测定食品中苏丹I和II Nanosilica同时吸附后由高效液相色谱法gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

分析物的分析方法量化往往是复杂的,耗时和昂贵的。此外,样品必须精心准备,使它们适合每个分析技术,从而增加复杂性和成本,通常需要有毒溶剂。在本文中,我们提出一个简单而快速的方法分析物的各种使用无孔隙的吸附剂:nanosilica,准备从米糠皮,环保废料。随后,分析使用高效液相色谱法和光电二极管阵列检测器用于准确量化的分析物。为了测试我们的方法,苏丹I和II染料选择,因为这些都是潜在的致癌物质,常用于掺伪食品,因为它们鲜艳的颜色。尽管nanosilica用作吸附剂,疏水有机染料的吸附迄今为止还没有被调查。因此,nanosilica染料吸附的最佳条件是系统地研究过,发现1毫米氯化钾,pH值3.0,和一个吸附时间为120分钟,的最大吸附容量nanosilica苏丹I和II 0.619和0.699 mg·ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},分别。染料的吸附在nanosilica详细讨论关于表面积,官能团,电动电势和吸附等温线。在最优条件下,第二我苏丹和苏丹的提取效率达到98.3%和92.8%,分别应用该方法分析几种食物,取得了高的复苏(80 - 100%)。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

苏丹染料azo-type合成有机颜料工业上被广泛使用,因为他们的牢度和低成本。这些物质被国际癌症研究机构(IARC)作为第三类致癌物。动物会导致肝癌和肠癌和增加人类慢性疾病的风险,因为它们对血红蛋白的结构和功能的影响gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。因此,食品中苏丹染料的使用在许多国家是被禁止的,而且,在某些情况下,他们的存在在任何水平的食物是被禁止的(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。然而,他们继续使用;特别是我苏丹和苏丹II比苏丹III更频繁地用于食品和苏丹IV因其引人注目的鲜红的颜色。最近,已研制出许多分析方法来确定食品中苏丹染料的存在。其中,LC与不同的探测器是标准的方法。阿尔塔和同事使用一个质/ MS方法来同时确定15合成染料(包括苏丹和苏丹II)在酱汁、棉花糖、泡菜样品(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。染料的特点是他们的保留时间和多反应监测。在他们的实验中,检测极限(LOD)苏丹我范围从2.9到3gydF4y2BaµgydF4y2Bag·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}定量限,而量化的极限,被发现从9.5到9.8不等gydF4y2BaµgydF4y2Bag·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。对于苏丹II, LOD和定量限2.8 - -3.6gydF4y2BaµgydF4y2Bag·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}-12.8和10.4gydF4y2BaµgydF4y2Bag·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},分别。至关重要的是,两个碎片离子的选择转换给该方法灵敏度和精度高。此外,使用不同类型的检测器的高效液相色谱方法,如紫外线(UVD)探测器和光电二极管阵列检测器(PDADs),已被广泛用于识别食品中苏丹染料。然而,苏丹染料通过高效液相色谱法分析PDAD探测器是困难的,因为食物是复杂的矩阵,使浓缩困难和增加潜在的降水在移动阶段。因此,选择样品预处理过程是非常重要的。gydF4y2Ba

目前,有许多现代分析方法来检测食品中合成色素的存在,例如,plasmonics-enhanced硅藻土薄膜(gydF4y2Ba5gydF4y2Ba),高效液相色谱法(HPLC) [gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba),液相色谱与电ionization-tandem质谱(LC-ESI-MS / MS) (gydF4y2Ba8gydF4y2Ba),胶束电动毛细管色谱法结合紫外(UV)检测(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba),反相(RP)液体chromatography-tandem质谱干扰电喷雾电离(LC-ESI-MS / MS) (gydF4y2Ba3gydF4y2Ba),气相色谱分析-质谱法(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。然而,尽管这些方法非常敏感,他们需要昂贵的设备和复杂,费时,昂贵的gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。此外,样品处理复杂,需要使用有毒溶剂(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

Nanosilica是一个著名的吸附剂吸附科学已经被广泛研究和技术。Nanosilica已被用于抗生素的去除(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba)和六价铬等重金属离子(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16gydF4y2Ba)、表面功能化对石油的吸附(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba),和环氧树脂的断裂韧性增强[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。此外,nanosilica从稻壳可以很容易伪造,是一个低成本、环保、和丰富的吸附剂(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。关于它的使用作为吸附剂,nanosilica主要用于吸附亲水物质,如亚甲蓝(gydF4y2Ba23gydF4y2Ba,gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]和若丹明B [gydF4y2Ba25gydF4y2Ba),而其他有机染料的吸附剂的吸附研究强烈(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba]。然而,到目前为止,疏水有机染料的吸附到nanosilica尚未报道。至关重要的是,nanosilica低零电荷点(PZC),使其适用于疏水性染料的吸附,但苏丹染料的吸附行为nanosilica及其使用的量化这些分析物在食品没有被研究过。gydF4y2Ba

在本文中,我们提出一个新的方法来量化这些染料在食品样本ultra-trace水平。该方法是基于同步各种常用和苏丹染料吸附nanosilica与高效液相色谱相结合。最优参数对nanosilica苏丹染料的吸附系统的调查,以确定合适的条件苏丹染料浓缩。该方法也适用于苏丹染料在不同食品的决心矩阵。gydF4y2Ba

2。实验gydF4y2Ba

2.1。材料、工具和仪器gydF4y2Ba

稻壳是天才的食品贸易公司(越南北宁)。Nanosilica水热合成的方法从稻壳(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。苏丹我(1 - [(2,4-dimethylphenyl)偶氮]2-naphthalenol)和苏丹II (1 - (phenylazo) 2-naphthol)买来Sigma-Aldrich(纯度> 99%),使用前未经纯化。苏丹I和II的化学结构如图所示gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。离子强度和pH值的示例解决方案调整的氯化钾(P。默克,法兰克福,德国),盐酸、KOH(容量分析品位,默克公司)。溶液的pH值测量使用一个嗨2215酸度计(美国国际扶轮汉娜文索基特)。pH电极与三个标准校准缓冲:pH值4.01,7.01和10.01(汉娜)。有机溶剂如乙醇(EtOH),甲醇(甲醇),乙腈(ACN)高效液相色谱从Sigma-Aldrich品位和购买。股票的解决方案(1000gydF4y2BaµgydF4y2Ba克毫升gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}苏丹)I和II准备在甲醇和存储在黑暗的瓶子。高效液相色谱的移动阶段准备每日,透过一个0.45gydF4y2BaµgydF4y2Ba在使用前m膜过滤器,然后脱气。高效液相色谱分析的解决方案都是与流动相稀释过滤0.22gydF4y2BaµgydF4y2Bam膜过滤器前注入。gydF4y2Ba

苏丹I和II的量化进行了日本岛津公司高效液相色谱系统上使用一个SPD-M20A PDAD。水反相C18分析柱(150毫米×4.6毫米,100 5gydF4y2BaµgydF4y2Ba使用m)。gydF4y2Ba

2.2。高效液相色谱系统和分析条件gydF4y2Ba

在这里,提出了优化条件。节gydF4y2Ba3gydF4y2Ba讨论的优化过程。高效液相色谱法测量进行PDAD探测器。手动喷油嘴针阀有一个20gydF4y2BaµgydF4y2BaL进样体积。一个SunFire C18柱(100 5gydF4y2BaµgydF4y2Ba米,4.6毫米×150毫米)用于独立的苏丹I和II。流动相的组成甲醇、水和乙腈77:3:20体积比。一个恒定的流速为1.0毫升·分钟gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}是使用。最优波长490 nm的一组列温度40°C。gydF4y2Ba

2.3。样品制备gydF4y2Ba

确定最优提取条件的食物样本,两个样品风干肉,A和B,表示为。新鲜猪肉在河内城市从VinMart超市购买。只有瘦肉用于实验。瘦肉剁碎的最大大小5毫米。gydF4y2Ba

首先,两个等量的地面碎瘦肉被安置在两个耐热玻璃杯子和0.1克氯化钠添加。杯只包含肉样本,而杯B包含肉类样品和苏丹I和II。添加几滴酒精使染料的渗透到肉和确保即使着色。然后,肉样本存储在冰箱一天允许染料渗透基质均匀。然后,样本混合好,干在加热到50摄氏度的烤箱。B肉类样品烘干后的重量10.7717克的重量我苏丹和苏丹二分别为0.0180 g和0.0231 g,分别。风干肉样本,通过0.5毫米筛。最后,渗样本进一步干在真空炉一个恒定的质量。gydF4y2Ba

准备的肉样本用于提取条件的调查。获得满意的提取效率,变量包括萃取溶剂,溶剂体积,时间和温度进行了优化。发现100%甲醇、100%乙醇有平等的萃取效率(95%置信概率和无显著差异gydF4y2BangydF4y2Ba= 3),所以100%的乙醇被选中,是因为它的低毒性。给出了最佳提取参数表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

过程采用吸附在nanosilica包括以下步骤:5克的重量神经和50毫升的去离子水和动摇2 h创建一个齐次解(C)。10毫升猎鹰管组成的1毫升的样品提取、1毫米氯化钾,pH值3,1毫升的解决方案C和去离子水在动摇了30gydF4y2Ba^°gydF4y2BaC 2 h。然后,解决方案是离心机1800 rpm 30分钟/时间(10分钟)。添加了染料的解吸10毫升的甲醇混合溶剂,HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba啊,和ACN的体积比77:3:20。0.22解吸的解决方案被过滤gydF4y2BaµgydF4y2Ba米尼龙注射器过滤器(新亚公司、上海)之前注入到高效液相色谱系统。gydF4y2Ba

2.4。吸附研究gydF4y2Ba

的吸附能力gydF4y2Ba和去除效率gydF4y2Bananosilica的苏丹染料计算使用方程(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),分别gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 初始浓度在时间吗gydF4y2BatgydF4y2Ba在平衡过程(mg·LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),分别gydF4y2BaVgydF4y2Ba是染料溶液的体积(L),然后呢gydF4y2Ba米gydF4y2Ba吸附剂的质量(g)。gydF4y2Ba

朗缪尔吸附等温式方程的线性化形式给出gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba最大吸附容量(mg·ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}每个物质的)和朗缪尔吸附常数,分别。gydF4y2Ba

2.5。描述的NanosilicagydF4y2Ba

研究同时吸附的苏丹和苏丹二世从稻壳nanosilica(神经),包含10毫升瓶吸附剂解决方案(包括nanosilica和苏丹染料)动摇了在一个振荡器以相同的转速在所需的温度约为2 h,以确保达成了吸附平衡。平衡吸附容量(gydF4y2Ba ,gydF4y2Bamg·ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})是计算使用方程(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。的值gydF4y2Ba 与gydF4y2Ba绘制了朗缪尔吸附等温式拟合。gydF4y2Ba

后的比表面积和官能团nanosilica苏丹染料的吸附特征使用Brunauer-Emmett-Teller(打赌)法和傅里叶变换红外光谱(ir) [gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。氮吸附和解吸等温线测定在77 K使用三星3000 V6.07A(美国微粒学)。从解吸等温线的分支,孔隙大小分布计算使用Barrett-Joyner-Halenda (BJH)方法,和氮吸附的相对压力0.98使孔隙体积的计算。红外光谱记录使用Affinity-1S分光光度计(日本岛津公司、日本)的无机化学,HUS-VNU。所有光谱的分辨率得到4厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在25°C和大气压力。gydF4y2Ba

表面电荷的改变苏丹吸附后用电动电势测量检查。使用Smoluchowski电动电势的计算公式(gydF4y2Ba32gydF4y2Ba)和测量进行了使用莫尔文Zetasizer (Zetasizer版本。7.11,莫尔文仪器,莫尔文,英国),以及使用的意思是五个复制。gydF4y2Ba

3所示。结果与讨论gydF4y2Ba

3.1。苏丹I和II的高效液相色谱分析条件gydF4y2Ba

混合物含有1.0毫克·LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}苏丹我和苏丹II标准在乙醇溶剂中显示的最大吸收波长490 nm;因此,我们选择这个波长进行进一步的研究。我们用5种不同类型的移动阶段调查苏丹染料的外观,发现甲醇的流动相,HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba啊,和ACN的体积比77:3:20实现最好的峰形状和分离。山顶很明显完全分离和不对称系数如下:gydF4y2Ba_{SudanIgydF4y2Ba}= 0.963,gydF4y2Ba_{苏丹二世gydF4y2Ba}= 0.926。该决议(RS)为5.183(见图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。重复测量表明,变异系数(CV)不到10%。因此,数据充分可靠的用于构建一个校准曲线。苏丹I和II标准添加到空白提取物(示例)。苏丹I和II逐步添加的浓度从0.010,0.020到0.100 mg·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。获得的结果的统计处理数据表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

高效液相色谱实验使用优化流动相流速为1.0毫升·分钟gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和一个列温度40°C的风干肉样品产生了良好的灵敏度。即使在很低浓度(0.010 mg·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在490 nm),明确信号,并有很强的吸光度为苏丹I和II观察。此外,MQL值比计算得到Iammarino et al。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba),他获得了mql 16 - 22所示gydF4y2BaµgydF4y2Bag·公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}分别与苏丹I和II,肉类产品。此外,意味着复苏符合采用AOAC公认的国际标准(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

3.2。描述从稻壳NanosilicagydF4y2Ba

nanosilica毛细管直径和比表面积的测定多点选择绘制方法(图gydF4y2Ba3(一个)gydF4y2Ba)。结果表明,nanosilica材料毛细管直径(gydF4y2BadgydF4y2Ba6 nm),使介质毛细管材料(适用于NgydF4y2Ba_2gydF4y2Baadsorption-desorption)。获得的比表面积是57.42gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。此外,硅的化学成分证实了能量色散x射线(EDX)光谱测量,如图gydF4y2Ba3 (b)gydF4y2Ba揭示硅的存在和O的总质量的百分比为100%,表明纯二氧化硅。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba显示的是测量电动电势对pH值的原始nanosilica [gydF4y2Ba32gydF4y2Ba)后,苏丹染料的吸附。电荷反转发生在神经苏丹染料吸附在pH值3(从35.9−3.7 mV的吸附,分别),表明,在pH值3,粒子分散在一个带正电的悬架和苏丹染料分子吸附在表面的神经。pH值7和10,电动电势之间的原始nanosilica没有明显变化;因此,在这两个pH值,明显神经不吸附苏丹染料,负表面负电荷的潜在变化少,因为基础的媒介。gydF4y2Ba

调查的影响溶液的离子强度之间的静电相互作用nanosilica和苏丹染料,氯化钾(0.01 -100毫米)添加到吸附剂的解决方案,这个解决方案是用于吸附实验。如图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,氯化钾浓度增加100倍从0.01毫米到1毫米,苏丹染料的吸附效率从78.08%上升到90.97%。然而,当氯化钾浓度也增加100倍从1毫米到100毫米,苏丹染料的吸附效率略有下降90.97%到82.97%。对染料的吸附有所下降,因为KgydF4y2Ba^+gydF4y2Ba部分中和的负表面电荷,从而导致减少带负电荷的吸附剂表面之间的引力和染料分子。在(氯化钾)< 1毫米,吸附效率下降到72.85%氯化钾的缺失;观察吸附和可重复性较差。因此,本文选取1毫米氯化钾深造。gydF4y2Ba

溶液的pH值影响的表面电荷nanosilica和离解苏丹染料。图gydF4y2Ba6gydF4y2Ba显示了染料吸附pH值2和6之间。如图所示,染料吸附效率降低pH > 3,表明酸性pH值增加了吸附效率。gydF4y2Ba

在高pH值,二氧化硅的表面带负电荷(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba),苏丹偶氮形式转化为一个带负电荷的阴离子形式(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba),这大大减少了nanosilica之间的静电吸引和染料。在低pH值,二氧化硅的表面变成带正电的(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba),苏丹染料是中性的。然而,偶氮组位置1(图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)作为形成氢键受体腙形式,形成分子间氢键(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。腙形式,电子密度高度集中在氧原子。这增加的范德华相互作用与nanosilica染料(SiOHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba^+gydF4y2Ba形式),从而提高吸附效率。在pH值3,nanosilica和苏丹染料几乎是中性的,所以non-electrostatic交互,如氢相互作用和疏水相互作用发挥重要作用。总之,pH值3是最佳nanosilica苏丹染料的吸附。gydF4y2Ba

实验苏丹染料的初始浓度为0.050,1.000和10.000 mg·LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}与吸附时间从10到120分钟。结果在图gydF4y2Ba7gydF4y2Ba表明,在三个初始浓度、最佳吸附时间是120分钟。这意味着,在120分钟,吸附达到平衡。因此,120分钟被用于进一步的研究。研究结果还表明,当吸附剂浓度过高,增加有效苏丹染料吸收率降低。因此,我们选择调查苏丹染料的吸附与浓度小于1000gydF4y2BaµgydF4y2Bag·LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

接下来,朗缪尔吸附等温线(图gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)绘制获得最大吸附能力。初始浓度的苏丹I和II是30 - 5000gydF4y2BaµgydF4y2Bag·LgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}吸附平衡时间为120分钟,pH值是3,(氯化钾)= 1毫米。系数测定gydF4y2Ba对于线性的数据大于0.99,表明染料由单层物理吸附,吸附和表面的吸附中心均匀(gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。的最大吸附容量gydF4y2Ba和吸附常数gydF4y2Ba苏丹我是0.619毫克ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和2.132,分别,而苏丹II 0.699毫克ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和1.573,分别。gydF4y2Ba

3.3。实际样品分析gydF4y2Ba

样品的干肉和点心从Xanh购买当地市场Cầu Giấy河内,越南。流程图显示食物的过程为分析样本如图gydF4y2Ba9gydF4y2Ba。因为提取干肉样品不产生悬浮流动相混合后,可以直接在高效液相色谱分析设备没有吸附的神经。然而,提取的零食样品沉淀反应和流动相直接分析可以损坏色谱柱。所以染料混合物的选择性分离从小吃提取物高效液相色谱分析之前导致实际意义的解决方案。gydF4y2Ba

最佳的萃取和吸附条件应用于三干肉和五零食样品的分析。结果表明,苏丹I和II低于干肉类样品中的LOD(1、3)和零食样品4。我所有剩下的样品含有苏丹和苏丹II(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。为基体效应测试,两个风干肉样品和一个零食样品被掺入了苏丹I和II标准在不同浓度。实验取得了复苏的81.11 - -100.73%真正的干肉和零食(表80.74 - -92.39%gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。这些恢复值满意根据采用AOAC公认的国际(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。这证明了真正的肉样本矩阵没有对苏丹染料量化精度产生重大影响。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

在本文中,我们报告的开发和优化方法的量化的混合物苏丹我第二和苏丹染料通过高效液相色谱法。我们使用SunFire C18柱(100 5gydF4y2BaµgydF4y2Ba米,4.6毫米×150毫米),设置列40°C,温度和甲醇:HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO: ACN (77: 3: 20 v / v)流动相一个恒定的流速为1.0毫升·分钟gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。最优波长为490 nm。苏丹染料的最佳提取条件从一个代表性样本(干肉,0.02 g)是两个周期在10毫升的100%乙醇提取60°C 120分钟的超声波协助。Nanosilica由稻壳被用作吸附剂,吸附的最佳条件进行了评估:1毫米氯化钾,初始pH值3,吸附平衡时间为120分钟。利用朗缪尔等温线,最大吸附容量和吸附常数苏丹我被发现是0.619毫克·ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和2.132,分别,苏丹II, 0.699毫克·ggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和1.573,分别。最优条件用于分析零食样品,显示的五个样品没有包含苏丹I和II,但我剩下的四个样品同时含有苏丹和苏丹。因此,从米糠皮nanosilica适用于苏丹I和II从复杂的选择性吸附食物矩阵。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

所有作者声明没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者要感谢部门的分析化学、河内国家大学教育,帮助在实验过程。作者要感谢Editage (gydF4y2Bahttp://www.editage.comgydF4y2Ba)英语编辑。gydF4y2Ba

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