本发明属于食品安全检测
技术领域：
，具体地涉及一种以所述磁性纳米材料作为固相萃取剂来测定饮料中阴离子合成色素含量的方法。
背景技术：
：颜色是食品的一个显著特征，人们通常在食品中加入色素以改善食品的品质。色素可以分为天然色素和合成色素。由于合成色素着色力优于天然色素，因此被广泛应用于食品当中。但合成色素多为含有苯环、氧杂蒽的化合物，进入人体后，可代谢成具有致癌、致畸、致突变性的芳香胺类化合物，对人体健康造成损害。目前，合成色素的含量测定方法主要采用固相萃取法和聚酰胺吸附法。固相萃取法操作繁琐，耗费时间长；聚酰胺吸附法，吸附剂不易从样液中彻底分离回收，导致目标化合物容易在含量测定过程中发生损失。因此需要研发出一种操作简单，样品含量测定的效率更高的测定饮料中阴离子合成色素含量的方法。技术实现要素：针对现有技术的以上缺陷，本发明提供一种利用氨基化磁性纳米材料测定饮料中阴离子合成色素含量的方法。本发明的技术目的是通过以下技术方案来实现的：本发明所述的利用氨基化磁性纳米材料测定饮料中阴离子合成色素含量的方法，包括对样品进行前处理的步骤、和对前处理后的样品进行阴离子合成色素含量检测的步骤,其中对样品进行前处理包括以下步骤：1)、样品预处理：称取样品液后并调节其pH值至酸性；2)、萃取：加入氨基化磁性纳米材料于所述步骤1)所得样品液中，超声，用磁铁进行分离，弃去上清液；3)、淋洗：用酸性洗液淋洗所述步骤2)所得剩余物，磁铁分离，弃去洗液；4)、洗脱：加入洗脱液，混匀后超声，用磁铁分离后收集洗脱液，重复洗脱若干次，合并洗脱液，氮吹至干后，残渣用超纯水复溶，过滤后待测定。进一步地，对前处理后的样品进行阴离子合成色素含量测定通过高效液相色谱分析来进行。本发明优选地，当所述步骤1)中的样品为高浓度酒精样品时，调节pH值前加热去除乙醇。更优选地，所述步骤1)中pH调节剂为甲酸-水溶液，pH调节的范围为2.5～5，优选为3。本发明作为一种优选，所述步骤2)中所述磁性纳米材料在样液中添加浓度为0.2～1.0mg/ml。更优选为0.4mg/ml。本发明优选地，步骤3)中所述酸性洗液为浓度为0.1～1％甲酸-水溶液，优选浓度为0.1％；所述步骤4)中所述的洗脱液为含有浓度为5％～12％氨水(优选为10％)的甲醇、乙醇或乙腈溶液。优选为氨水甲醇溶液。本发明更优选地，所述步骤4)中过滤采用聚四氟乙烯滤膜进行；本发明更优选地，所述阴离子合成色素选自胭脂红、日落黄、诱惑红、胭脂红6R或藏花橙G中一种或两种以上物质。本发明具体地，所述氨基化磁性纳米材料为氨基化磁性Fe3O4纳米材料，该材料为核壳结构纳米粒子，其中内核为磁性Fe3O4纳米粒子，壳层为带氨基功能基团的有机硅烷层。本发明具体地，所述氨基化磁性纳米材料通过以下步骤制备而成：1)、磁性Fe3O4纳米粒子的制备：称取摩尔比为1：1～2的FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O溶于蒸馏水中充分混合，在氮气的保护下加热至80℃～90℃，在机械搅拌下逐滴加入浓氨水至溶液pH值为10～12，反应1～3h；通过磁铁将生成的磁性Fe3O4纳米粒子吸附分离，用去离子水反复洗涤至溶液呈中性，真空干燥；2)、磁性Fe3O4纳米粒子的氨基化：称取步骤1)所得的磁性Fe3O4纳米粒子，然后加入无水乙醇、去离子水、浓氨水，超声分散，室温下机械搅拌，滴加氨基硅烷化试剂于反应体系中，充分反应6～12h，利用磁铁分离产物，用去离子水反复洗涤，真空干燥，即得。本发明具体地，所述步骤2)中反应物质添加比例为：1g磁性Fe3O4纳米粒子：200～400ml无水乙醇：20～50ml去离子水：1～5ml浓氨水：200～500μl氨基硅烷化试剂。本发明作为一种优选，所述氨基硅烷化试剂为所述氨基硅烷化试剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷(CAS：13822-56-5)、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷(CAS：1760-24-3)、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷(CAS：5089-72-5)中的一种或两种以上的混合，优选为3-氨丙基三甲氧基硅烷。本发明的有益效果：与现有的检测技术相比较，本发明具有以下显著优点：1、本发明利用新型的氨基化磁性纳米材料作为固相萃取剂，取代传统固相萃取柱或聚酰胺粉，提高样品含量测定的效率，降低样品的含量测定成本。所用的氨基化磁性纳米材料制备方法简单，制备成本低廉，大部分实验室均有条件自行合成制备，且制备方法具有良好的重复性和再现性，所制备的氨基化磁性纳米材料批次稳定性高；另外，磁性纳米粒子具有磁响应性和小尺寸效应，材料比表面积大，与色素结合效率高，吸附剂用量少，吸附平衡时间短，达到吸附平衡后仅需通过使用磁铁或外加的电磁场，就能简单、快速地实现吸附剂与样液的固液分离，无需离心、过滤等复杂操作，大大缩短了样品含量测定时间，且磁分离彻底，不易造成损失。2、本发明所述含量测定方法是基于静电吸附和排斥的原理，通过调节pH改变氨基化磁性纳米材料表面所带电荷，改变材料对阴离子合成色素的吸附性能，实现材料对色素的萃取和解吸。3、本发明方法可同时测定饮料中多种阴离子合成色素，方法具有良好的重复性和再现性，且方法准确度高，胭脂红、日落黄、诱惑红、胭脂红6R、藏花橙G的加标回收率均在92％以上。附图说明图1是氨基化磁材料检测饮料中阴离子合成色素的前处理流程图。图2是氨基化磁性Fe3O4纳米材料的SEM电镜图。图3是氨基化磁性Fe3O4纳米材料不同pH条件下的Zeta电位图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加明确，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。本发明所述的利用氨基化磁性纳米材料测定饮料中阴离子合成色素含量的方法，包括对样品进行前处理的步骤、和对前处理后的样品进行阴离子合成色素含量测定的步骤,其中对样品进行前处理包括以下步骤：1)、样品预处理：称取样品液后并用甲酸-水溶液调节其pH值至2.5～5，若样品液为高浓度酒精样品时，加热去除乙醇后调节pH值；2)、萃取：加入氨基化磁性纳米材料于所述步骤1)所得样液中，超声，用磁铁进行快速分离，弃去上清液；所述磁性纳米材料在样品液中添加浓度为0.2～1.0mg/ml3)、淋洗：用浓度为0.1～1％(体积分数)的甲酸-水溶液淋洗所述步骤2)所得剩余物(一般淋洗2次,用量一般3-5ml，以便除去残留在纳米材料表面的杂质，减少杂质干扰)，磁铁分离，弃去洗液；4)、洗脱：加入洗脱液，充分涡旋后超声，用磁铁分离后将洗脱液转移至氮吹管中，重复洗脱若干次(实验结果表明洗脱3次的回收率才满足要求)，合并洗脱液，氮吹至干后，残渣用超纯水复溶，经0.45μm聚四氟乙烯滤膜过滤后进行高效液相色谱分析。所用的洗脱液为含有浓度为5％～12％氨水的甲醇、乙醇或乙腈溶液。本发明所述氨基化磁性纳米材料为氨基化磁性Fe3O4纳米材料，该材料为核壳结构纳米粒子，其中内核为磁性Fe3O4纳米粒子，壳层为带氨基功能基团的有机硅烷层。本发明具体地，所述氨基化磁性纳米材料通过以下步骤制备而成：1)、磁性Fe3O4纳米粒子的制备：称取摩尔比为1：1～2的FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O溶于蒸馏水中充分混合，在氮气的保护下加热至80℃～90℃，在400rmp～600rmp的机械搅拌下逐滴加入浓氨水至溶液pH值为10～12，反应1～3h；通过磁铁将生成的磁性Fe3O4纳米粒子吸附分离，用去离子水反复洗涤至溶液呈中性，再用乙醇反复洗涤置换溶液中的水分，在50℃～60℃下真空干燥；2)、磁性Fe3O4纳米粒子的氨基化：称取步骤1)所得的磁性Fe3O4纳米粒子，然后加入无水乙醇、去离子水、浓氨水，超声分散，室温下机械搅拌，滴加氨基硅烷化试剂于反应体系中，充分反应6～12h，利用磁铁分离产物，用去离子水反复洗涤，在50℃～60℃下真空干燥，即得。所述反应物质添加比例具体为：1g磁性Fe3O4纳米粒子：200～400ml无水乙醇：20～50ml去离子水：1～5ml浓氨水：200～500μl氨基硅烷化试剂。本发明所述氨基硅烷化试剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上的混合。实施例1：氨基化磁性纳米材料的制备方法本发明所述的氨基化磁性纳米材料的制备方法包括以下步骤：1)、磁性Fe3O4纳米粒子的制备：采用化学共沉淀法，称取4.9g的FeCl2·4H2O和6.7g的FeCl3·6H2O溶解于100ml蒸馏水，转移至三颈烧瓶中开启搅拌，在氮气的保护下加热至80℃，在400rmp～600rmp的机械搅拌下，逐滴滴加浓度为1.4mol/L浓氨水直至溶液pH＝10。随后，在氮气保护下搅拌3h；反应结束后，通过磁铁将生成磁性Fe3O4纳米粒子吸附分离，用去离子水反复洗涤至溶液呈中性，然后反复用乙醇洗涤，在50℃下真空干燥，即得。2)、磁性Fe3O4纳米粒子的氨基化：称取步骤1)所制备的干燥的1.0g磁性Fe3O4纳米粒子于500ml三颈烧瓶，加入200ml无水乙醇、20ml去离子水及2ml浓氨水，超声分散30min，室温下机械搅拌条件下滴加400μl的3-氨丙基三甲氧基硅烷于反应体系中，充分反应6h，利用磁铁分离产物，用去离子水反复洗涤，然后用乙醇反复洗涤，在50℃下真空干燥后即得。实施例2：本发明所述的氨基化磁性纳米材料的表征方法对实施例1制备的氨基化磁性纳米材料，分别使用日立S-4800冷场发射扫描电镜、意大利EuroVectorEA3000全自动元素分析仪、美国QuantumDesignMPMS3磁学测量系统型、美国BIC公司的ZetaPALSZeta电位分析仪，进行投射电镜分析、CNH元素含量分析，及测定其在不同pH值下的Zeta电位。图2为实施例1制备的氨基化磁性纳米材料的SEM形貌：显示制备的磁性纳米材料呈典型球形，粒径分布均匀，粒径大小在100nm左右，满足纳米粒子的尺寸特征。表1是实施例1制备的氨基化磁性纳米材料平行双样，以及用相同方法不同日期制备的氨基化磁性纳米材料平行双样，通过元素分析测定材料中CHN元素的分析结果，结果显示所制备的4份磁性纳米材料样品中均含有N元素，说明合成的磁性Fe3O4纳米粒子表面成功嫁接上含有氨基的硅烷化试剂，且4份样品中N元素含量接近，说明本发明的制备方法成熟可行，方法具有良好的重复性和再现性，所制备的氨基化磁性纳米材料批次稳定性高。表1氨基化磁性纳米材料日内平行样和日间平行样的CHN元素的分析结果样品N(％)C(％)H(％)日内平行样①0.2811.2880.379日内平行样②0.2721.1820.354日间平行样①0.2821.4520.381日间平行样②0.2881.1990.345图3是实施例1制备的氨基化磁性纳米材料在不同pH值下的Zeta电位，说明制备的氨基化磁性纳米材料在酸性条件下表面呈电正性，且正电性强度随pH值变小而增大，当pH值大于等于7时，材料表面呈电中性或弱电负性。因此，所述材料在酸性条件下，通过静电吸引的作用，将在酸性条件下显电负性的阴离子合成色素(酸性色素)吸附、富集，并在碱性条件下通过静电排斥作用实现色素的洗脱。实施例3：氨基化磁性纳米材料检测加标功能性饮料中胭脂红、日落黄、诱惑红、胭脂红6R、藏花橙G的含量检测具体步骤如下：1).加标功能性饮料样品的制备：在市售不含任何食品色素的功能性饮料中添加浓度为1mg/ml的胭脂红、日落黄、诱惑红、胭脂红6R、藏花橙G混合标准溶液，加标浓度分别为0.1μg/ml和1μg/ml。2).萃取：取加标样品25.0ml，用甲酸-水溶液(体积比1：2)调节pH值至3，加入实施例1制备的氨基化磁性纳米材料10mg，超声10min后用磁铁进行快速分离，弃去上清液。3).淋洗：用1％甲酸-水溶液3ml洗涤剩余物2次，磁铁分离，弃去洗液。4).洗脱：加入3ml的10％的氨水-甲醇溶液，充分涡旋后超声1min，磁铁分离后将洗脱液转移至10ml氮吹管中，重复洗脱3次，合并洗脱液，氮吹至干后，残渣用2ml超纯水复溶，经0.45μm聚四氟乙烯滤膜过滤后进行高效液相色谱分析，来测定饮料中阴离子合成色素的含量。不同加标浓度的样品均进行平行试验，计算平行样间的相对标准偏差，检测结果如表2。表2.不同加标浓度功能性饮料中5种色素回收实验结果实施例4基于氨基化磁性纳米材料检测饮料质控样品中日落黄、胭脂红的含量基于氨基化磁性纳米材料检测饮料质控样品中日落黄、胭脂红的含量的方法如下：①萃取：吸取5ml样品，用20ml去离子水稀释，用甲酸-水溶液(体积比1:2)调节提取液pH值至4，加入实施例1制备的氨基化磁性纳米材料15mg，超声10min后用磁铁进行快速分离，弃去废液。②淋洗：用1％甲酸-水溶液3ml洗涤剩余物2次，磁铁分离，弃去洗液。③洗脱：加入3ml的8％的氨水-甲醇溶液，充分涡旋后超声1min，磁铁分离后将洗脱液转移至10ml氮吹管中，重复洗脱3次，合并洗脱液，氮吹至干后，残渣用2ml超纯水复溶，经0.45μm聚四氟乙烯滤膜过滤后进行高效液相色谱分析，检测结果如表3。表3饮料质控样品日落黄、胭脂红检测结果检测项目标准值(mg/L)标准差(mg/L)测试值(mg/L)结果评价日落黄18.70.218.5满意胭脂红19.60.219.2满意备注：测试结果采用“Z-比分数”评价，按照Z＝(测试值-标准值)/标准差计算，当︱Z︱≤2时测试结果满意；当2<︱Z︱<3时测试结果有问题；当︱Z︱≥3时测试结果不满意。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页1 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