食品上色不只是為了視覺美感，更涉及產品質量與法規監測。本文探討為何在 鹼性條件 (pH 9.2) 下，選用 Hamilton PRP-C18 聚合物管柱 是建立可靠分析方法的關鍵。

摘要

食品與飲料中常見合成染料因具成本與色澤穩定優勢而被廣泛使用，但同時也衍生法規遵循與非法添加物監測需求。本文提出一套以逆相 HPLC 為核心的染料分析方法，使用聚合物基質 PRP-C18（PS-DVB）管柱，於鹼性條件下改善傳統矽膠基 C18 在陰離子型態分析時常見的拖尾與保留不穩定問題。示例方法採醋酸銨緩衝液搭配乙腈/甲醇有機相梯度，於 9 分鐘內分離 11 種常見食品染料，並以 UV 260 nm 偵測。此配置同時具備延伸至 MS 相容條件的潛力，適用於食品安全品管與監測實驗室之方法建立與日常檢測。

關鍵字：食品染料、合成色素、逆相 HPLC、PRP-C18、聚合物管柱、鹼性流動相、方法重現性

1. 前言

食品上色的需求常見於飲料、糖果、烘焙與加工食品，以提升外觀與感官一致性。合成染料（多為石油基染料）在色澤與批次穩定度上具優勢，因此被普遍採用；然而消費者對人工色素疑慮升高、法規稽核趨嚴，以及非法工業色素混入的風險，使「可重現、可交接、可稽核」的方法成為實驗室的核心難題。

在層析分析上，部分染料於鹼性條件可呈現更適合分離的離子型態，但傳統矽膠基 C18 在高 pH 下容易因表面矽醇基影響而導致峰形拖尾、保留漂移與解析度下降，尤其在複雜基質（糖、有機酸、香料、增稠劑）下更顯著。因此，選擇能在鹼性條件維持穩定層析行為的固定相，是建立可靠方法的關鍵。

2. 方法原理與策略

2.1 為何鹼性條件會讓矽膠基 C18 變得棘手

矽膠基固定相在高 pH 環境下，可能產生較高比例的游離矽醇基，造成：

• 離子型分析物與表面位點產生額外作用力 → 峰形拖尾

• 作用力隨批次、污染、系統狀態改變 → 保留時間/解析度漂移

• 在高離子強度或含鹽條件下更敏感 → 方法不易長期穩定運行

2.2 聚合物 PRP-C18（PS-DVB）的價值

聚合物基質固定相不含矽醇基干擾，對鹼性條件更友善，常帶來：

• 更穩定的保留行為與峰形

• 更好的日常重現性（尤其在陰離子型態/高 pH 流動相）

• 對方法壽命與維護週期更有利

3. 實驗條件（示例方法）

本段以「可直接作為實驗室初步評估」為目標，提供完整條件摘要，方便建立內部 SOP 或方法驗證規劃。

3.1 管柱

• 管柱：PRP-C18（聚合物基質 PS-DVB），5 µm

• 尺寸：150 × 4.6 mm

• 料號：P/N 79676

3.2 儀器與偵測

• 系統：HPLC（標準梯度泵、進樣器、柱溫箱）

• 偵測器：UV，260 nm

3.3 流動相與梯度

• 流速：2.0 mL/min

• 柱溫：35°C

• 進樣量：5 µL

• 流動相 A：32 mM 醋酸銨（CH₃COONH₄）

• 流動相 B：乙腈:甲醇 = 4:1

梯度程序

• 0–1.0 min：9% B

• 1.0–3.5 min：9 → 25% B

• 3.5–6.0 min：25 → 33% B

• 6.0–8.5 min：33 → 70% B

備註：使用醋酸銨作為緩衝鹽，通常也較利於後續評估 MS 延伸（視設備與需求）。

4. 目標分析物（11 種常見染料）

以下列出方法示例中可分離的 11 種化合物：

1. 檸檬黃

2. 莧菜紅

3. 胭脂紅（Ponceau 4R）

4. 新胭脂紅

5. 日落黃

6. 曙紅（伊紅）Y

7. 快速綠

8. 亮藍

9. 赤蘚紅

10. 弗洛克辛 B

11. 孟加拉紅 B

5. 結果與觀察（方法表現重點）

在上述條件下，可於約 9 分鐘內完成 11 種染料的分離。以聚合物 PRP-C18 在鹼性條件操作，可降低傳統矽膠基 C18 常見的拖尾與解析度下降風險，尤其對部分容易彼此干擾的染料對（例如亮藍/快速綠等）在分離與峰形穩定性上具優勢。
 

6. 討論：如何把示例方法變成實驗室可長期運行的 SOP

6.1 建議的系統適用性（SST）方向

我們可以用這幾個維度來把方法「制度化」：

• 代表性染料的保留時間 RSD（例如挑 2–3 個峰作監控）

• 解析度門檻（挑一組最容易黏在一起的峰對）

• 峰形（拖尾因子或峰寬）

• 基線穩定性與壓力範圍

6.2 複雜基質的實務處理

食品與飲料常見干擾來源包含糖、有機酸、香精色粉、膠體或蛋白殘留。若你遇到：

• 基線漂、前段雜峰多 → 優先檢查前處理/過濾與樣品稀釋

• 峰變寬或拖尾變嚴重 → 評估柱前過濾、保護柱、清洗程序

• 保留時間漂移 → 檢查緩衝液濃度、pH、溶劑比例與梯度混合準確性

7. 結論

在食品與飲料合成染料分析中，當方法需要以鹼性條件操作以獲得更好的離子型態分離時，固定相的穩定性往往決定方法是否「能長期運行」。聚合物 PRP-C18（PS-DVB）管柱可減少矽膠基 C18 在高 pH 下的干擾風險，提升峰形與重現性。本文示例條件可於約 9 分鐘內分離 11 種常見染料，適合用作方法建立起點，並可依實際基質與法規需求進一步驗證與擴充。

技術數據：11 種合成染料的分離圖譜

圖譜解析： 在梯度洗脫條件下，本方法能於 8.5 分鐘內完全分離包含亮藍 (8)、快速綠 (7) 及赤蘚紅 (9) 在內的 11 種化合物。

層析條件設定