毛細(xì)管柱色譜法測(cè)定食品防腐劑山梨酸和苯甲酸的探討

福建工貿(mào)學(xué)校 鄭定釗

苯甲酸和山梨酸是常用于食品中的防腐劑，具有抑制或殺滅微生物，保持食品鮮度，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的作用。長(zhǎng)期過量食用這些防腐劑，對(duì)人體會(huì)有一定的毒性，抑制骨骼生長(zhǎng)，危害人體的腎臟和肝臟。因此，我國(guó)《GB2760 食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)苯甲酸和山梨酸的使用范圍和最大使用量作了嚴(yán)格的限制。毛細(xì)管柱氣相色譜法具有操作簡(jiǎn)便、分離效果好、靈敏度高、檢出限低、精密度高、結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn),現(xiàn)就毛細(xì)管柱氣相色譜法測(cè)定食品中苯甲酸和山梨酸色譜條件進(jìn)行討論，實(shí)驗(yàn)表明通過對(duì)色譜條件的優(yōu)化，不僅分離效果好，同時(shí)提高了分析的靈敏度高、節(jié)省了不少分析時(shí)間，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

日本島津GC—14C氣相色譜儀，附FID 檢測(cè)器，食品添加劑分析專用毛細(xì)管柱(30m×0.53mm×1.00μm)；山梨酸(天津市福晨化學(xué)試劑廠)純度≥98 % ,苯甲酸(上海久億化學(xué)試劑有限公司)純度≥99 %，乙醚、石油醚、鹽酸、氯化鈉、無水硫酸鈉均為分析純。

1.2 色譜條件

溫度：進(jìn)樣口230℃；檢測(cè)器230℃；柱溫190℃。

氣流速度：載氣為氮?dú)猓?60kPa（70 mL/min)；氫氣為50 mL/min；空氣為500mL/min；吹尾氣為30mL/min；分流比為1:30。

1.3 分析步驟

1.3.1 樣品預(yù)處理

稱取2.5g±0.01g 混合均勻的試樣，置于25mL帶塞量筒中，加0.5 mL 6mol/L鹽酸酸化，用15mL、10 mL乙醚提取兩次，每次振搖1 min，將上層乙醚提取液吸入另一個(gè)25 mL帶塞量筒中，合并乙醚提取液。用3 mL酸性氯化鈉溶液(pH=4)洗滌兩次，靜止15 min，用滴管將乙醚層通過10g無水硫酸鈉濾入25 mL容量瓶中。加乙醚至刻度，混勻。準(zhǔn)確吸取5 mL乙醚提取液于5 mL帶塞刻度試管中，置40℃水浴上揮干，準(zhǔn)確加入2 mL石油醚-乙醚(3+1)混合溶劑溶解殘?jiān)郎y(cè)液。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

準(zhǔn)確稱取山梨酸、苯甲酸各0.2000 g(按其純度折算為100%的質(zhì)量)，置于100 mL容量瓶中，用石油醚-乙醚(3+1)混合溶劑溶解后并稀釋至刻度。此溶液每毫升相當(dāng)于2.0 mg山梨酸或苯甲酸。

再用石油醚-乙醚(3+1)配成每毫升相當(dāng)于50、100、150、200、250ug山梨酸或苯甲酸混合標(biāo)準(zhǔn)使用液。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

進(jìn)樣2uL上述標(biāo)準(zhǔn)使用液于氣相色譜儀中，測(cè)得不同濃度山梨酸、苯甲酸的峰面積，以濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的峰面積值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示。得到山梨酸、苯甲酸的線性回歸方程如下：

山梨酸：Y = 633.069X-1229.91， r = 0.9995；苯甲酸：Y = 676.0884X-5188.0， r = 0.9998。

圖1 山梨酸、苯甲酸工作曲線

1.3.4 結(jié)果計(jì)算

X —試樣中山梨酸或苯甲酸的含量 (mg/kg)；

m1—測(cè)定用試樣液中山梨酸或苯甲酸的質(zhì)量 (ug)；

V1—加入石油醚-乙醚混合溶劑的體積 (mL)；

V2—測(cè)定時(shí)進(jìn)樣的體積(uL)；

m —試樣的質(zhì)量(g)；

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化與色譜圖

在確保分離效果的前提下, 通過改變載氣流速和柱溫對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化。

在柱溫170℃條件下，載氣流速?gòu)?0kPa開始，按20kPa遞增，得到各流速下色譜圖，如圖2所示。

圖2 不同流速下山梨酸、苯甲酸的色譜圖

山梨酸或苯甲酸色譜保留時(shí)間、峰面積的變化情況見表1。

表1 不同載氣流速下山梨酸、苯甲酸測(cè)定數(shù)據(jù)

從圖1和表1數(shù)據(jù)分析可知，在載氣流速180kPa下，山梨酸、苯甲酸保留時(shí)間最短分別為2.450 min和6.283 min，方法靈敏度高、峰形好，考慮到節(jié)省載氣用量降低實(shí)驗(yàn)成本，選擇160kPa作為實(shí)驗(yàn)載氣流速。

在載氣流速為160kPa，測(cè)得不同柱溫下色譜圖及一組色譜數(shù)據(jù)，如圖3、表2所示。

圖3 不同柱溫山梨酸、苯甲酸的色譜圖

表2 不同柱溫下山梨酸、苯甲酸測(cè)定結(jié)果

實(shí)驗(yàn)表明，柱溫為190℃，色譜出峰快，3.436 min完成一個(gè)分析周期，分析靈敏度高，峰形好，故選190℃作為實(shí)驗(yàn)柱溫。

從載氣流速和柱溫優(yōu)化所得色譜圖和數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化前后對(duì)比山梨酸、苯甲酸保留時(shí)間分別縮短了4.3倍和4.8倍,峰面積增加了2.3倍和2.8倍。經(jīng)優(yōu)化選擇實(shí)際測(cè)量柱溫為190℃，載氣流速為160kPa（70 mL/min)，對(duì)山梨酸和苯甲酸進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，不僅分離效果好、峰形好，靈敏度提高了約2.5倍，3.5min可完成一個(gè)分析周期。

2.2 回收率試驗(yàn)

以不含苯甲酸、山梨酸的面包為本底，分別添加4個(gè)濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)(n=4)

結(jié)果表明，方法對(duì)山梨酸、苯甲酸在基質(zhì)中的平均回收率分別為90.59% 和97.96%，回收率試驗(yàn)符合測(cè)試要求。

2.3 精密度試驗(yàn)

對(duì)加標(biāo)樣品測(cè)定液進(jìn)樣2uL，進(jìn)行6次重復(fù)性試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果的精密度，見表4。

表4 精密度實(shí)驗(yàn)(n=6)

結(jié)果表明，山梨酸變異系數(shù)為4.3%，苯甲酸變異系數(shù)為1.4%，測(cè)定結(jié)果精密度高。

2.4 樣品測(cè)試

按上述色譜條件，對(duì)一些食品中防腐劑苯甲酸和山梨酸進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見表5。

表5 樣品測(cè)定結(jié)果

通過對(duì)面包、食醋等樣品中防腐劑山梨酸和苯甲酸的測(cè)定，結(jié)果表明，在柱溫190℃，載氣流速160kPa條件下，測(cè)定結(jié)果精密度、準(zhǔn)確度高。

3 結(jié)論

通過對(duì)毛細(xì)管柱氣相色譜法測(cè)定食品中山梨酸和苯甲酸條件的優(yōu)化,適當(dāng)提高色譜分析條件載氣流速和柱溫，可得到良好的分離效果、改善色譜圖形、提高靈敏度、精密度高、結(jié)果準(zhǔn)確，可縮短分析時(shí)間。用于飲料、醬油、醋、面包（糕點(diǎn)）等食品中防腐劑的測(cè)定，可得到較滿意的效果。

[1]GB/T5009.29—2003，食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法理化部分[S].

[2]GB2760—2007,食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]鮑忠定，許榮年，許佳飛.氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測(cè)定食品中防腐劑脫氫乙酸、苯甲酸和山梨酸[J]. 食品工業(yè)科技,2001,20(2):78-79.

[4]劉敬蘭，李?yuàn)櫍挝臐?等. 食品中苯甲酸和山梨酸的氣相色譜法分離分析[J]. 分析試驗(yàn)室,2002,21(3):12-14.

[5]陳文新,楊曉東,等. 用 CDX 柱分析食品中防腐劑山梨酸和苯甲酸的探討[J]. 現(xiàn)代食品科技,2009,25(3):331-332.