【CEM】顏色添加劑中農藥殘留的提取分析

一、摘要

在食品制造中，顏色添加劑被廣泛使用，因為某些顏色通常與特定的味道相關聯。在其歷史過程中，為了降低其成本，顏色添加劑經常被其他化合物污染，這使得對其進行監測變得至關重要。在今天，由于許多顏色添加劑來源于天然物質，農藥含量成為一個關注點。為了測量農藥含量，通常采用QuEChERS樣品制備法提取食物中的農藥，這些方法通常是手動的，并且往往浪費且耗時。在本研究中，我們使用了CEM公司的EDGE^®自動化提取系統來從美國分析化學家協會（AOAC）顏色添加劑社區提供的各種顏色添加劑中提取農藥。對各種基質的提取效率進行了評估，發現EDGE能夠從顏色添加劑中提取出農藥，并具有良好的回收率和標準偏差。對于希望實現農藥提取自動化的實驗室來說，EDGE是一個不錯的選擇。

二、引言

食品中的顏色添加劑是食品工業的重要組成部分，因為消費者常常將某些顏色與特定的食物和風味聯系起來。過去，食品顏色添加劑常常被其他物質摻雜以降低成本。因此，為了防止添加劑造成傷害，監測其安全性有著悠久的歷史。現代對食品顏色添加劑的擔憂之一是它們含有的農藥水平。許多食品顏色添加劑源自商業種植的天然產品，這使得它們容易受到農藥污染。此外，許多顏色添加劑是濃縮提取物，這可能增加了農藥的濃度。為了分析這些添加劑中的農藥含量，通常使用像QuEChERS這樣的提取技術來提取樣品。QuEChERS樣品制備方法傳統上使用乙腈和鹽從食品基質中提取農藥。這種方法是手動操作的，并且每個樣品會產生幾件廢物。因此，需要生成更少廢物且自動化的替代提取方法。

在本應用報告中，使用了CEM公司的EDGE自動提取系統，從Restek公司提供的不同一致性（包括粉末和油樹脂）的幾種食品顏色添加劑中提取農藥，這些添加劑包括胭脂紅、姜黃素、葉纟錄素銅鈉、降胭脂紅、奶酪色、胡蘿卜油樹脂、胭脂樹和辣椒提取物。通常，這些基質被視為難以處理。通過標準添加物摻入實驗，EDGE展示了能夠以高提取回收率（60-125%）和小于20%的良好標準偏差來提取干燥和油樹脂顏色添加劑。

這些提取回收率和標準偏差符合AOAC顏色添加劑社區提出的要求，使EDGE成為自動化農藥提取的潛在解決方案。

三、材料與方法

顏色添加劑樣品（包括胭脂紅、姜黃素、葉纟錄素銅鈉、降胭脂紅、奶酪色、胡蘿卜油樹脂、胭脂樹和辣椒提取物）由AOAC顏色添加劑社區提供。農藥摻入混合物由Restek提供。乙腈、乙酸、丙酮、甲醇和石油醚從Sigma購買。其他用品由CEM提供。每種樣品類型根據表1中指示的樣品質量、摻入質量和額外吸附劑略有不同地進行準備。樣品連同其額外的吸附劑一起直接稱重到裝有S1 Q-Disc Stack的Q杯中。每個樣品通過AOAC顏色添加劑社區提供的定制混合液，按扌旨定量摻入每種農藥。樣品制備三份。每個提取瓶也配備一個Q-Shield。準備好的Q杯和提取瓶放入EDGE架上，然后將架子放入EDGE設備中。使用表2中指示的基質運行EDGE方法，采用含有1.0%乙酸（體積比）的乙腈作為提取溶劑，并按照表1中的攪拌方向進行操作。

表1. Q杯準備與EDGE中的攪拌

表2. EDGE方法參數

四、分析

從每個提取物中取1 mL轉移到一個棕色小瓶中，然后取10 µL樣品直接注入到連接Waters XEVO TQD質譜儀的Waters Acquity H Class UPLC系統，未進行稀釋。使用Restek Raptor ARC-18色譜柱（2.7 µm, 100 x 2.1 mm）對農藥進行分離，流動相為4 mM甲酸銨和0.1%甲酸的水溶液（流動相A）以及4 mM甲酸銨和0.1%甲酸的甲醇溶液（流動相B），流速為0.25 mL/min，按照表3中的程序進行操作。同時，也通過各自的多反應監測（MRM）轉換進行監測。

表3. 用于分離農藥的UPLC梯度

五、結果

每個摻入樣品與提取后摻入樣品進行比較，以評估回收數據。每種粉末基質和降胭脂紅的回收數據如表4所示。對于這些基質，篩選了54種化合物，可接受的回收范圍為60%-125%。對于胭脂紅，其中53種化合物的回收值在可接受范圍內，只有一種化合物的標準偏差大于20%。對于姜黃素，49種化合物的回收值在可接受范圍內，所有化合物的標準偏差都在理想范圍內。對于葉纟錄素銅鈉，53種化合物的回收值在可接受范圍內，只有一種化合物的標準偏差大于20%。對于降胭脂紅，所有54種化合物的回收值均在可接受范圍內，且只有一種化合物的標準偏差大于20%。因此，EDGE能夠從粉末顏色添加劑中提取農藥。

每種油樹脂的回收數據如表5所示。對于每種油樹脂，分析了58種農藥。對于奶酪色，54種化合物的回收值在可接受范圍內，51種化合物的標準偏差低于20%。對于胡蘿卜油樹脂，56種農藥的回收值在可接受范圍內，53種化合物的標準偏差低于20%。對于胭脂樹，55種化合物的回收值在可接受范圍內，53種化合物的標準偏差低于20%。對于辣椒提取物，57種農藥的回收值在可接受范圍內，53種化合物的標準偏差低于20%。基于這些數據，可以證明EDGE能夠提取被認為是難以處理的油樹脂，并且具有高回收率和理想的標準偏差。

表4. 胭脂紅、姜黃素、葉纟錄素銅鈉和降胭脂紅的回收數據

表5. 奶酪色、胡蘿卜油樹脂、胭脂樹和辣椒提取物的回收數據