沃特世为分析饮料中的2-甲基咪唑和4-甲基咪唑含量提供解决方案

沃特世ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA系统和ACQUITY UPLC/Xevo TQ MS系统分析饮料中的2-甲基咪唑和4-甲基咪唑含量
赵嘉胤.蔡麒.孙庆龙

引言
焦糖色素是一种允许使用的着色剂，我国对焦糖色使用量的规定除个别产品外均为按生产需要适量使用，其中规定仅有亚硫酸铵法生产地焦糖色允许使用在碳酸饮料中。而以加氨或其铵盐制成的焦糖（Ⅲ类氨法焦糖和Ⅳ类亚硫酸铵法焦糖）会产生4-甲基咪唑，并且4-甲基咪唑是一种能够诱发肿瘤的高水平的化学物质。
焦糖色素被广泛用于食品以及饮料中，所以4-甲基咪唑的含量监控也是必须被重视的，由于4-甲基咪唑分子极性很大，含量很低，所以如何快速、准确地检测出其含量，就成为人们现阶段研究的重点。目前我国国家标准中只有《焦糖色中的4-甲基咪唑的测定-高效液相色谱法》，而对于饮料中的4-甲基咪唑则没有相关检测方法。


沃特世（Waters^®）公司所提供的整体解决方案，同时来监控饮料中的4-甲基咪唑以及2-甲基咪唑。使用沃特世SPE的固相萃取策略来对于复杂的样品基质进行净化，完成对于4-甲基咪唑以及2-甲基咪唑的提取浓缩，而沃特世HILIC模式的色谱保留，对于极性分子的色谱分离提供完美的效果，最后通过UPLC^® H-CLASS PDA以及UPLC/Xevo^® TQ MS的分析，完成出色的定性定量工作。
 
 
 实验条件
样品前处理方案
固相萃取SPE解决方案——Oasis^® MCX (3cc/60mg) 小柱净化取3g饮料样品，超声5分钟,后待净化。

ACQUITY UPLC H-CLASS PDA超高效液相色谱分离条件：
色谱柱： ACQUITY UPLC^® BEH HILIC Column; 2.1x100 mm,1.7μm
流动相 A： 乙腈
流动相 B： 5mM甲酸铵
柱温： 35˚C
检测波长： 215nm
进样量： 5μL
运行时间： 3min
梯度表： Time (min)  Flow (mL/min)  %A  Curve
          0.00       0.5            80    6
          3.00       0.5            80    6
ACQUITY UPLC Xevo TQ MS超高效液相色谱-串联质谱分析条件：
色谱柱： ACQUITY UPLC BEH HILIC Column; 2.1x100 mm,1.7μm
流动相 A： 乙腈
流动相 B： 5mM 甲酸铵
柱温： 35˚C
进样量： 2μL
运行时间： 3min
梯度表： Time (min)  Flow (mL/min)  %A  Curve
         0.00         0.5            80     6
         3.00         0.5            80     6

实验结果及讨论
1、ACQUITY UPLC H-CLASS PDA分析

混合标准品色谱图

饮料空白样品图

基质添加回收色谱图


2、ACQUITY UPLC/Xevo TQ MS分析
混合标准品TIC


3.2.3 茶饮料样品加标与空白对比分析

3.2.4 可乐样品加标与空白对比分析

 
通过分析结果可以看出，4-甲基咪唑和2-甲基咪唑分子极性很大，一般反相很难保留，多用离子对试剂来增加保留，但由于离子对色谱方式平衡时间很长，增加整体分析周期，同时对于色谱柱以及仪器的损耗很大，最关键是无法进行有效的质谱方法分析。而沃特世公司HILIC模式的极性分析方案可以非常好的进行极性分子的保留，流动相简单，优异兼容质谱条件，使4-甲基咪唑和2-甲基咪唑有非常好的分离效果以及灵敏度。
同时由于目标化合物极性很大，对于前处理的要求非常高，分离提取是个难点，而沃特世公司的固相萃取方案能使样品达到非常好的净化效果，通过Oasis MCX进行保留分离，同时能够减少样品杂质对于色谱柱以及整个仪器系统的损害。由沃特世ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA和ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS所提供的超高效性能以及灵敏度，使得4-甲基咪唑和2-甲基咪唑的分析达到理想效果。
结论
1.采用ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA和ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS可以快速高效地对4-甲基咪唑和2-甲基咪唑的含量进行测定，ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA灵敏度可以达到1mg/kg，ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS灵敏度可以达到1μg/kg。
2.应用沃特世固相萃取SPE解决方案配合HILIC模式色谱保留，对于大极性的小分子有很好的保留以及分离提取的作用，达到理想净化效果以及色谱分离效果。
3.从样品前处理到样品色谱质谱分析的整体解决方案，给客户提供一体化的服务解决样品分析过程中可能遇到的所有问题，帮助客户成功！
 
关于沃特世公司 (www.waters.com)

50多年来，沃特世公司(NYSE:WAT)通过提供实用和可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。

作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。

2011年沃特世公司拥有18.5亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。


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