高效液相色谱仪对奶粉中牛磺酸进行分析

前言牛磺酸是一种含硫氨基酸，广泛分布于体内各个组织和器官，且主要以游离状态存在于组织间液和细胞内液中，最先于公牛胆汁中发现而得名。长期以来一直被认为是含硫氨基酸的无功能代谢产物，后来经诸多研究发现，牛磺酸是调节机体正常生理活动的活性物质，且具有多种功能，是人体必需的重要氨基酸。人乳中牛磺酸含量很高，是主要的游离型氨基酸，而牛乳中牛磺酸含量却非常少。因此，牛磺酸已被作为营养强化剂添加在奶粉及其他各类儿童营养食品中，可以促进婴幼儿脑组织和智力的发育、提高新陈代谢能力，对宝宝的健康发展起着至关重要的作用。我国食品安全国家标准规定，推荐婴儿配方食品中添加牛磺酸[1]。牛磺酸的检测方法有很多，目前常用的方法是柱前或柱后衍生化高效液相色谱法。例如现行国标就是使用邻苯二甲醛(ortho-phthalaldehyde, OPA) 柱后衍生以及单磺酰氯柱前衍生法[2]。柱后衍生法利用牛磺酸与 OPA 在碱性条件下生成相应的衍生物，通过用荧光检测器来测定衍生物的含量，该法具有方法稳定、干扰小、重现性较好及回收率较高等优点，但是柱后衍生需要使用离子交换柱，离子交换柱通用性不好，不同供应商色谱柱一致性很差，安装了柱后衍生装置的液相色谱仪器通用性也很差，且装置较为昂贵，所以具有很大的局限性。柱前衍生方法利用单磺酰氯在碱性条件下与牛磺酸进行衍生化反应，在紫外或荧光条件下测定牛磺酸的含量，该法需要人工进行复杂且要求苛刻的衍生操作（衍生剂必须每次临用前现配、衍生过程需要避光等），衍生需要的时间很长而且衍生物不稳定，需衍生后立即进样分析，方法的检测灵敏度也较低。早期也有使用灵敏度更高、且衍生反应快速的 OPA 作为衍生剂的手动柱前衍生的方法[3-4]，但因衍生产物的半衰期比丹磺酰氯的短很多，手动衍生因无法严格控制衍生时间的长短而重现性很差，

所以方法的局限性更大。安捷伦全自动氨基酸分析方法[5] 使用 OPA 作为衍生剂在自动进样器内完成全自动衍生，既克服了 OPA 作为柱前衍生剂的缺点，又保留了 OPA 衍生剂的优点，极大地提高了方法的稳定性及可靠性。安捷伦公司北京实验室及一些用户[6] 借助标准的安捷伦全自动氨基酸分析方法[7] 及试剂包并对其进行简化、利用单磺酰氯衍生方案的样品前处理步骤及色谱分析条件，完成了对牛磺酸的分析。随着安捷伦公司对全自动氨基酸分析方法的改进[8] 及新色谱柱的出现，对牛磺酸分析方法的性能有了进一步提高的空间，也需要分析速度更快、灵敏度更高且更合理的牛磺酸分析方法。本研究采用的牛磺酸测定方法是在安捷伦全自动氨基酸分析方法[8]及试剂的基础上，结合 OPA 分析牛磺酸的文献[3-4] 对方法进行了易用性及合理性的改善。同时，灵敏度的提高使之仅用紫外检测器就可检出未强化奶粉中牛磺酸的本底含量。

实验部分试剂和样品乙腈（迪马公司）为色谱纯；醋酸铵 (Sigma)、5-磺基水杨酸(CNW) 为优级纯。所用的实验用水为 Millipore Milli-Q 超纯水系统现制备的高纯去离子水；牛磺酸对照品及所有样品均来自安捷伦的客户。衍生试剂选用安捷伦氨基酸分析套件中的硼酸缓冲盐（部件号5061-3339）及 OPA（部件号 5061-3335，这是已经与 3-巯基丙酸混合并溶于 0.4 mol/L 硼酸盐缓冲液中、配制好的 OPA）。 

仪器和设备采用 Agilent 1220 Infinity 液相色谱仪系统（部件号 G4294B），配备：二元梯度泵（内置脱气机）、自动进样器、柱温箱及 DAD检测器。控制及数据处理软件使用 OpenLab Chemstation，版本C.01.10。色谱柱选用 Agilent InfinityLab Poroshell 120 EC-C18, 4.6 × 50 mm,2.7 μm（部件号 699975-902）。标样配制准确称取 0.1000 g 牛磺酸标准品，用水溶解并定容至 100 mL，得到 1 mg/mL 牛磺酸标准储备液。将该牛磺酸标准储备溶液用水稀释配制一系列标准溶液，标准系列浓度为 0.5、2.0、5.0、10.0及 20.0 μg/mL，临用前现配。

样品前处理配制 0.2 mol/L 磺基水杨酸溶液：称约 5 g 的 5-磺基水杨酸（带 2分子水）溶于 100 mL 水中。配制及处理样品：称取约 5 g 奶粉溶于 40 mL 热水（约 40 °C）中，充分摇动混匀后静置。将该奶粉溶液与 0.2 mol/L 磺基水杨酸溶液 1:1 充分混合（各 5 mL）后静置 10 分钟，静置后置于高速离心机，13000 转离心 5 分钟。取上清液用 0.2 μm 过滤膜（水溶性）过滤后使用。加标样品配制前加标样品：溶解奶粉之前，加入 20 μg/mL 标样 5 mL，剩下步骤与处理样品一致。相当于在样品中添加了 1.25 μg/mL 的牛磺酸。后加标样品：处理好并过滤后的样品溶液与 20 μg/mL 标样等体积混合。相当于样品的牛磺酸浓度减半，再加上 10 μg/mL 的牛磺酸。