高效液相色谱技术在茶叶甲醛含量测定中的应用研究论文

2025-04-17 17:28:14 来源: 作者:xuling
摘要:文章采用高效液相色谱法对茶叶的痕量甲醛含量进行测定分析。实验采用水浸法提取茶叶中的甲醛,使其在弱酸条件下与DNPH衍生液反应生成2,4-二硝基苯肼腙,并采用二氯甲烷萃取、净化,同时对提取条件、提取剂选择、材料用量等因素进行优化。
摘要:文章采用高效液相色谱法对茶叶的痕量甲醛含量进行测定分析。实验采用水浸法提取茶叶中的甲醛,使其在弱酸条件下与DNPH衍生液反应生成2,4-二硝基苯肼腙,并采用二氯甲烷萃取、净化,同时对提取条件、提取剂选择、材料用量等因素进行优化。研究发现,茶叶中甲醛的检测相关系数大于0.999 5;样品回收率为90.5%~102.3%。结果表明,高效液相色谱在茶叶甲醛含量测定中具有快速、灵敏、准确等特征,可作为茶叶甲醛含量测定的技术支撑,适用于大批量样品检测工作。
关键词:高效液相色谱;茶叶;甲醛;食品;检测
甲醛是一种无色的刺激性气体,易溶于水且易挥发,对人体眼鼻等器官有刺激性,长时间接触高浓度甲醛容易致癌,故甲醛已被世界卫生组织国际癌症研究机构列为一类致癌物[1]。食品中甲醛来源广泛,主要有:①不良商家将甲醛作为添加剂用于食品保鲜;②甲醛是细胞生理代谢的正常产物,许多天然食品自身会产生甲醛本底,如水产品及水发产品中的牛百叶、鱿鱼、银耳等[2];③食品生产过程中可能会产生甲醛,如食品发酵等。茶叶作为一种全球消费广泛的饮品,其安全性备受关注。甲醛作为潜在的食品污染物,虽然正常条件下其在茶叶中的含量较低,但在某些不规范加工或储存条件下可能会出现含量超标的问题。现有研究表明,茶叶可以吸附装修材料中释放的甲醛[3]。余涛等[4]用DNPH柱前衍生高效液相色谱法测定了啤酒中的微量甲醛和乙醛,得到了啤酒甲醛含量的检测结果。然而,目前并没有关于茶叶甲醛含量测定的研究。鉴于此,本文将利用高效液相色谱高分辨率、高灵敏度和良好重现性等优势,测定茶叶中甲醛的含量,以期探索出一个准确可靠、高效且低成本的检测方法,满足茶叶质量监控和食品安全评估的相关要求。
1材料与方法
1.1材料试剂与仪器设备
材料试剂:不同品牌的茶叶,市购;微孔滤膜:孔径0.22μm;有机相,100μg/mL甲醛标准溶液;乙腈,色谱纯;二氯甲烷,色谱纯;0.01 mol/L邻苯二甲酸氢钾溶液;2,4-二硝基苯肼(DNPH),纯度≥99.0%;0.4 g/L DNPH溶液。
实验所用仪器:Agilent 1260高效液相色谱仪(HPLC);二级管阵列检测器(DAD);超声波清洗器;纯水/超纯水机;旋转蒸发器;涡旋混合器;电热恒温培养箱。
1.2色谱条件
色谱柱:ZORBAX Eclipse Plus C18(4.6 mm×5μm×250 mm);流动相:乙腈-水(1∶1);流速:1.0 mL/min;波长:355 nm;进样量:10μL;柱温:40℃。
1.3实验方法
1.3.1样品处理
称取适量试样放于50 mL容量瓶中,加入40 mL纯水超声提取30 min后取出,放置至室温,补加纯水至容量瓶刻度并摇匀。过滤提取液,滤液备用。移取5 mL滤液于具塞离心管中,加入10 mL邻苯二甲酸氢钾溶液和5 mL DNPH衍生液,漩涡振荡均匀后于60℃电热恒温培养箱中反应60 min,取出冷却至室温。将试样液转移至分液漏斗中,加入20 mL二氯甲烷,振荡混匀后静置至分层,收集下层有机溶液;向分液漏斗中加入15 mL二氯甲烷,重复提取2次,并于圆底烧瓶中合并3次下层有机溶液,于40℃旋转蒸发至约2 mL,转移至5 mL容量瓶中,用乙腈洗涤圆底烧瓶,合并到5 mL容量瓶中并定容。用微孔滤膜过滤,滤液用高效液相色谱仪测定。
1.3.2标准曲线的制备
分别移取0.25、0.50、1.25、2.50、5.00、10.00、25.00、50.00、100.00、250.00μL的甲醛标准溶液置于具塞离心管中,加入5 mL纯水;其他操作同1.3.1中“加入10 mL邻苯二甲酸氢钾溶液和5 mL DNPH衍生液……”,得到甲醛质量浓度分别为0.005、0.010、0.025、0.050、0.100、0.200、0.500、1.000、2.000μg/mL的系列标准溶液。
2检测结果与分析
2.1方法定性(定量)测量重复性
分别将系列标准溶液置于高效液相色谱仪下分析,并使用1260 Infinity工作站软件对各色谱峰进行处理,获得系列标准溶液的保留时间。计算得出,定性测量重复性相对标准偏差SRSD6[5]为0.044%~0.125%;平均保留时间为7.762 min;整体相对标准偏差为0.117%。同时,通过分析不同质量浓度甲醛标准溶液保留时间对应的峰面积,计算得出定量测量重复性相对标准偏差SRSD6为0.116%~2.480%。
2.2方法检出限(MDL)与方法定量限(RQL)
分别将系列标准溶液置于高效液相色谱仪下进行分析,并使用1 260 Infinity工作站软件计算信号与噪声比(选取色谱5.250~7.250 min作为基线噪声),结果如表1所示。试验结果显示,质量浓度0.010 mg/L的信噪比为3.2;质量浓度0.100 mg/L的信噪比为11.8。根据试样基线情况及茶叶样品的特性,将本方法的仪器检出限、定量限分别确定为0.010 mg/L、0.100 mg/L,计算得到的MDL和RQL分别为0.25 mg/kg、2.50 mg/kg。
2.3线性范围
分别对系列标准溶液进行进样分析,并使用1 260 Infinity工作站软件对各色谱峰进行处理。同时,以系列标准溶液的峰面积为纵坐标,以系列标准溶液的质量浓度为横坐标,绘制标准曲线。研究发现,甲醛溶液质量浓度在0.005~2.000μg/L时线性关系良好。线性方程为y=335.156 06x+2.859 47,相关系数为0.999 71。
2.4萃取净化移取试样提取液量对检测结果影响
随机选取试样,称取2.0 g样品放于50 mL容量瓶中,加入0.1 mL甲醛标准溶液(100μg/mL),加入40 mL纯水超声提取30 min后取出,放置至室温,补加纯水至容量瓶刻度并摇匀。分别取加标提取液0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0 mL置于具塞比色管中进行衍生、萃取净化等操作,平行测定,计算平均回收率。以萃取净化移取试样加标提取液的体积为横坐标,平均回收率为纵坐标,绘制散点图。结果显示,当提取液取用量为5.0 mL时,试样加标回收率最高,达104.9%;之后若继续增加试样加标提取液的体积,则加标回收率降低。因此,将5.0 mL确定为该方法的试样提取液萃取净化移取量。具体如图1所示。
2.5方法准确度验证
随机选取甲醛含量小于RQL的试样2 g,分别按照MDL、5倍MDL、RQL、5倍RQL,即0.25、1.25、2.50、12.50 mg/kg的含量进行加标回收率试验,平行测定6次,计算平均回收率和相对标准偏差SRSD。试验得知,回收率为93.7%~110.2%,SRSD6为0.76%~2.68%。经验证,该方法准确度良好,具体如表2所示。
2.6样品分析
按照样品处理方法对样本进行检测,同时进行试样加标回收率实验。实验结果显示,各品牌的茶叶中均未检出甲醛含量(<2.5 mg/kg),试样加标回收率为90.5%~102.3%,说明该方法适用于茶叶甲醛含量测定。
3结论
本文采用纯水提取获得试样甲醛水溶液,与衍生剂2,4-二硝基苯肼反应生成2,4-二硝基苯腙,再用二氯甲烷萃取、净化后,经色谱柱分离出试样液中的甲醛衍生物,并用DAD在355 nm波长下检测。实验确定,仪器检出限为0.010 mg/L,方法检出限和定量限分别为0.25 mg/kg、2.5 mg/kg,试样加标回收率及相对标准偏差能够满足甲醛检测需求;甲醛在茶叶样品中峰形尖锐,分离度良好,且与标准品存在明显的对应关系;试样提取液用于萃取净化的最佳取用体积为5 mL。实际茶叶样品检测结果表明,该方法适用于不同品牌茶叶的甲醛含量测定,试样加标回收率为90.5%~102.3%,精密度和准确度较高。
参考文献
[1]CJ J.Formaldehyde exposure and leukaemia[J].Occupational and Environmental Medicine,2004,61(11):875-876.
[2]李娟,陈斌,游京晶,等.水产品及水发产品中甲醛含量本底值的调查研究[J].现代食品,2018(24):190-196.
[3]王金权,罗建中,张明,等.茶叶在甲醛污染治理中的试验性研究[J].环境工程2005,23(4):47-48.
[4]余涛,陈秀杰,谭倩,等.DNPH柱前衍生高效液相色谱法测定啤酒中微量甲醛和乙醛[J].中国卫生检验杂志,2012,22(8):1783-1787.
[5]国家质量监督管检验检疫总局.液相色谱仪检定规程:JJG 705-2014[S].北京:中国计量出版社,2014.
