食品和环境水中合成色素的高通量筛查及快速检测技术研究

发布时间：2020-05-24 16:14

【摘要】：色泽是食品重要的感官指标，直接影响消费者的购买欲望。随着食品种类的增多及加工技术的发展，现代食品工业普遍使用合成色素来改善食品色泽，提高附加值，吸引消费者。然而，一方面，受利益驱动，在食品中非法添加、超量超范围使用合成色素的问题时有发生；另一方面，也存在着食品在种植、加工环节受环境污染，导致含有低浓度工业染料的现象；从而使得人们合成色素的整体暴露水平较高，身体健康受到较大威胁。因此，对合成色素的监管也成为了食品安全的重点研究方向。目前，我国食品中合成色素的检测方法存在着色素覆盖种类少，适用范围窄，样品处理复杂的缺点，缺少合成色素的高通量筛查和快速检测的分析方法。基于此，本文对食品中合成色素的问题进行系统研究，研究内容主要集中在以下六个方面：（1）总结了食品中易滥用、违法添加的49种合成色素，根据它们的性质特点，，分为两组，一组为酸性色素（阴离子色素），一组为碱性色素（阳离子色素）和中性色素。基于液相色谱-串联质谱技术，分别采用负离子和正离子电离，优化液相色谱洗脱梯度程序，以保留时间和特征离子对为主要信息，利用正负离子切换-多重反应监测的模式，建立了一次进样，同时筛查食品中49种合成色素的分析方法。（2）通过采用亲水性有机溶剂提取，使用氧化铝作为固相萃取填料,改进固相萃取净化步骤，结合高效液相色谱测定的方法，建立了绿色环保，高灵敏度，同时定量检测辣椒及其制品中四种苏丹红染料的快速分析方法,灵敏度达到了液相色谱串联质谱的级别,非常适合基层实验室使用。（3）鉴别出干扰辣椒制品中罗丹明B检测的主要成分——辣椒素和二氢辣椒素；并以此为基础，通过优化了流动相比例，改进提取溶剂，最终使用甲醇代替环己烷作为提取溶剂，65%甲醇和35%高纯水为流动相，成功排除了检测过程中辣椒素和二氢辣椒素的干扰，建立了液相色谱荧光光谱法快速检测辣椒及其制品中罗丹明B的分析方法，克服了国标方法中正己烷为提取溶剂，提取溶液中油脂类杂质多，环境污染大的缺点。（4）针对在动物性食品、面制品中易滥用的11种合成色素，分别建立了HPLC-DAD和HPLC-MS/MS分析方法。HPLC-DAD方法采用固相萃取去处杂质，保留时间和光谱匹配识别合成色素，实现了8分钟内11种合成色素的基线分离，回收率为85.2～108.3％，相对标准偏差为0.3～7.6％；HPLC-MS/MS采用二价准分子离子（[M-3Na+H]2-或[M-2Na]2-）为母离子，大大优化了灵敏度和准确性，方法回收率为75.2～113.8％，相对标准偏差为2.3～14.2％；两种方法都具有检验时间短，抗干扰，定性定量准确，灵敏度高的优点。（5）探讨了负离子模式下，偶氮酚类合成色素的ESI离子化和MS/MS裂解规律，发现了ESI负离子化条件下，色素分子倾向失去全部Na离子，加氢后形成一系列[M-xNa+yH](y-x)准分子离子峰，但二价准分子离子峰[M-3Na+H]2-，[M-2Na]2-信号强度最高的规律；提出了偶氮酚类色素发生重排，由烯醇式变成腙酮式，氢原子迁移到偶氮的氮原子上，偶氮键(R1-N=N-R2)变为氮氮单键(R1-NH-N=R2)后，再从NH-N键中间断裂形成碎片离子的观点，叫好解释了各离子的裂解路径，相对认为偶氮酚类色素从C-N键断裂的观点，更为合理。（6）根据食品易受环境水中工业染料污染，导致检测出低浓度违禁色素的现象，研究了Fe3O4/SDS和Fe3O4@SiO2/CTAB磁性纳米混合胶束对环境水样中有机工业染料的吸附富集能力；利用吸附动力学，吸附热力学，Zeta电位，表面活性剂浓度与吸附率的变化趋势探讨了吸附机理，发现溶液pH值和表面活性剂的量对吸附率有较大影响，吸附机理主要是半胶束离子型吸附和带有物理吸附的混合型离子吸附。以此为基础，构建了磁性纳米混合胶束固相萃取(MHSPE)，液相色谱法检测环境水中多种工业染料的分析方法。
【图文】：

苏丹红,结构式

1苏丹红Ⅰ Ⅳ结构式

罗丹明B,结构式,盐基,罗丹明

罗丹明B结构式
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O657.63;TS207.3;X832

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