包 亮 黄婉玉

(1.贵州中烟工业有限责任公司技术中心，贵阳 550009；2.贵州省环境科学研究设计院，贵阳 550081)

近年来，爆珠作为卷烟产品的特色功能，深受消费者的青眛，尤其是年轻消费群体。在过滤嘴生产过程中植入一颗或者多颗不同香味的爆珠胶囊，实现在卷烟品吸过程中不同特色香味释放[1]。消费者在品吸过程中可手动捏爆，烟气经过滤嘴和爆珠料液释放的特色香味混合后，可以实现卷烟增香、丰富烟气感官层次的功用[2-5]。爆珠在补充、完善、协调卷烟吸食品质和提升、改变卷烟产品风格等方面的功能越来越突出[6]，但其使用的安全性问题也受到消费者的普遍关注。目前国内对于卷烟爆珠的评测标准和体系中安全性指标及限量标准相对空白[7]，难以满足卷烟爆珠产品的安全管控。

卷烟爆珠主要由壁材和芯材两部分构成。卷烟爆珠壁材要求材料性能稳定、无毒害、无副作用、不影响香料的作用、有一定的强度和可塑性等。壁材常用明胶或海藻酸钠作为基质[8]，芯材多为辛、癸酸甘油酯为溶剂溶解致香成分而成。卷烟爆珠壁材颜色多为鲜艳，其着色剂大多为从煤焦油中分离出来的苯、甲苯、萘经一系列有机反应化合而成[9]，具有一定致畸致癌危害[10]。因此着色剂具有一定的安全风险，需要对其使用量进行监测控制。国内对于着色剂允许使用的添加剂名单及其限量一般遵照GB 9685-2016[11]和GB 2760-2014[12]中规定，目前常见的食品、包装材料中合成着色剂的检测方法有气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法、液相色谱-串联质谱法等，其中高效液相色谱法的检测简单快速，该方法被广泛用于着色剂的分析测定[13-15]。李响丽等[16]建立了卷烟爆珠中柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝、酸性红、赤藓红、靛蓝、喹啉黄 10 种合成着色剂同时检测的高效液相色谱-二极管阵列法，刘秀明等[17]利用高效液相色谱测定 8 种柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、亮蓝、酸性红、赤藓红合成着色剂。但对去二甲基姜黄素、去甲基姜黄素、姜黄素同时测定鲜少报道，本文通过建立了高效液相色谱-光电二极管阵列检测器快速检测卷烟产品爆珠壁材中11种合成着色剂(柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝、赤藓红、去二甲基姜黄素、去甲基姜黄素、姜黄素)含量的方法，检测得到不同颜色爆珠壁材中合成着色剂的使用情况，旨在为烟用爆珠的质量安全控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

材料：国内外不同牌号的爆珠卷烟。

试剂：乙腈(色谱纯，TEDIA，美国)；甲醇(色谱纯，SIGMA，美国)；乙酸铵(分析纯，天津科密欧化学试剂)；11种合成着色剂标准品：柠檬黄(CAS：1934-21-0)、苋菜红(CAS：915-67-3)、胭脂红(CAS：2611-82-7)、日落黄(CAS：2783-94-0)、诱惑红(CAS：25956-17-6)、酸性红(CAS：3567-69-9)、亮蓝(CAS：3844-45-9)、赤藓红(CAS：16423-68-0)、去二甲基姜黄素(CAS：24939-16-0)、去甲基姜黄素(CAS：24939-17-1)、姜黄素(CAS：458-37-7)，全部采购于美国ALADDIN公司，纯度≥98%。

仪器：Waters e2695(高效液相色谱，配PDA检测器)；ML204电子天平(梅特勒-托利多公司，精确至0.1 mg)；MIKRO 220R高速离心机(莱比信中国，最高15000转/分钟)；超声波水浴锅ELMA E300H(德国艾尔玛)；Milli-Q15超纯水仪(美国Millipore公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 水溶性合成着色剂混合溶液配制

分别准确称取25 mg的柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝标准品至不同的50 mL容量瓶中，精确至0.1 mg，溶解并分别定容，配制成浓度为0.5 mg/mL的单一标准品储备水溶液。逐一准确移取5 mL各单一标准品储备水溶液于50 mL容量瓶中，用10%乙腈溶液定容，配制成浓度为50 μg/mL的7种着色剂混合标准溶液。准确移取0.1、0.2、0.4、1.0、2.0 mL的混合标准溶液分别至10 mL的容量瓶中，10%乙腈水溶液定容分别制得质量浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的着色剂系列标准工作溶液。在4 ℃条件下密封避光贮存，有效期3个月。

1.2.2 脂溶性合成着色剂混合标准甲醇溶液

分别准确称取25 mg的赤藓红、去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素标准品至不同的50 mL容量瓶中，精确至0.1 mg，用甲醇溶解并分别定容，配制成浓度为0.5 mg/mL的单一标准品储备甲醇溶液。逐一准确移取5 mL各单一标准品储备甲醇溶液于50 mL容量瓶中，用甲醇定容，配制成浓度为50 μg/mL的4种着色剂混合标准溶液。准确移取0.1、0.2、0.4、1.0、2.0 mL的混合标准溶液分别至10 mL的容量瓶中，用甲醇定容分别制得质量浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的着色剂系列标准工作溶液。在4℃条件下密封避光贮存，有效期3个月。

1.2.3 样品处理与分析

1.2.3.1 水溶性合成着色剂样品处理

从烟支滤嘴中取出爆珠，准确称取0.15 g爆珠，精确至0.1 mg，置于离心管中，准确加入20 mL的10%乙腈-水溶液，加盖密封后置于离心管内，70℃下微波萃取15 min，移取提取液于2 mL离心管中，以12 000 r/min转速离心10 min，取适量上清液经0.45 μm水相滤膜过滤后，待高效液相色谱分析。

1.2.3.2 脂溶性合成着色剂的提取

从烟支滤嘴中取出爆珠，准确称取0.15 g爆珠，精确至0.1 mg，置于离心管中，准确加入20 mL的10%水-甲醇溶液，加盖密封后置于离心管内，50℃下微波萃取15 min，移取提取液于2 mL离心管中，以12 000 r/min转速离心10 min，取适量上清液，待高效液相色谱分析。

1.3 仪器分析条件

色谱柱为Agilent 5 HC-C18(150 mm×4.6 mm，5 μm)，柱温30℃，流量为1 mL/min，进样量10 μL，乙腈(A)/乙酸铵溶液(B，浓度0.02 mol/L)进行梯度洗脱。检测波长：柠檬黄427 nm，亮蓝625 nm，苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、赤藓红511 nm，去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素430 nm。

1.4 合成着色剂含量计算

样品中合成着色剂的含量按式(1)进行计算：

X=(C-C0)V/m

(1)

式中：

X——试样中合成着色剂的含量，mg/kg；

C——由标准工作曲线得出的合成着色剂浓度，μg/mL；

C0——由标准工作曲线得出的合成着色剂空白值，μg/mL；

V——萃取液体积，mL；

m——试料质量，g；

以两次平行测定结果的算术平均值为最终测定结果，精确至0.1 mg/kg。

2 结果与分析

2.1 样品前处理方法优化

2.1.1 提取条件选择

分别将柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、诱惑红、酸性红、亮蓝7种水溶性合成着色剂和赤藓红、去二甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素、姜黄素4种脂溶性合成着色剂分开提取，以乙腈-乙酸铵水溶液作为流动相，经上机检测证明可以达到良好的分离效果。

2.1.2 萃取溶剂以及萃取温度选择

本实验分别用纯水、10%乙腈-水溶液和20%乙腈-水溶液对样品的7种水溶性合成着色剂和纯甲醇、10%水-甲醇溶液和20%水-甲醇溶液对样品的4种脂溶性合成着色剂进行萃取，通过高效液相色谱谱图结果分析，10%乙腈-水溶液和10%水-甲醇溶液提取的色谱图结果分离效果更好，色谱峰强度更高，没有拖尾，故采用10%乙腈水溶液和10%水-甲醇溶液作为萃取溶剂。

本实验分别在30℃、50℃和70℃下进行超声水浴萃取，70℃下爆珠壁材在10%的乙腈-水溶液为萃取剂下溶解均匀，最终确定70℃进行超声水浴萃取7种水溶性合成着色剂。50℃下爆珠壁材在10%水-甲醇溶液为萃取剂下颜色部分脱落，最终确定50℃下进行超声水浴萃取4种脂溶性合成着色剂。

2.1.3 萃取溶剂量选择

称取相同颜色的爆珠壁材各三份，精确至0.1 mg，分别加入20 mL、40 mL、60 mL的10%乙腈-水溶液和10%水-甲醇溶液在相同的提取条件下，经高效液相色谱上机检测结果表明，20 mL下即可将11种合成着色剂提取完全，其相对标准偏差RSD小于5%。

2.1.4 超声萃取时间选择

实验结果表明，爆珠壁材在超声萃取过程中起主导关键因素的是萃取温度，在70 ℃下爆珠壁材在10%乙腈-水溶液超声萃取10 min颜色完全脱落，萃取15 min爆珠基本溶解。在50 ℃下爆珠壁材在10%水-甲醇溶液超声萃取10 min爆珠完全脱落，萃取15 min爆珠部分溶解，20 min后无变化。综合考虑，确定超声萃取时间为15 min。

2.2 方法与讨论

2.2.1 方法线性方程与检出限

分别配制0.5～10.0 μg/mL系列浓度的7种水溶性合成着色剂标准溶液和4种脂溶性合成着色剂标准溶液，以各组分的质量浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线(表1)。11种合成着色剂均具有良好的线性关系，相关系数均大于0.99。以最低浓度的标准溶液连续测定6次，3倍相对标准偏差为仪器检出限，10倍相对标准偏差为仪器定量限。

表1 方法的线性方程和检出限

2.2.2 方法的回收率和精密度

根据样品检测情况，采用无色烟用爆珠作为空白实验样品，以三个添加水平进行回收率和精密度实验，结果如表2所示，在三个添加水平上，11种合成着色剂平均回收率在94.1%～101.4%，相对标准偏差(RSD)在1.1%～5.5%，说明本方法对11种合成着色剂有较高的回收率，平均相对标准偏差在合理范围内，能够满足日常检测要求。

2.3 样品检测结果

通过对市场不同颜色爆珠卷烟样品进行11种合成着色剂检测，结果如表3所示。从表3可以看出不同颜色的爆珠壁材均使用了不同种类的合成着色剂，有单一合成着色剂使用，也有复配合成着色剂使用。其中亮蓝含量最高为220.5 mg/kg，柠檬黄含量最高为1099.8 mg/kg，胭脂红含量最高为185.2 mg/kg，酸性红含量最高为18.3 mg/kg，诱惑红最高含量为56.6 mg/kg，苋菜红最高含量为66.8 mg/kg，赤藓红最高含量为16.9 mg/kg。

3 结论

通过建立高效液相色谱-光电二极管阵列检测器快速检测卷烟产品爆珠壁材中11种合成着色剂的测定方法，并对检测样品的提取条件以及色谱条件进行优化。结果表明该方法具有操作简单、灵敏度高、快速准确等优点，适用于卷烟产品爆珠壁材中多种合成着色剂的定性和定量分析。本方法的建立可为卷烟产品爆珠壁材中合成着色剂的监控、为卷烟产品的开发及质量安全控制提供参考。