溶解并定容,配制成1 000 mg/L标准储备液,-20 ℃保存。  标准工作液:用甲醇-水溶液(50∶50,V/V)逐级稀释标准储备液,现用现配。
1.2.2 前处理方法  
酸化乙腈提取、MCX SPE柱净化:称取1.0 g调味油(液态或固态)置于50 ml离心管中,加入2 ml正己烷使样品充分溶解,加入10 ml含0.5%冰乙酸的酸化乙腈提取液,涡旋2 min,超声提取10 min,6 000 r/min离心5 min,收集乙腈层清液;再次加入10 ml提取液,重复提取一次,合并两次提取液,在40 ℃下氮吹至近干,用6 ml乙腈-1%甲酸水溶液(10∶90,V/V)超声溶解,待净化。分别用甲醇、水和0.1 mol/L盐酸溶液活化MCX SPE柱,将提取液缓慢通过SPE柱,加入6 ml甲醇淋洗、抽干;用8 ml 5%氨化甲醇洗脱,收集洗脱液,在水浴40 ℃下氮吹至近干,最后用甲醇-水溶液(50∶50,V/V)复溶至1 ml,过0.22 μm有机系滤膜,上机测定。  含20%丙酮的正己烷提取、Al-N SPE柱净化[15]:称取1.0 g调味油(液态或固态)置于50 ml塑料离心管中,加入10 ml含20%丙酮的正己烷,混合均匀后超声提取10 min,用一次性塑料吸管将上清液取出,重复提取一次,合并上清液,待过柱净化。先用6 ml正己烷活化Al-N SPE柱,上清液全部上样过柱,用10 ml含20%丙酮的正己烷淋洗,流出液弃去;用10 ml含2%氨水的甲醇洗脱,收集洗脱液,在水浴40 ℃下氮气吹至近干,用1 ml 50%甲醇-水溶液(50∶50,V/V)定容,上机测定。
1.2.3 仪器条件 
色谱条件:色谱柱Waters ACQUITY BEH C18柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm),柱温40°C,进样体积10 μl,流速0.3 ml/min。荧光检测器:激发波长Ex=550 nm,发射波长Em=580 nm。流动相A为甲醇,B为含0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱程序见
表1。
 表1 梯度洗脱程序
Table 1 Gradient elution program on for UPLC
1.3 统计学分析  
用外标法绘制标准曲线,计算样品中罗丹明B的含量,公式为: 其中:X为罗丹明B含量,mg/kg;ρ为上样液中罗丹明B的仪器测定结果,mg/L;V为样液最终定容体积,ml;m为称样量,g。  采用SPSS 18.0统计学软件对实验室测定值进行统计分析。运用方差齐性检验和独立样本t检验(t-test)用于比较不同净化处理方法的回收率统计分析。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 提取溶剂的选择 
乙腈用于辣椒粉、辣椒酱中罗丹明B的提取已有文献[14-18]报道,对于调味油基质,大多选择环己烷等非极性溶剂,因为其对调味油具有良好的溶解性。考虑到目标物罗丹明B易溶于水和乙醇,微溶于丙酮,属于中等极性化合物,其在乙腈中的溶解性优于环己烷,因此,采用极性较强的乙腈溶剂从极性弱的油脂中反萃取罗丹明B的同时可去除调味油基质中弱极性的脂溶性物质。将提取液乙腈酸化后,可使罗丹明B的分子带正电,更有利于被乙腈提取,本试验还比较了乙腈中添加不同比例的冰乙酸和三氟乙酸对罗丹明B提取效率的影响。在乙腈提取液中分别加入0.5%、2%的冰乙酸以及0.5%、1%的三氟乙酸,提取效率采用方差同质性检验方法(homogeneity of variance),用Tamhanes’s T2检验酸化乙腈提取效率的情况。经检验后,未酸化乙腈与其他四组比较,提取效率偏低,差异有统计学意义(P<0.05)。0.5%冰乙酸酸化乙腈提取与其他三组酸化乙腈提取效率比较,差异无统计学意义(P>0.05);0.5%三氟乙酸酸化乙腈提取与其他三组酸化乙腈提取效率比较,差异无统计学意义(P>0.05),即各酸化乙腈组间差异均无统计学意义(P>0.05)。所以最终选择价廉且容易获得的0.5%冰乙酸酸化乙腈作为提取液。
2.2 方法学验证
2.2.1 检出限、定量限、线性范围及相关系数  
将罗丹明B标准储备液用流动相A稀释,分别配制成浓度为5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0和500.0 μg/L的标准溶液,以峰面积对质量浓度绘制标准曲线,线性方程为线性范围为5.0~500.0 μg/L,相关系数为0.999 8,方法检出限为0.5 μg/kg(S/N=3)。罗丹明B标准溶液的色谱图和经MCX SPE柱、Al-N SPE柱净化后调味油中罗丹明B的色谱图见图1。
2.2.2 加标回收率和方法精密度试验
取1.0 g调味油空白样品,分别添加5.0、50.0、200.0 μg/kg三个浓度水平的罗丹明B标准溶液,每个添加水平做6份样品进行平行性试验。回收率结果及相对标准偏差(RSD)见表2。  经过方差齐性检验后进行独立样本t检验,结果显示:低、中浓度(5.0、50.0 μg/kg)水平加标试验中,酸化乙腈提取、MCX SPE柱净化效果比含20%丙酮的环己烷提取、Al-N SPE柱净化效果好,前者平均回收率在89.3%~97.0%之间,RSD为2.1%~2.9%,低、中浓度检测结果差异有统计学意义(Sig=0.009,P<0.05;Sig=0.039,P<0.05)。而高浓度(200.0 μg/kg)加标试验中,两种方法的回收率分别为82.9%和84.2%,差异无统计学意义(Sig=0.16,P>0.05),RSD为1.5%和2.1%。尽管两种前处理方法均能满足试验要求,但对含量未知的实际样品分析,建议采用酸化乙腈提取、MCX SPE柱净化的方法进行前处理。
注:a为罗丹明B标准溶液色谱图;b为调味油中罗丹明B色谱图(MCX SPE柱净化后);c为调味油中罗丹明B色谱图(Al-N SPE柱净化后)
图1 罗丹明B色谱图
Figure 1 Chromatograms of rhodamine B   
表2 两种SPE柱净化的回收率结果
Table 2 Recovery results of rhodamine B purified by two SPE columns    
2.3 能力验证样品的测定 
为验证本试验所建立MCX SPE柱净化和Al-NSPE柱净化两种前处理方法的有效性,对国家认证认可监督管理委员会实验室能力验证计划发放的3份辣椒油样品采用0.5%冰乙酸-乙腈提取,每份样品平行处理3次,UPLC-FLR定量测定,获得理想结果,见表3、4。
表3 酸化乙腈提取、MCX SPE柱净化的能力验证样品中
罗丹明B的结果
Figure 3 Results of rhodamine B in proficiency test sample 
extracted by acidified acetonitrile and purified by MCX SPE    
表4 20%丙酮的环己烷提取、Al-N SPE柱净化的能力
验证样品中罗丹明B的结果
Figure 4 Results of rhodamine B in proficiency test sample 
extracted by n-hexane containing 20% acetone and 
purified by Al-N SPE    
两种前处理方法均可获得较为准确的定量结果。对大批量样品的分析,建议采用酸化乙腈提取、MCX SPE柱净化的方法处理样品,因该方法在酸化乙腈提取目标化合物的同时可除去大量油脂,选用较小容量的MCX柱即可满足净化要求,且MCX对目标化合物的选择性优于Al-N柱,较好的净化效果有利于延长色谱柱的使用寿命、减少质谱的基质抑制、提高定性定量的准确性。
3 小结  
UPLC-FLR测定调味油中罗丹明B的前处理方法,既可用0.5%冰乙酸-乙腈提取、MCX SPE净化,也可用20%丙酮的环己烷提取、Al-N SPE柱净化,前者对目标物的选择性好,在低于200 μg/kg水平下回收率均优于后者,且无需大容量SPE柱,方法准确、可靠,简便易行。
参考文献
[1] 卢士英,邹明强.食品中常见的非食用色素的危害与检测[J].中国仪器仪表,2009(8):45-50.     
[2] 周海珍,臧永军,唐菊,等. UPLC-MS-MS法检测辣椒及其制品和肉酱中的罗丹明B含量[J]. 肉类研究,2014,28(2):22-24.     
[3] 汪敏,江生,毛庆,等.调味品中违禁添加的非食用色素检测技术综述[J].中国调味品,2016,41(11):152-155.     
[4] 陈美兰.罗丹明B的危害及其在食品中快速检测方法的建立[D].福州:福州大学,2014.     
[5] 全国打击违法添加非食用物质和滥用食品添加剂专项整治领导小组. 关于印发《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单(第一批)》的通知:食品整治办〔2008〕3号[A/OL].(2008-12-12)[2017-03-10]. http://www.gov.cn/gzdt/2008-12/15/content_1178408.htm.     
[6] 周鹏,余请,林钦,等. 液质联用法测定辣椒红色素中罗丹明B含量[J].食品研究与开发,2013,34 (4):74-76.     
[7] 周海珍,臧永军,唐菊,等. 固相萃取-高效液相色谱-串联质谱联用法检测辣椒及其制品和肉酱中的罗丹明B含量[J].肉类工业,2014(5):25-27.     
[8] 曹鹏,乔旭光,娄喜山,等.固相萃取结合超高效液相色谱-串联质谱法同时检测食品中的6种工业染料[J].分析化学,2011,39(11):1670-1675.     
[9] 张贞理,张平,申大忠. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定水产调味品中的罗丹明B、结晶紫和孔雀石绿 [J]. 分析化学,2012,40(3):487-488.     
[10] 韩文杰,蔡荣华,童玉海.调味油树脂中罗丹明B检测方法对比研究[J].食品研究与开发,2015,36(14):105-108.     
[11] 吴坤.食品中柑橘红2号与罗丹明B及苏丹红I~IV的高效液相色谱检验方法[J].农产品加工(学刊),2014(10):67-68.     
[12] 林长虹,胡书玉,黄达锴,等. 辣椒及其制品中罗丹明B的超高效液相色谱荧光检测[J]. 广东化工,2011,38 (4):140-141.     
[13] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.进出口食品中罗丹明B的检测方法:SN/T 2430—2010[S].北京:中国标准出版社,2010.     
[14] 赵珊,张晶,丁晓静,等.凝胶净化/超高效液相色谱电喷雾质谱法检测调味油中11种禁用偶氮染料及罗丹明B[J].分析测试学报,2012,31(4):448-452.     
[15] 薛昆鹏,金小青,余冲,等.固相萃取-高效液相色谱-荧光法测定辣椒制品中罗丹明B[J].食品安全质量检测学报,2016,7(6):2375-2380.     
[16] 韦娜,王煜,张孝芳,等.辣椒制品中罗丹明B的基质固相分散提取条件优化[J].食品与生物技术学报,2014,33(3):275-281.     
[17] 韩春晖,栾爽,耿欣,等.超高效液相色谱-串联质谱法测定花椒中罗丹明B的含量[J].分析测试技术与仪器,2014,20(4):210-214.     
[18] ZHAO S,YIN J,ZHANG J,et al. Determination of 23 dyes in chili powder and paste by high-performance liquid chrom-atography-electrospray ionization tandem mass spectrometry[J]. Food Anal Methods,2012,5(5):1018-1026.