一、引言

焦糖色素是一種允許使用的著色劑，我國對焦糖色使用量的規定除個別產品外均為按生產需要適量使用，其中規定僅有亞硫酸銨法生產地焦糖色允許使用在碳酸飲料中。而以加氨或其銨鹽制成的焦糖（Ⅲ類氨法焦糖和Ⅳ類亞硫酸銨法焦糖）會產生4-甲基咪唑，并且4-甲基咪唑是一種能夠誘發腫瘤的高水平的化學物質。

焦糖色素被廣泛用于食品以及飲料中，所以4-甲基咪唑的含量監控也是必須被重視的，由于4-甲基咪唑分子極性很大，含量很低，所以如何快速、準確地檢測出其含量，就成為人們現階段研究的重點。目前我國國家標準中只有《焦糖色中的4-甲基咪唑的測定-高效液相色譜法》，而對于飲料中的4-甲基咪唑則沒有相關檢測方法。

沃特世（Waters®）公司所提供的整體解決方案，同時來監控飲料中的4-甲基咪唑以及2-甲基咪唑。使用沃特世SPE的固相萃取策略來對于復雜的樣品基質進行凈化，完成對于4-甲基咪唑以及2-甲基咪唑的提取濃縮，而沃特世HILIC模式的色譜保留，對于極性分子的色譜分離提供完美的效果，最后通過UPLC® H-CLASS PDA以及UPLC/Xevo®  TQ MS的分析，完成出色的定性定量工作。

 
二、實驗條件

樣品前處理方案

固相萃取SPE解決方案——Oasis® MCX (3cc/60mg) 小柱凈化取3g飲料樣品，超聲5分鐘,后待凈化。

活化/平衡

3mL 甲醇 /3mL 水

上3mL樣品

清洗 A: 2%甲酸水溶液/B: 100%甲醇

洗脫 5%氨化甲醇

氮氣揮干

乙腈:甲醇（9:1）定容

上機分析

ACQUITY UPLC H-CLASS PDA超高效液相色譜分離條件： 

色譜柱： ACQUITY UPLC®  BEH HILIC Column; 2.1x100 mm,1.7μm

流動相 A： 乙腈

流動相 B： 5mM 

甲酸銨柱溫： 35˚C

檢測波長： 215nm

進樣量： 5μL

運行時間： 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超高效液相色譜-串聯質譜分析條件：

色譜柱： ACQUITY UPLC BEH HILIC Column; 2.1x100 mm,1.7μm

流動相 A： 乙腈

流動相 B： 5mM 甲酸銨

柱溫： 35˚C

進樣量： 2μL

運行時間： 3min

梯度表： Time (min)  Flow (mL/min)  %A  Curve

                   0.00         0.5                   80     6

                   3.00         0.5                   80     6

三、實驗結果及討論

3.1 ACQUITY UPLC H-CLASS PDA分析

混合標準品色譜圖

飲料空白樣品圖

基質添加回收色譜圖

3.2 ACQUITY UPLC/Xevo TQ MS分析

混合標準品TIC

 茶飲料樣品加標與空白對比分析

 可樂樣品加標與空白對比分析 

通過分析結果可以看出，4-甲基咪唑和2-甲基咪唑分子極性很大，一般反相很難保留，多用離子對試劑來增加保留，但由于離子對色譜方式平衡時間很長，增加整體分析周期，同時對于色譜柱以及儀器的損耗很大，最關鍵是無法進行有效的質譜方法分析。而沃特世公司HILIC模式的極性分析方案可以非常好的進行極性分子的保留，流動相簡單，優異兼容質譜條件，使4-甲基咪唑和2-甲基咪唑有非常好的分離效果以及靈敏度。

同時由于目標化合物極性很大，對于前處理的要求非常高，分離提取是個難點，而沃特世公司的固相萃取方案能使樣品達到非常好的凈化效果，通過Oasis MCX進行保留分離，同時能夠減少樣品雜質對于色譜柱以及整個儀器系統的損害。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靈敏度，使得4-甲基咪唑和2-甲基咪唑的分析達到理想效果。

四、結論

4.1.采用ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA和ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS可以快速高效地對4-甲基咪唑和2-甲基咪唑的含量進行測定，ACQUITY UPLC H-CLASS-PDA靈敏度可以達到1mg/kg，ACQUITY UPLC / Xevo TQ MS靈敏度可以達到1μg/kg。

4.2.應用沃特世固相萃取SPE解決方案配合HILIC模式色譜保留，對于大極性的小分子有很好的保留以及分離提取的作用，達到理想凈化效果以及色譜分離效果。

4.3.從樣品前處理到樣品色譜質譜分析的整體解決方案，給客戶提供一體化的服務解決樣品分析過程中可能遇到的所有問題，幫助客戶成功！