離子色譜法測定白酒、果汁及牛奶中的甲酸

章驊，馬興，王永芳（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

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離子色譜法測定白酒、果汁及牛奶中的甲酸

章驊，馬興，王永芳
（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

摘要：用超純水作為提取溶劑，對食品中甲酸進行提取，采用離子色譜法進行定量檢測。試驗中選用IonPac AS11-HC陰離子柱分離，電導檢測，甲酸根線性范圍0.05mg/L~1.0mg/L，線性相關(guān)系數(shù)為0．9993，在不同添加水平下，方法的回收率為81.1%~105.5%，相對標準偏差為3.0%~7.8%，可滿足白酒、果汁及牛奶中甲酸的測定要求。

關(guān)鍵詞：甲酸；離子色譜；白酒；飲料；牛奶

甲酸屬有機強酸，可用作消毒劑和防腐劑，在飲料、糖果等食品中工作為香精使用，但其具有毒性和較強的腐蝕性，與皮膚或口腔粘膜接觸會引起紅腫、疼痛且痊愈很慢。FEMA規(guī)定了軟飲料、糖果、冷飲、焙烤食品中甲酸的最高殘留限量，其中軟飲料為1.0 mg/kg、冷飲為5.0 mg/kg~18 mg/kg、焙烤食品為5.0 mg/k~ 6.1 mg/kg[1]。目前已經(jīng)報道了很多檢測甲酸的方法，包括氣相色譜法、高效液相色譜法和酶法等，但是這些方法操作起來耗時費力，有些還需要較為繁瑣的前處理操作。如氣相色譜法檢測過程中需要將甲酸轉(zhuǎn)化成甲酸甲酯[2]、二甲基甲酰胺[3]和甲酰苯胺[4]等甲酸衍生物。此外還需要相關(guān)萃取和分離操作，其中最常用的的是頂空法[5]。采用高效液相色譜法進行檢測前，需要經(jīng)過較長的反應(yīng)時間先將甲酸衍生化，這也大大的增加了檢測所用時間，降低了甲酸檢測的效率[6]。酶法對甲酸進行檢測通常是采用甲酸脫氫酶。酶法可直接對甲酸進行檢測，避免了上述方法所要求的衍生化過程，但是酶促反應(yīng)時間較長，并且對酶的溶解性有較高的要求[7]，此外酶的價格較高，也一定程度上提高了檢測的成本。

隨著離子色譜的發(fā)展，其對甲酸的測定比氣相色譜方便的多，因此本文選擇離子色譜法建立食品中甲酸測定方法。

1材料與方法

1.1材料與儀器

甲醇（Dikma）；甲酸鈉標準品（Sigma）；所有實驗用水均為去離子水（經(jīng)Millipore純水系統(tǒng)純化，電阻> 18．2 MQ）；白酒、果汁、牛奶均購自當?shù)爻小?/p>

美國戴安離子色譜儀ICS-3000，配電導檢測器、KOH淋洗液發(fā)生裝置、ASRS 300（4 mm）陰離子抑制器；IonPac ASI1-HC型陰離子分離柱（4 mm×250 mm）和IonPac AG11-HC型保護柱（4 mm×50 mm）；OnGuard IIRP柱（1.0mL）；0.22μm微孔濾膜：水系；AS自動進樣器（DIONEX，美國）；ICS-3000色譜工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；超聲波儀（Cole-Parmer 8893，美國），注射器（2.5 mL）。

1.2分析條件

淋洗液：濃度為0.8 mmol/L～50 mmol/L；洗脫梯度為0.8 mmol/L 18 min，50 mmol/L 5 min，0.8 mmol/L 5 min；淋洗液流速：1.0 mL/min；抑制器：ASRS 300型抑制器（4 mm），抑制電流為124 mA；進樣量：100 μL。

1.3方法

1.3.1樣品提取

果汁、酒樣品：稱取5 g試樣置于50 mL容量瓶中，加水至刻度，搖勻，超聲10 min；

牛奶樣品：稱取5 g試樣置于10 mL容量瓶中，加入5 mL乙腈，加水至刻度，超聲10 min。

1.3.2樣品凈化

取上述提取液約10 mL，依次通過0.22 μm水性濾膜、OnGuard II RP柱（使用前依次用10 mL甲醇、15 mL水通過，靜置活化30 min），棄去前面3 mL，收集后面7 mL，收集后面洗脫液待測。

2結(jié)果與討論

2.1提取條件的優(yōu)化

由于甲酸及甲酸鹽易溶于水，采用超純水作為提取溶劑。對牛奶蛋白質(zhì)含量較高的樣品，本研究比較了乙酸、三氯甲烷和乙腈的除蛋白效果，發(fā)現(xiàn)乙腈去除蛋白質(zhì)的效果最好，且不引入其他干擾離子。對于自動再生型抑制器，從電導檢測器循環(huán)回抑制器的乙腈對其有一定影響，可根據(jù)需要選擇使用外加水模式進行檢測。

用乙腈除去蛋白后，離心后取上清液再用超純水提取，可有效降低蛋白質(zhì)對檢測的影響。經(jīng)對比研究發(fā)現(xiàn)，超聲提取10 min與震蕩提取30 min的效果相同，兩種提取方法試驗結(jié)果見表1。為提高檢測效率最終采用超聲提取10 min的方法進行處理。

表1果汁中添加1.0 mg/kg甲酸鹽兩種提取方法回收率比較Table 2 1.0 mg/kg recovery comparison in fruit juice of two formate extraction method

2.2凈化條件的優(yōu)化

固相萃取凈化法是離子色譜分析最常用的凈化方法。其中RP柱最為常用，亦可使用C18柱，兩者凈化原理相似，使用前依次通過10 mL甲醇和15 mL超純水靜置30 min進行活化。上述凈化柱亦可人工填制，但相較于成品柱凈化效果稍差，重現(xiàn)性低。故推薦使用成品柱。

2.3檢測方法的優(yōu)化

經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)電導檢測器對HCOO-的響應(yīng)相對較低，不及常見的無機陰離子，因此，為保證足夠的靈敏度，本方法最終采用100 μL的進樣體積。

方法建立過程中嘗試了多種淋洗液濃度，通過對比發(fā)現(xiàn)0.8 mmol的淋洗液濃度，可將甲酸根同乙酸根、丙酸根、丁酸根等離子分離開，不影響檢測，甲酸根約在20.0 min出峰，5 min后加大淋洗液濃度至50 mmol加速其他陰離子及酸根的洗脫，之后用0.8 mmol淋洗液平衡分析柱，以便下一個樣品的分析。

2.4方法的工作曲線和檢出限

將0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/L的標準工作溶液，依次注入離子色譜儀按優(yōu)化后的儀器條件進行測定，用峰面積對標準溶液中甲酸根濃度做圖，計算標準曲線，線性方程為：Y = 0.019+0.671X。線性相關(guān)系為：0.999 3。氟離子電導檢測的檢出限為0.01 mg/L。

圖1甲酸根標準溶液離子色譜圖Fig.1 Chromatogram of formate solution

圖2白酒樣品中甲酸根離子色譜圖Fig.2 Chromatogram of formatesolution in distilled spirit sample

2.5方法的準確度和精密度

本方法通過添加回收試驗的回收率衡量準確度，通過平行樣品中待測物含量的相對標準偏差（RSD）評價方法的精密度。按照國家殘留監(jiān)控指南的要求，對白酒、果汁和牛奶進行HCOO-0.5 mg/kg、1.0 mg/kg和2.0 mg/kg各3個水平的添加回收試驗，每個添加水平設(shè)10個平行，不同基質(zhì)在3個添加水平上的添加回收率在85.9 %～105.5 %范圍內(nèi)，相對標準偏差在3.0 %~7.4 %范圍內(nèi)。各樣品在不同添加水平上的回收率和相對標準偏差（RSD）結(jié)果見表2。

圖3果汁中甲酸根離子色譜圖Fig.3 Chromatogram of formatesolution in fruit juice sample

圖4牛奶樣品中甲酸根離子色譜圖Fig.4 Chromatogram of formatesolution in milk sample

表2各樣品在不同添加水平上的回收率和相對標準偏差（RSD）結(jié)果Table 2 Standard addition recovery and precision data of various samples%

續(xù)表2各樣品在不同添加水平上的回收率和相對標準偏差（RSD）結(jié)果Continue table 2 Standard addition recovery and precision data of various samples%

結(jié)果表明，在試驗的3個添加水平下，方法回收率為81.1 %～105.5 %，相對標準偏差為3.0%~7.8%。

3　結(jié)論

本文建立了離子色譜法測定水產(chǎn)品中氟離子的方法，線性范圍為0.05 mg/L~1.0 mg/L，相關(guān)系數(shù)為0．999 3，方法的回收率為81.1 %~105.5 %，相對標準偏差為3.0 %~7.8 %。因此，該方法可為白酒、果汁及牛奶中甲酸的定量分析提供理論參考。該方法操作簡單、樣品基質(zhì)干擾小、準確度高。

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Determination of Formic Acid in Distilled Spirit，F(xiàn)ruit Juice and Milk by Ion Chromatography

ZHANG Hua，MA Xing，WANG Yong-fang
（Tianjin Extry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

Abstract：A method was developed for the determination of formic acid in distilled spirit，fruit juice and milk by ion chromatography．The analyte is separated in the anion exchange column IonPac AS11-HC and detected with the conductivity detector．The linear range of the calibration curve for formate was 0.05 mg/L-1.0 mg/L with a correlation coefficient of 0.999 3．At the different addictive levels．The recoveries were in the range of 81.1 %-105.5 % . With the relative standard deviations ranging from 3.0 %-7.8 %. The method was successfully applied to the quantitative determination of formic acid in spirit，fruit juice and milk.

Key words：formic acid；ion chromatography；distilled spirit；fruit jucie；milk

收稿日期：2015-09-01

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.02.042

作者簡介：章驊（1980—），男（漢），高級工程師，碩士研究生，研究方向：食品安全檢測。