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食品中苏丹红的检测
厦门大学化学系孔祥乐郑萌
苏丹红的结构,合成与危害
苏丹红是一种人工合成的偶氮类、油溶性的化工染色剂,1896 年科学家达迪将其命名为苏丹红并沿用至今。苏丹红被大量地用在生物、化学等领域,用于机油、汽车蜡和鞋油等工业产品。随着人们对苏丹红结构及致毒性的逐步了解,国际癌症研究机构(IARC)将苏丹红归为第3 类可致癌物质,这类物质虽缺乏足够的直接使人类致癌的证据,但是具有潜在的致癌危险。
苏丹红的结构,合成与危害
分类及结构
苏丹红为亲脂性偶氮化合物,外观呈暗红色或深黄色片状晶体,难溶于水,主要包括Ⅰ、Ⅱ、III 和Ⅳ4 种类型。其中II、III 和IV 均为I 的化学衍生物。结构和IUPAC命名如下所示
苏丹红的结构,合成与危害
Sudan Ⅰ 1-phenylazo-2-naphthalenol
Sudan Ⅱ 1-2’,4’-dimethylphenylazo-2-naphthalenol
Sudan Ⅲ 1-4’-phenylazo-phenylzao-2-naphthalenol
Sudan Ⅳ 1-2’-methyl-4’-2”-methylphenylazo-phenyl
-azo-2-naphthalenol
苏丹红的结构,合成与危害
合成方法
苏丹红属偶氮染料,可用芳***做为前体通过重氮化反应生成重氮离子再通过亲电取代反应和萘酚偶联制得偶氮化合物。
苏丹红的结构,合成与危害
苏丹红在人体还原酶的作用下在体内生成相应的***类物质。在多项化学与生物实验中发现,苏丹红的致毒性与代谢生成的***类及萘酚类物质有关。Sudan I在体内的代谢如下图所示。
苏丹红的结构,合成与危害
Sudan Ⅰ在体内的代谢产物为苯***和1 - 氨基- 2 - 萘酚。苯***是制造染料、橡胶促进剂及抗氧剂等的原料,是一种重要的有机合成中间体。然而一旦苯***接触人体皮肤或进入消化系统以后,一方面由于苯***可直接作用于肝细胞,引起中毒性肝病,还有可能诱发肝脏细胞基因发生变异,增加了人体癌变的几率;另一方面,有可能因为苯***将血红蛋白结合的Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ),导致血红蛋白无法结合氧而患上高铁血红蛋白症。另据报道,长期摄入苯***还可造***体的神经系统损害。
萘酚作为中间体,主要应用在染料、油脂、农药的合成与生产中,还可用作着色剂用于染发剂中。萘酚具有致癌、致畸、致敏、致突变的潜在毒性,对眼睛、皮肤、粘膜有强烈刺激作用,大量吸收可引起出血性肾炎。
Sudan Ⅱ、Sudan Ⅲ、Sudan Ⅳ在体内代谢的其他各产物均为苯***或萘酚的衍生物,这些衍生物均被国际癌症研究机构(IARC)列为第2 类(对动物怀疑有致癌性物质)或第3 类致癌物质,具有遗传毒性,摄入对人体有害。
苏丹红的分析技术
电喷雾解吸电离质谱法(DESI-MS)
该法能够对表面上吸附的物质直接进行解吸电离,对辣椒面、番茄酱和煎鸡蛋等典型的复杂样品无须样品预处理即可采用二级质谱快速检测其中的微量SudanⅠ等染料。
使用的喷雾液选定酸性甲醇-水-醋酸混合溶液,因其对Sudan染料的信号有较大增强作用。对待测物具有较好的质子化效果。
苏丹红的分析技术
电喷雾解吸电离质谱法(DESI-MS)
Sudan Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ染料的质子化分子离子峰的荷质比分别为249,257,353,381,在含脂肪量高的样品中信号较弱,原因是苏丹红为脂溶性染料对脂肪的亲和力高从而难以被离子化。
虽然,DESI-MS 具有在不需要样品预处理的情况下对复杂样品中的微量组分进行快速检测的能力。但是,在实际样品分析时,为排除测定结果的假阳性,对未知样的分析结果需要通过二级质谱作确认。同时,该法的检出限比其他方法的要
低一些。
苏丹红的分析技术
高效液相色谱法(HPLC)
迄今为止,国际上食品中苏丹染料的常用检测方法是高效液相色谱法,而高效液相-质谱联用法和前面所述的电喷雾解析电离质谱法等用于检测结果的确证。
欧洲委员会推荐的液相色谱法是由样品经匀桨化或粉碎后,加入乙***(Sudan Ⅲ、Sudan Ⅳ加入***仿)提取,过滤,滤液用反相高效液相色谱仪进行色谱分析。以波长可变的紫外-可见检测器定性和定量。