1前言
苯甲酸钠是一种常用的食品添加剂,它具有抑制微生物生长繁殖的作用,使用量一般在0. 5g/kg~2g/kg｡简捷准确地测定其含量对保证其防腐效能及控制毒害作用有着相当重要的意义｡因此,在不同样品条件下如何克服非测定组分的干扰,实现准确､简单的分析过程,以及如何选择接近样品存在环境的测试条件,是十分重要的｡分析饮料中的防腐剂､甜味剂和人工合成色素,大多采用高效液相色谱法[1~5],采用静电离子色谱法分析饮料中的添加剂还未见报道｡本文在前人工作[6~10]的基础上,采用自制的静电离子色谱柱,以去离子水为流动相,对有机酸､有机酸盐进行了分离和定量检测｡为有机电解质的分析提供了一种简单､通用､快捷的无化学试剂污染､对环境友好的分析方法｡
2 实验部分
2.1 仪器和试剂
LC-4A高效液相色谱仪(日本岛津);DDJ-01电导检测器(四川仪表九厂);台式自动平衡记录仪(中国大华仪表厂;pHS-2C数字电导酸度计(杭州万达仪器厂);Millipore微孔膜过滤系统;色谱柱(4.6mmi.d.×250mm,C18,10μm)由中国科学院大连化学物理研究所生产;10μL微量注射器｡苯甲酸钠､草酸钠和柠檬酸均为分析纯试剂｡酸､碱性洗脱液分别采用盐酸和氢氧化钠溶液调制｡全部溶液均采用0.45μm微孔膜过滤的二次重蒸去离子水配制｡
2.2 色谱柱的制备
实验选用两性表面活性剂(胆汁酸盐,CHAPS)为色谱固定相的涂层材料｡首先将十八烷基键合硅胶(ODS)色谱柱用去离子水冲洗4h,使固定相表面充分浸润｡然后在室温下将30mmol/L的CHAPS溶液(经0.45μm滤膜过滤)以0 .7mL/min的流速涂敷ODS色谱柱80min｡收集流出液并用其重新涂敷一次,最后用经过滤膜过滤和超声除气的去离子水冲洗色谱柱40min,直至振荡回收液时没有气泡产生为止｡
2.3 分离条件
固定相:ODS表面涂敷带有正､负电荷的两性表面活性剂CHAPS;流动相为重蒸的去离子水,pH值为7;流速:0.7mL/min;柱温:20℃;进样量:1μL;电导检测器量程:10μS/cm;记录仪走纸速度为4mm/min｡样品用0.45μm孔径的滤膜过滤,经过超声处理后充入氩气于4℃下保存｡
3结果与讨论
3.1 方法的可行性
实验表明,被测饮料中的糖类､脂类和醇类在所选择的实验条件下都不影响目标组分的分离和检测,且该色谱柱可保持在较长时间内稳定使用｡测得苯甲酸钠､柠檬酸和草酸钠的检出限分别为0.1mg/L,0.01mg/L和0.01mg/L;线性范围均可达3个数量级;对苯甲酸钠､草酸钠和柠檬酸进行11次平行实验,所得相对标准偏差分别为2.3%,3.2%和3.0%｡
3.2 流动相pH值对有机酸､有机酸盐分离的影响
以柠檬酸､草酸钠和苯甲酸钠浓度各为3.33mmol/L的溶液为标准试样,分别在pH值为6,7,8时考察了柠檬酸､草酸钠､苯甲酸钠的色谱分离(见图1)｡由图1可见,在酸性(pH6)介质中各组分的保留值差别较大,可达到基线分离(图1 a);在中性(pH7)条件下分离效果稍差(图1 b);而在pH值达到8时,组分1,2不能分开(图1 c)｡这可能是由于:在中性的水系洗脱液中,不同分离组分与固定相间极化作用的差别主导它们的洗脱次序和保留值;在pH>7的弱碱性洗脱液条件下,各组分离子化程度的升高,使溶质与静电场间的极化作用减弱,各组分的分配系数有不同程度地减小,从而导致了分离度的降低;在pH值等于6的酸性介质中,分离体系中离子总数降低,偶极分子数增加,而且分子态溶质与固定相表面静电场间的极化作用大于它们的离子态,从而改善了色谱分离效果｡
3.3 样品分析
用保留时间对照法和标准加入法对荔枝饮料中的柠檬酸和苯甲酸钠进行了定性分析｡图2为荔枝饮料的色谱分离图｡根据前面所选定的色谱条件,对5个不同生产批号的一种荔枝饮料样品中的柠檬酸和苯甲酸钠进行了定量测定｡每一试样平行测定5次,计算平均值,结果见表1｡对测得苯甲酸钠含量为640mg/L的荔枝饮料进行苯甲酸钠的加标回收,每个样品测定5次,计算回收率及相对标准偏差,结果见表2｡
3.4 对有机酸及其盐保留机制的探讨
实验表明,对于不同种类的有机酸根阴离子而言,一般是荷径比小的､结构对称性差的､易变形的以及含有不饱和π键的组分容易受固定相表面静电场极化作用的影响,色谱保留较强｡对于以分子形态存在的弱有机酸来说,它们在柱内表面活性剂静电场的存在下可能会因极化作用使分子变形｡通过对比不同的弱有机酸分子的保留值得知[9],电离常数小､还原性强､结构对称性差的分析组分与固定相表面静电场之间的极化作用较强,在柱内有较长的保留时间｡
参考文献:
[1] Nelson J J.J Chromatogr Sci,1973,11:28-35
[2] Z HANG Xiu-yao. Chinese Journal of Chromatography, 2000,18(6):539 542张秀尧.色谱,2000,18(6):539-542
[3] Puttemans M L, Dryon L ,Massart D L. J Assoc Off Anal Chem,1984,67:880-886
[4] LI Ming-yuan, HU Yu-ying, SHAO Bian-xia Chinese Journal of Chromatography,1988,6(1):44 46李明元,胡玉英,邵变霞.色谱,1988,6(1):44-46
[5] CHEN Qing-chuan,YU Wen-lian, Wang Jing Chinese Journal of Chromatography, 2001,19(2): 105-108陈青川,于文莲,王 静.色谱,2001,19(2):105-108
[6] Hu W, Tao H, Haraguchi H. Anal Chem,1994,66(15):2514-2520
[7] Hu W, Haraguchi H. J Chromatogr A,1996,723:251-258
[8] Hu W, Cao S, Tominaga M, et al .Anal Chim Acta,1996,322:43-47
[9] SHENGui jun,PENGZeng hui,HUANGHai ying,et al Che mica lJournal of Chinese Universities,1999,10:1538-1541申贵隽,彭增辉,黄海英,等.高等学校化学学报,1999,10:1538 -1541
[10] Hu W, Miyazaki A, Tao H, et al. Anal Chem,1995,67(20):3713-3716
