固相萃取装置在食品合成色素检测前处理中的应用

固相萃取装置在食品合成色素检测前处理中的应用

一、管控背景与标准依据

合成着色剂（俗称"人工色素"）因色泽鲜艳、稳定不易褪色、成本低廉，被广泛用于饮料、糖果、蜜饯、糕点彩装、肉制品、调味品等各类食品中。但部分合成色素（如柠檬黄、苋菜红等）在过量摄入时可能对人体健康产生累积性影响，因此我国对合成色素的使用范围和限值，实施了严格管制——需要在生产许可、市场抽检、进出口检验等环节对其种类和含量进行准确测定，这是判断企业是否规范使用色素的基础。

现行法定方法为 GB 5009.35-2023《食品安全国家标准 食品中合成着色剂的测定》，于 2023-09-06 发布、2024-03-06 实施，替代了 GB 5009.35-2016、GB 5009.141-2016、GB/T 9695.6-2008、GB/T 21916-2008 共 4 项旧标准。新版最大变化有两点：一是检测对象由 7 种扩展至 11 种（新增靛蓝、酸性红、喹啉黄）；二是前处理由传统的"聚酰胺吸附法 / 液-液分配法"统一改为"乙醇氨水提取 + 固相萃取柱净化"，样品基质分为液体类、固体类、含油量较大类三种模式。

这 11 种合成着色剂的检测与判定，须以《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760）规定的各品类允许使用范围与最大使用量为准。对于超标、超范围使用以及非食用物质混入等情况，固相萃取净化环节直接决定了上机液的洁净度与回收率，是整个检测流程的"质量闸门"。

二、前处理总体流程

依据 GB 5009.35-2023，食品合成色素检测前处理主线如下：

1.试样制备：液体/粉状试样混匀；半固体匀浆；固体试样经粉碎混匀，-18 ℃ 以下避光保存备用。

2.提取：按基质分类用乙醇氨水溶液提取（液体类直接加试剂离心；固体类先加热水浴溶胀再超声/振摇提取；高油类先以石油醚脱脂）。

3.离心取液：5000~8000 r/min 离心，合并上清液并用乙醇氨水定容至 50 mL，得提取液。

4.氮吹浓缩：分取 10 mL 提取液，50 ℃ 氮气浓缩至约 3 mL，用 5 % 甲醇水溶液溶解并定容至 10 mL，得待净化液。

5.固相萃取净化（关键）：待净化液经 WAX 混合型弱阴离子交换反相吸附柱（150 mg/6 mL），依次活化、上样、淋洗、洗脱。

6.氮吹复溶：洗脱液 50 ℃ 氮吹近干，加 2 mL pH 9.0 乙酸铵缓冲液复溶，0.45 μm 滤膜过滤。

7.上机测定：HPLC-DAD 多波长测定（415 nm 黄色系、520 nm 红橙色系、610 nm 蓝色系），外标法定量。

可以看到，固相萃取装置在标准条款 4.8 中被明确列为所需仪器设备——它并非"可有可无"，而是 WAX 净化柱发挥作用、流速可控、批量处理的核心承载平台。

三、设备：固相萃取装置 XU-SPE 系列

3.1 为什么需要专用固相萃取装置

GB 5009.35-2023 的净化步骤对操作有明确要求：上样流速需控制在"2~3 秒/滴"，淋洗后需"真空抽至柱体近干"。这些控制点都依赖一台稳定的真空固相萃取装置来实现：

以可调真空度精准控制液体流经 SPE 小柱的速率，保证目标物在填料上的充分保留；

多通道并行处理，一次性完成 12 / 24 / 36 个样品，显著提升高通量抽检效率；

防交叉污染设计与耐腐蚀材质，避免样品间串扰及有机溶剂/氨水的腐蚀。

3.2 析牛科技 XU-SPE 系列参数

析牛固相萃取装置提供有机玻璃、不锈钢、四氟防腐、一体式石英玻璃、圆形等多种配置，覆盖不同通量与耐腐蚀需求：

通用技术参数：

真空度：有机玻璃系列 -0.09 MPa；一体式石英玻璃系列 -0.095 MPa

压力表量程：0 ~ -0.1 MPa（压力表显示，实时读数）

流量阀控制数量：12 / 24 / 36 通道，可独立调节

试管架孔径：标配 φ16 mm（可选配 φ10 mm / φ13 mm）

工作室内径：约 270 × 75 × 165 mm（玻璃款）至 290 × 70 × 145 mm（有机玻璃款）

安全配置：均带泄压阀；G/BG 系列额外带防交叉污染管（垂直对准试管，防止液体飞溅）

结构材质：PTFE 试管托架可长期在真空/高压状态使用

3.3 选型建议

常规检测 / 教学科研：选 XU-SPE-12 / 24（有机玻璃款），性价比高，满足日常 12~24 样通量。

复杂基质 / 高盐高腐蚀试剂：选 XU-SPE-12F / 24F（四氟防腐款） 或 XU-SPE-12G / 24G（不锈钢款），避免氨水、甲醇体系对针阀的长期腐蚀。

要求可视化与防交叉污染：选 XU-SPE-12TBG / 24TBG（一体式石英玻璃 + 316 不锈钢针 + 防交叉污染），高透槽体便于观察液面，适合抽检机构出具报告场景。

高通量筛查：选 XU-CQ36B（圆形 36 位），单批次处理更多样品。

注：GB 5009.35-2023 净化所用 WAX 混合型弱阴离子交换反相吸附柱（150 mg/6 mL） 为色谱耗材（析牛 WAX 专用柱），由本装置承载并控制流速。

四、配套设备与耗材

合成色素前处理是一条"提取—离心—浓缩—净化—复溶"的完整链路，除固相萃取装置外，析牛可配套以下设备形成闭环：

旋涡混匀仪（HY / Vortex X 系列）：提取环节涡旋混匀（标准规定涡旋 1 min），振幅 4.5 mm、0~4000 r/min。

台式离心机（XU-TD4 Pro，6000 r/min / 4669 xg，4×100 mL）：提取液澄清，高速机型可满足 15000 r/min 高速离心（浑浊提取液）。

水浴氮吹仪（XU-DCY 系列）：50 ℃ 氮气浓缩待净化液与洗脱液，控温 ±0.5 ℃，带定容浓缩功能。

超声波清洗机（XU-PS 系列）：固体试样 50 ℃ 超声提取（功率 60~600 W、40 kHz）。

耗材：WAX 固相萃取柱（150 mg/6 mL）、PVDF/PTFE 针式滤器（0.45 μm）、石油醚（脱脂用）、乙醇氨水 / 甲醇等试剂。

五、标准化 SOP（以 GB 5009.35-2023 为例）

以下为基于析牛科技XU-SPE 装置的 WAX 柱净化操作要点（完整步骤以标准正式文本为准）：

1.活化：取 WAX 柱（150 mg/6 mL），依次用 6 mL 甲醇、6 mL 水活化，保持柱体湿润。

2.上样：将待净化液以 2~3 秒/滴 的流速加载到柱上（通过 XU-SPE 装置流量阀调节真空度控制）。

3.淋洗：依次用 6 mL 2 % 甲酸水溶液、6 mL 甲醇淋洗，弃去淋洗液。

4.抽干：真空抽 2 min 至柱体近干（XU-SPE 装置泄压阀与真空表可监控）。

5.洗脱：用 6 mL 2 % 氨水甲醇溶液洗脱，分两次加入（每次 3 mL），收集洗脱液。

6.复溶：50 ℃ 氮吹近干，准确加 2 mL pH 9.0 乙酸铵缓冲液溶解。

7.过滤：0.45 μm 滤膜（PVDF/PTFE）过滤，弃去 2~5 滴初滤液，取续滤液上机。

关键控制点：上样与洗脱流速必须慢（2~3 秒/滴），流速过快会导致目标物保留不充分、回收率下降；需测定靛蓝或赤藓红时，全程避光操作。

六、总结

GB 5009.35-2023 将合成色素检测的前处理统一到"乙醇氨水提取 + 固相萃取净化"的技术路线上，固相萃取装置由此从"辅助设备"升级为标准配备的核心前处理平台。析牛科技 XU-SPE 系列固相萃取装置以可调真空度、多通道并行、耐腐蚀与防交叉污染设计，可稳定承载 WAX 净化柱的活化—上样—淋洗—洗脱全流程，配合旋涡混匀仪、台式离心机、水浴氮吹仪、超声清洗机构成完整的前处理方案，助力食品检测机构与企业在饮料、糖果、肉制品、调味品等各类基质中高效、准确地完成 11 种合成着色剂的测定。