一种烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法

摘要

本发明涉及一种烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，属于烟草检验技术领域。本发明的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，包括如下步骤：将烟叶浸取、过滤制得待测溶液；采用高效液相色谱法对待测溶液进行分析，色谱柱采用C18色谱柱，采用紫外检测器进行检测，外标法进行定量；流动相A为乙酸铵溶液，流动相B为乙腈，流动相采用梯度洗脱程序；根据待测溶液的分析结果及标准曲线计算烟叶中的着色剂的含量。本发明的测试方法能将烟叶中的11中着色剂准确检测出来，灵敏度和准确性高，重复性好。

权利要求

1.一种烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将烟叶浸取、过滤制得待测液；所述待测溶液的制备方法包括：将烟叶加入水中浸取、过滤得水相待测液，2g烟叶对应25mL水；将烟叶加入有机溶剂中浸取、过滤得有机相待测液，2g烟叶对应25mL有机溶剂，所述有机溶剂为甲醇；所述水相待测液和有机相待测液分别进行液相色谱检测；所述烟叶在浸取前在40℃-60℃温度下烘干10-12h，然后研磨；

2）采用高效液相色谱法对待测液进行分析，色谱柱采用C18色谱柱，采用紫外检测器进行检测，外标法进行定量；流动相A为乙酸铵溶液，流动相B为乙腈，流动相梯度洗脱程序为：初始A为95%，B为5%；10min时A为55%，B为45%；20min时A为55%，B为45%；21min时A为5%，B为

95%；25min时A为5%，B为95%；26min时A为95%，B为5%；30min时A为95%，B为5%；总洗脱时间为

30min；所述紫外检测的波长采用如下设置：0 4min：427nm，4.35min: 511nm，9.0min: ~

625nm，9.8min：511nm，15min：427nm；所述色谱柱温度为30℃-40℃，进样量为10μL，流速为

1.0mL/min；所述乙酸铵溶液为浓度为0.02mol/L的乙酸铵水溶液；

3）将步骤2）中待测溶液的测试结果代入标准曲线计算烟叶中的柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红、去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素的含量；用来绘制标准曲线所用的系列标准工作溶液为水溶性系列标准溶液和脂溶性系列标准溶液，水溶性系列标准溶液中柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红的浓度均为0.50-10.0µg/mL，脂溶性系列标准溶液中二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素的浓度均为0.50-10.0μg/mL。

2.根据权利要求1所述的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，其特征在于：所述浸取的时间为10-30min。

3.根据权利要求1所述的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，其特征在于：所述浸取的同时进行超声或者振荡处理。

说明书

一种烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，属于烟草检验技术领域。

背景技术

[0002] 着色剂又称色素，一般用来为食品着色，使食品赋予色泽或者改善食品色泽。着色剂按其来源可分为天然色素和人工合成色素两大类。天然色素是从一些动植物组织中提取出来的，如胡萝卜素、叶绿素等，这些色素一般来说对人体是无害的，但其稳定性差，着色能力弱，且价格昂贵。人工合成着色素主要是以苯、甲苯、萘等化工产品为原料，经过一系列化学工艺炼成的，如柠檬黄、胭脂红等。合成色素因稳定性强、着色强且价格低廉而受到食品工业的青睐。大量的研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，它们的违规使用甚至会危害人体健康。例如，对苋菜红的长期动物试验结果表明，过量摄入苋菜红的致癌率高达22％；Visweswaran等通过柠檬黄对大鼠睾丸的氧化应激实验证明了柠檬黄对DNA有一定的诱变性。

[0003] 再造烟叶是利用烟梗、烟末、烟丝碎片、废次烟叶等烟草废料为基本原材料，通过造纸工艺生产出的烟草薄片，通常在烟草制品中作为叶组配方原料或填充料使用。为了使产品的色泽与卷烟烟丝相近，生产者常添加黄色系与红色系着色剂来调配再造烟叶色泽。由于着色剂对于再造烟叶的使用必要性不强，且燃烧裂解后的安全性风险未知，因此，对于再造烟叶红着色剂使用的控制很有必要。从目前世界范围内的烟草相关法规的规定来看，德国等发达国家的烟草相关法律法规中，已经禁止对烟草直接染色或者使用合成着色剂。
所以，对于再造烟叶中着色剂的使用情况的检测对于保障卷烟产品的安全性是十分有必要的。

[0004] 目前对色素的测定方法包括薄层色谱法、极谱法、分光光度法、毛细管电泳法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱法等。高效液相色谱对合成色素的最小检出量可达ng水平，该方法已成为色素分析测定的主流方法，被广泛应用于饮品、糕点、肉制品、化妆品等样品中着色剂的检测。

[0005] 申请公布号为CN102944627A的中国发明专利(申请公布日为2013年2月27日)公开了一种烟用卷烟烟丝中四种色素含量的测定方法，主要用来测定柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄四种色素的含量，其方法为先配制具有浓度梯度的柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄的混合标准工作溶液，然后配制内标溶液，使用纯水作萃取剂萃取烟丝样品，过C-18固相萃取柱净化样品溶液，利用液相色谱仪分别对标准工作溶液和样品溶液进行检测分析，最后计算色素的含量。该方法能够对上述四种着色剂具有较好的检出效果，但是对于使用着色剂种类较多的烟叶则无法准确检出各种着色剂的含量。特别是对于再造烟叶，其色泽与正常卷烟烟丝相差较大，会使用多种着色剂进行着色，除了上述四种着色剂外，还可能使用诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红、去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素等多种着色剂，而上述方法无法对其进行准确检验。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种能够同时检测烟叶中的11种着色剂的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法。

[0007] 为实现上述目的，本发明的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法的技术方案是：

[0008] 一种烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，包括如下步骤：

[0009] 1)将烟叶浸取、过滤制得待测液；

[0010] 2)采用高效液相色谱法对待测液进行分析，色谱柱采用C18色谱柱，采用紫外检测器进行检测，外标法进行定量；流动相A为乙酸铵溶液，流动相B为乙腈，流动相梯度洗脱程序为：初始A为95％，B为5％；10min时A为55％，B为45％；20min时A为55％，B为45％；21min时A为5％，B为95％；25min时A为5％，B为95％；26min时A为95％，B为5％；30min时A为95％，B为5％；总洗脱时间为30min；

[0011] 3)将步骤2)中待测溶液的测试结果代入标准曲线计算烟叶中的柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红、去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素的含量。

[0012] 浸取所用的溶剂为水或有机溶剂，水用来浸取水溶性着色剂，有机溶剂用来浸取脂溶性着色剂。一般的，有机溶剂使用甲醇。

[0013] 所述待测溶液的制备方法包括：将烟叶加入水中浸取得水相提取液，经水相过滤膜过滤得水相待测液；将烟叶加入有机溶剂中浸取得有机相提取液，经有机相过滤膜过滤得有机相待测液。具体制备时，取两份烟叶，一份加入水中，另一份加入有机溶剂中。待测溶液包括水相待测液和有机相待测液，分别进行液相色谱检测。

[0014] 加入水中的烟叶与水的量的关系为2g烟叶对应25mL水，加入有机溶剂中的烟叶与水的量的关系为2g烟叶对应25mL有机溶剂。

[0015] 所述浸取的时间可以视烟叶的具体状态来定，一般的，浸取时间为10-30min。优选的，水相萃取的时间为20-30min。

[0016] 为了促进烟叶中的着色剂被充分浸取并提高浸取效率，所述浸取的同时进行超声或者振荡处理。

[0017] 所述烟叶为再造烟叶。

[0018] 所述烟叶在浸取前在40℃-60℃温度下烘干10-12h，然后研磨。烘干温度高则烘干的速度快，温度低则烘干的速度慢。研磨时间优选为30min。烘干可以避免烟叶中的水分对后续待测溶液浓度造成影响，研磨可以促进烟叶中着色剂在溶剂中充分溶解。

[0019] 所述水相过滤膜和有机相过滤膜均为现有技术中的过滤膜，一般的，水相过滤膜优选为聚醚砜水相针式滤膜。水相过滤膜的孔径优选为0.22-0.45μm。有机相过滤膜优选为尼龙有机相针式滤膜。有机相过滤膜的孔径优选为0.22-0.45μm。水相过滤膜和有机相过滤膜的孔径均可进一步优选为0.22μm和0.45μm。

[0020] 所述乙酸铵溶液为浓度为0.02mol/L的乙酸铵水溶液。

[0021] 所述紫外检测的波长采用如下设置：0～4min：427nm，4.35min:511nm，9.0min:625nm，9.8min：511nm，15min：427nm。

[0022] 所述色谱柱温度为30℃-40℃，进样量为10μL，流速为1.0mL/min。为了保证实验数据的可重复性，以及保证足够的灵敏度，实验条件优选为色谱柱温度30℃，进样量为10μL，流速为1.0mL/min。

[0023] 所述色谱柱的规格为150mm×4.6mm，5μm。

[0024] 用来绘制标准曲线所用的系列标准工作溶液为水溶性系列标准溶液和脂溶性系列标准溶液，水溶性系列标准溶液中柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红的浓度均为0.50-10.0μg/mL，脂溶性系列标准溶液中二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素的浓度均为0.50-10.0μg/mL。

[0025] 用来绘制标准曲线所用的系列标准工作溶液的配制步骤包括：分别制得水溶性着色剂柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红的浓度为0.5mg/mL的水溶性单一标准储备液；取各水溶性单一标准储备液混合后，用水稀释制得各水溶性着色剂浓度为10μg/mL的水溶性混合标准溶液，将水溶性混合标准溶液用水稀释分别制得浓度为0.50μg/mL、1.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、7.5μg/mL和10.0μg/mL的水溶性着色剂的系列标准工作溶液；分别制得脂溶性着色剂二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素的浓度为
50μg/mL的脂溶性单一标准储备液；取各脂溶性单一标准储备液混合后，用有机溶剂稀释制得各脂溶性着色剂浓度为10μg/mL的脂溶性混合标准溶液，将脂溶性混合标准溶液用有机溶剂稀释分别制得浓度为0.50μg/mL、1.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、7.5μg/mL和10.0μg/mL的脂溶性着色剂的系列标准工作溶液。

[0026] 具体的，所述系列标准工作溶液的配制步骤包括：将柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红各5.0mg分别溶于水中，在10mL容量瓶中用水定容得到浓度为0.5mg/mL水溶性单一标准储备液；将水溶性单一标准储备液各取1mL加入一个50mL容量瓶中，用水定容得到各水溶性着色剂浓度浓度均为10μg/mL的水溶性混合标准液；将水溶性混合标准液分别移取0.5mL、1mL、2.5mL、5mL、7.5mL、10mL，分别加入6个10mL的容量瓶中，用水定容得到浓度分别为0.50μg/mL、1.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、7.5μg/mL和10.0μg/mL水溶性着色剂的系列标准工作溶液；将去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素各5.0mg分别溶于有机溶剂中，在100mL容量瓶中用有机溶剂定容得到浓度为50μg/mL脂溶性单一标准储备液；将脂溶性单一标准储备液各取20mL加入一个100mL的容量瓶中，用有机溶剂定容得到脂溶性混合标准液；将脂溶性混合标准液分别移取0.5mL、1mL、2.5mL、5mL、
7.5mL、10mL，分别加入6个10mL的容量瓶中，用有机溶剂定容得到脂溶性着色剂的系列标准工作溶液。有机溶剂为甲醇。

[0027] 烟叶中着色剂的含量按下式计算：

[0028] C＝cV/m，

[0029] 式中，C为烟叶中着色剂的含量，单位为μg/g；V为用来浸取烟叶的溶剂的体积，单位为mL；c为由标准曲线得到的待测溶液中的被测着色剂的浓度，单位为μg/mL；m为烟叶的质量，单位为g。

[0030] 本发明的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法采用特定的流动相梯度洗脱程序，将烟叶中的11中着色剂均可以分离并准确检测出来，本发明的方法灵敏度和准确性高，重复性好。该方法的标准曲线目标物在0.5～10μg/mL的浓度范围内线性良好，方法的平均加标回收率及重复性良好。本发明的方法可以作为再造烟叶中柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红8种水溶性着色剂和去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素3种脂溶性着色剂的通用分析方法，为再造烟叶中着色剂残留的快速定量提供检测依据。

[0031] 进一步的，本发明的样品处理过程简单、快速，大大节省了分析时间，便于批量样品分析。

附图说明

[0032] 图1为本发明实施例1的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法流程图；

[0033] 图2为本发明实施例1的标准工作溶液的色谱图；其中，图(a)中1为柠檬黄，2为苋菜红，3为胭脂红，4为日落黄，5为诱惑红，6为酸性红，7为亮蓝，8为赤藓红，图(b)中9为去二甲氧基姜黄素，10为去甲氧基姜黄素，11为姜黄素；

[0034] 图3为姜黄素的不同萃取方式的萃取效果比较；

[0035] 图4为姜黄素的不同的萃取时间的萃取效果比较；

[0036] 图5为本发明实施例1的烟叶样品分析色谱图。

具体实施方式

[0037] 下面对本发明的实施方式作进一步说明。

[0038] 实施例1

[0039] 本实施例的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，包括如下步骤：

[0040] 1)取再造烟叶置于烘箱中，在40℃下烘干12h，至可用手指捻碎的程度，取出，研磨30min后作为烟叶样品；

[0041] 2)准确称取0.2g步骤1)中得到的烟叶样品，加入25mL水中，超声萃取(固液萃取，或称浸取)20min，取上清液用水相滤膜聚醚砜水相针式滤膜过滤得水相待测液，水相滤膜的孔径为0.45μm；准确称取0.2g步骤1)中得到的烟叶样品，加入25mL甲醇中超声萃取(固液萃取，或称浸取)10min，取上清液用有机相滤膜尼龙有机相针式滤膜过滤得有机相待测液，有机相滤膜的孔径为0.45μm；

[0042] 准确称取水溶性着色剂柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红各5.0mg(精确到0.1mg)，分别溶于水中，并分别在10mL的容量瓶中用水定容至刻度，配制成浓度为0.50mg/mL的水溶性单一标准储备液；准确称取脂溶性着色剂去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素各5.0mg(精确到0.1mg)，分别溶于甲醇中，并分别在100mL的容量瓶中用甲醇定容至刻度，配制成浓度为50μg/mL的脂溶性单一标准储备液；

[0043] 将上述8中水溶性单一标准储备液各准确移取1mL，加入一个50mL容量瓶中，用水定容至刻度，配制成各着色剂浓度为10μg/mL的水溶性混合标准液；将上述3种脂溶性单一标准储备液各准确移取20mL，加入一个100mL的容量瓶中，用甲醇定容至刻度，配制成各着色剂浓度为10μg/mL的脂溶性混合标准液；

[0044] 将上述水溶性混合标准液中的准确移取0.5mL、1mL、2.5mL、5mL、7.5mL、10mL，分别加入6个10mL的容量瓶中，用水定容至刻度线，得到浓度分别为0.50μg/mL、1.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、7.5μg/mL和10.0μg/mL的该水溶性着色剂的系列标准工作溶液；将上述脂溶性混合标准液分别准确移取0.5mL、1mL、2.5mL、5mL、7.5mL、10mL，分别加入6个10mL的容量瓶中，用甲醇定容至刻度线，得到浓度分别为0.50μg/mL、1.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、7.5μg/mL和10.0μg/mL的该脂溶性着色剂的系列标准工作溶液；

[0045] 3)将步骤2)中制得的水溶性着色剂系列标准工作溶液、脂溶性着色剂系列标准工作溶液、水相待测液、有机相待测液分别采用高效液相色谱法进行分析，色谱柱为C18柱(规格为150mm×4.6mm，5μm)；用紫外检测器进行检测，检测时，所述紫外检测的波长采用变化设置，具体如下：0～4min：427nm，4.35min:511nm，9.0min:625nm，9.8min：511nm，15min：427nm；采用外标法进行定量；标准工作溶液的色谱图如图2所示，图中纵坐标为丰度(abundance)，横坐标为时间(time，min)；

[0046] 高效液相色谱条件为：色谱柱温度为30℃，进样量为10μL；流动相A为浓度为0.02mol/L的乙酸铵水溶液，流动相B为乙腈，流速为1.0mL/min，流动相采用梯度洗脱程序，具体如表1所示：

[0047] 表1梯度洗脱程序

[0048]时间(min) 流动相A 流动相B
0 95 5
10 55 45
20 55 45
21 5 95
25 5 95
26 95 5
30 95 5

[0049] 根据各着色剂的标准工作溶液的高效液相色谱分析结果，用外标法绘制标准曲线，纵坐标为各着色剂对应的峰面积，横坐标为各着色剂的浓度(mg/L)，然后进行回归分析得到上述11中着色剂对应的线性回归方程、相关系数，利用加标稀释法得到方法的检出限(S/N＝3)和定量限(S/N＝10)，11种着色剂的检出限和定量限为5～30mg/kg，具体如表2所示：

[0050] 表2标准曲线和检测限

[0051]

[0052] 根据标准曲线可以看出，目标物在0.5～10μg/mL的浓度范围内线性良好；

[0053] 4)根据水相待测液和有机相待测液的高效液相分析结果及标准曲线，按照如下公式计算烟叶试样中着色剂的含量：

[0054] C＝25c/m，

[0055] 式中，C为烟叶试样中着色剂的含量，单位为μg/g；c为由标准曲线得到的待测溶液中的被测着色剂的浓度，单位为μg/mL；m为烟叶试样的质量，单位为g。

[0056] 实施例2

[0057] 本实施例的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，包括如下步骤：

[0058] 1)取再造烟叶置于烘箱中，在60℃下烘干10h，至可用手指捻碎的程度，取出，研磨30min后作为烟叶样品；

[0059] 2)准确称取0.2g步骤1)中得到的烟叶样品，加入25mL水中，超声萃取(固液萃取，或称浸取)30min，取上清液用水相滤膜聚醚砜水相针式滤膜过滤得水相待测液，水相滤膜的孔径为0.45μm；准确称取0.2g步骤1)中得到的烟叶样品，加入25mL甲醇中超声萃取(固液萃取，或称浸取)10min，取上清液用有机相滤膜尼龙有机相针式滤膜过滤得有机相待测液，有机相滤膜的孔径为0.45μm；

[0060] 标准工作溶液的配制步骤同实施例1。

[0061] 3)将步骤2)中制得的各种着色剂的系列标准工作溶液及制得的两种待测液分别采用高效液相色谱法进行分析，色谱柱为C18柱(规格为150mm×4.6mm，5μm)；用紫外检测器进行检测，检测时，所述紫外检测的波长采用变化设置，具体如下：0～4min：427nm，4.35min:511nm，9.0min:625nm，9.8min：511nm，15min：427nm；采用外标法进行定量；

[0062] 其余均同实施例1。

[0063] 实施例3

[0064] 本实施例的烟叶中11种着色剂的高效液相色谱测试方法，包括如下步骤：

[0065] 1)取再造烟叶置于烘箱中，在50℃下烘干11h，至可用手指捻碎的程度，取出，研磨30min后作为烟叶样品；

[0066] 2)准确称取0.2g步骤1)中得到的烟叶样品，加入25mL水中，超声萃取(固液萃取，或称浸取)25min，取上清液用水相滤膜聚醚砜水相针式滤膜过滤得水相待测液，水相滤膜的孔径为0.22μm；准确称取0.2g步骤1)中得到的烟叶样品，加入25mL甲醇中超声萃取(固液萃取，或称浸取)10min，取上清液用有机相滤膜尼龙有机相针式滤膜过滤得有机相待测液，有机相滤膜的孔径为0.22μm；

[0067] 标准工作溶液的配制步骤同实施例1。

[0068] 3)将步骤2)中制得的各种着色剂的系列标准工作溶液及制得的两种待测液分别采用高效液相色谱法进行分析，色谱柱为C18柱(规格为150mm×4.6mm，5μm)；用紫外检测器进行检测，检测时，所述紫外检测的波长采用变化设置，具体如下：0～4min：427nm，4.35min:511nm，9.0min:625nm，9.8min：511nm，15min：427nm；采用外标法进行定量；

[0069] 其余均同实施例1。

[0070] 实施例4

[0071] 本实施例中的待测溶液制备时，采用振荡萃取方式替代超声萃取，其余的均同实施例1。

[0072] 实验例

[0073] 1)为了对比在对烟叶样品萃取(固液萃取或称浸取)处理时着色剂的萃取效果，以姜黄素为例进行对比：

[0074] 在甲醇浸取烟叶样品时分别采用超声、振荡两种方法处理，在足够长的时间后对比二者中姜黄素的萃取效率，如图3所示；

[0075] 在甲醇浸取烟叶样品时采用超声处理，萃取效率与时间的关系如图4所示。

[0076] 从图3中可以看出，对于姜黄素来说，超声处理的萃取效率明显高于振荡处理。从图4中可以看出，对于姜黄素来说，在10-30min内萃取量基本趋于稳定。

[0077] 2)采用标准加入法测定方法的回收率。准确称取0.2g烟叶样品，分别加入着色剂的三种不同浓度的混合标准溶液，按照与实施例1中相同的方法处理，3次平行实验，测定平均加标回收率及重复性，结果如表3所示：

[0078] 表3样品回收率和重复性(n＝3)

[0079]

[0080] 从表3可以看出，该方法的平均加标回收率及重复性良好。

[0081] 3)按照实施例1中的方法进行烟叶样品分析，所得色谱图如图5所示，图中纵坐标为丰度(abundance)，横坐标为时间(time，min)。由图5可以看出，该样品中含有柠檬黄和胭脂红两种合成着色剂，检出效果良好。