如何实现一分钟内快速筛查食品中的非法添加色素？

【项目文章】离子迁移谱法同时快速测定食品中三种偶氮染料

我们东营市食品药品检验中心用户，在Journal of Chromatography B杂志发表题为 Simultaneous determination of three azo dyes in food product by ion mobility spectrometry的文章，利用高效离子迁移谱（HPIMS），建立3种偶氮染料的快检方法。我们将这篇文章进行了解读。

颜色是食品评价中最重要的特征之一。颜色不仅是吸引人们注意的一种元素，也是揭示食物品质的属性。各种天然或合成的色素被添加到食物中，以增强视觉美感。然而，大多数天然色素不稳定，在食品生产过程中容易降解，比合成色素成本高很多。因此，合成染料因其稳定性和低成本而得到了广泛的应用。偶氮染料是食品工业中使用的一类合成食品着色剂，其结构上具有偶氮基团（-N=N-）。偶氮染料的使用受到世界各地法规的严格控制，因为它们对人体健康存在潜在风险。考虑到对健康的潜在威胁和对食品生产的需要，对食品中的合成染料的检测正变得越来越重要。

近年来的研究证明了开发快速、准确的合成染料检测方法的重要性。现有的检测方法均存在预处理复杂、检测物质种类少、检测速度慢等各种限制。

离子迁移谱（IMS）是一种广泛适用于挥发性和非挥发性化合物检测的分析技术。IMS具有灵敏度高、低成本、响应快的特点。IMS最初用于军事中的化学战剂探测和机场的防爆检查。作为一种强大的分析技术被用于有毒化合物、药物、食品等定性和定量分析。

高效离子迁移谱（ESI-HPIMS）分析仪。特别适合于化合物的快速检测与实时监测。该分析仪的优势在于将用于高分辨率分离的大气压漂移管与电喷雾源相结合，从而能够分析传统低分辨率热解吸 IMS 无法分析的各种化合物。具有高通量、高灵敏度、高分辨力和简单易操作的特点，广泛应用于科研、中医药、化工、食品、化妆品、农业、环保、司法等领域。

对位红（Para red）是一种工业染料，被非法添加到一些辛辣的食物中，并在2005年引起了整个恐慌，因为它会刺激眼睛、皮肤和呼吸系统。诱惑红（Allura red）和橙II（orange II）

可以作为食品添加剂，但控制水平较低。本研究采用高效离子迁移谱，检测三种偶氮染料（对位红、诱惑红和橙II）。提出了一种简便、快速、灵敏的合成染料检测方法。

采用甲醇溶剂将对位红、诱惑红、橙II的标准品稀释，并通过0.45 μm膜过滤。测试和固定HPIMS的实验参数。在阴离子模式下，三种偶氮染料均出现了明显的检测信号。不同的源电压提供了不同的化合物电离度；选择了2000 V的源电压来检测偶氮染料，以获得稳定的响应。

将对位红、诱惑红和橙II的标准溶液（50 mg/mL）通过HPIMS进行检测。橙II的HPIMS谱显示一个峰，迁移时间为12.070±0.010ms。诱惑红的HPIMS谱显示一个峰值，迁移时间为8.294±0.010ms。对位红的HPIMS谱显示两个峰值信号，一个在11 ms，另一个在14 ms。后者被认为是对位红二聚体的峰，而前者是对位红色单体的峰。因此，我们选择了11 ms处的峰值来检测对位红，迁移时间为11.037±0.016ms。由于三种染料在HPIMS中具有不同的迁移时间，可以同时检测。将三种染料的混合物通过HPIMS仪器中。得到的HPIMS谱显示了与三种染料相关的三个峰。因此，这三种染料可以相互区分，从而允许同时检测。

HPIMS分析的稳定性评价。每种染料重复6次，3天内分别采集迁移时间数据。计算每种染料的18个数据的相对标准偏差（RSD）。三种染料的RSD值均小于0.1%，说明HPIMS是三种染料的稳定检测方法。

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不同的溶剂可能会产生不同的背景和溶解度。将乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、氯仿溶剂通过HPIMS仪器中。结果表明，有机溶剂产生不同的溶剂峰，但溶剂产生的峰迁移时间均分布在5-7.5 ms范围内，而目标化合物峰值的迁移时间在8-25 ms之间。对5种溶剂的回收率进行了测试，结果表明，回收率均高于95%。由于甲醇毒性弱，溶解度好，因此选择甲醇作为碱性溶剂。

在果冻中加入两种浓度的对位红、诱惑红和橙II。橙II的浓度为1ppm和10ppm，诱惑红的浓度为0.5ppm和5ppm，对位红的浓度为2ppm和20ppm。用该方法检测了果冻中三种染料的添加浓度。结果表明，所有样品的回收率均高于81%。从当地市场收集了10种果冻，对这3种染料进行了检测。结果表明，在一个样品中检测到诱惑红。

本文建立了一种简单、快速、灵敏的HPIMS同时检测对位红、诱惑红和橙II的方法。这些染料应该使用90：10的甲醇和水的混合物从食品中提取。该溶剂的pH值在4-8范围内。样品制备采用不同的溶剂，甲醇毒性弱，溶解性好，选择甲醇。对位红、诱惑红和橙II的LOD分别为0.1、0.05和0.2 μg/mL。结果表明，所提出的HPIMS方法可作为一种同时快速检测真实食品样品中的三种染料的技术。HPIMS的分析时间小于1 min，远远短于HPLC、GC或LC-MS。该方法对食品样品中偶氮染料的检测提供了一种低成本、简单、快速的方法。

参考文献：Jiandong Jiao et al.,  Simultaneous determination of three azo dyes in food product by ion mobility spectrometry. Journal of Chromatography B. Volume 1025, 2016, Pages 105-109