功能性膳食补充剂的HPLC–DAD分析，随后以液–液微萃取辅助的FTIR对红外活性成分进行鉴定

为什么核查饮品真实成分很重要

从承诺加速肌肉恢复的运动饮料到声称提升免疫力的维生素水，功能性饮料和膳食补充剂已成为日常产品。然而，标签上写的内容并不总是与瓶中实际成分一致，隐藏的添加剂或剂量错误可能影响健康与表现。该研究描述了一种新的实验室方法，帮助科学家和监管者核实复杂饮品的真实化学组成，利用分离技术与基于光的指纹识别相结合，穿透糖、盐和其他成分的干扰。

理清拥挤的成分清单

现代功能性饮料，例如支链氨基酸（BCAA）饮品，通常含有一系列活性成分——如缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等氨基酸，以及酸类、甜味剂、咖啡因和维生素。要精确鉴定其中每一种并不简单，因为它们混合在包含防腐剂、香料、有时还有污染物的复杂“化学汤”中。传统质量检测主要依赖高效液相色谱（HPLC）进行分离，以及质谱检测这种强大但昂贵的技术。作者则探索将HPLC与傅里叶变换红外光谱（FTIR）配对，后者可读取每种分子独特的红外光指纹，从而构建一种更易普及的例行质控工具。

水和盐的问题

尽管FTIR速度快且信息量大，但直接用于来自标准HPLC系统的液体样品时会遇到困难。问题在于水、常见有机溶剂，尤其是溶解的缓冲盐会强烈吸收红外光并留下自身的光谱特征。移动相蒸发后，缓冲盐结晶可能完全覆盖或扭曲真正成分的信号。作者首先仔细研究了不同干燥样品承载表面（如各种金属和晶体）如何影响背景信号。他们发现普通铝箔具有高反射率且背景相对干净，因而成为后续测量的一种简单有效的支撑材料。

一小步萃取带来大不同

为克服溶剂和盐的干扰，研究人员在HPLC与FTIR之间引入了一步液–液微萃取（LLME）。在这种方法中，从BCAA饮料收集的每个HPLC馏分都与少量不在红外区吸收的重非极性溶剂混合。在剧烈混合过程中，目标成分从水相转移到该特殊溶剂中，而大部分盐类和其他干扰组分则留在原位。团队测试了若干候选溶剂，结果显示其中一种氟化化合物能稳定地萃取出足够的目标成分以获得清晰的FTIR指纹。与直接蒸发原溶剂相比，LLME单独或与蒸发结合使用时都能产生更干净的光谱，即便在存在复杂溶剂混合物和缓冲体系时亦然。

在真实运动饮料上的应用

在方法优化后，作者将其应用于一款市售BCAA饮料。通过HPLC分离饮料成分并进行LLME净化后，他们记录了每个纯化馏分的FTIR光谱。所得指纹使他们能够自信地鉴定出关键成分，包括柠檬酸、维生素C（L-抗坏血酸）、三种BCAA（缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）以及咖啡因。重要的是，所有这些都是用常规实验室仪器完成的——普通HPLC系统、台式FTIR显微镜和常见玻璃器皿——而非高度专用或极其昂贵的设备。这意味着许多目前缺乏先进质谱仪的质量控制实验室也能采用该方法。

对消费者与监管者的意义

研究表明，增加一步简单处理——使用对红外友好的溶剂进行微萃取——可将一个困难的分析难题转化为可管理的常规检测。虽然新的HPLC–LLME–FTIR方法不能取代用于超痕量或高度细致研究的高端质谱，但它提供了一种实用的、低成本的方式来确认复杂饮料和补充剂中的主要活性成分并核查标签是否属实。对于消费者而言，这意味着更好的防护以免遇到误导性产品；对于监管者和生产商而言，它为功能性食品、运动营养及相关健康产品市场提供了一种支持更安全、更透明监管的可靠工具。

引用: Pavelek, D., Kaykhaii, M., Jampilek, J. et al. HPLC–DAD analysis of functional dietary supplements followed by liquid–liquid microextraction-assisted FTIR identification of IR-active ingredients. Sci Rep 16, 7028 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38160-z

关键词: 膳食补充剂, 功能性饮料, 质量控制, 红外光谱学, 支链氨基酸