食品中丙酸鹽測定方法研究進展

唐利，廖雪，冉力源，邱亞林

重慶市永川食品藥品檢驗所（重慶 402160）

目前，丙酸鹽作為防腐劑已被廣泛應用于食品當中，最為常用的有丙酸鈉和丙酸鈣[1]。丙酸鈣具有較好的吸濕性，溶于水，不溶于有機溶劑，在酸性條件下，能夠抑制食品中的霉菌、馬鈴薯桿菌等細菌的生長[2]，因而經常用于極易變質的面包及豆制品當中[3]，但過量添加劑亦對人體有一定危害。國家標準GB 2060—2014中明確規定丙酸鈉鹽、鈣鹽防腐劑在各種食品中的使用限量?，F階段對于食品中丙酸及其鈉鹽和鈣鹽的測定方法主要有液相色譜法、氣相色譜法。因此，綜述了近年來對食品中丙酸及鈉鹽、鈣鹽的測定方法及其研究進展。

1 主要檢測方法

1.1 液相色譜法

目前，對食品中丙酸鹽的檢測采用得最多的方法為高效液相色譜法，鞏麗青等[4]用沃特斯超高效液相色譜測定糕點中的丙酸鈣，前處理采用直接浸提法，并詳細分析了測量不確定度。林清荷[5]用安捷倫1260高效液相色譜（二極管檢測器）對糕點中的丙酸鈣（鈉）及其他防腐劑（苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸等）進行測定，流動相采用甲醇與pH 2.5濃度為0.02 mol/L磷酸二氫鉀梯度洗脫，該方法結果顯示丙酸檢出限為1.0 mg/kg，低于國家標準中的30 mg/kg，丙酸的加標回收率為90.0%，精密度RSD為0.88%，該方法在操作上簡便，日常檢驗可以參照該方法進行。

章沙沙等[6]采用高效液相色譜法對面包中的丙酸鈣進行檢測分析，對前處理方法、流動相及流速的選擇進行了討論；前處理選擇超聲提取，流動相為1.5 mg/mL的(NH4)2HPO4的溶液，C18色譜柱，柱溫25℃，流速0.8 mL/min，波長214 nm，采用該方法對8種面包中的丙酸鈣進行檢測，線性范圍在50～500 μg/mL內呈良好趨勢，相關系數0.99以上，方法檢出限為0.03 g/kg，回收率在89%～108%之間，精密度范圍7.29%～9.71%。該方法簡便快捷，出峰時間短，對大批量面包中丙酸鈣的檢測提供一個較好的選擇途徑，但該方法僅在面包樣品進行驗證，食品種類范圍較為狹窄。

朱洪亮[7]建立了對丙酸鈉（鈣）和雙乙酸鈉同時檢測分析的方法，采用Agilent 1100液相色譜儀，用pH 3.0的0.01 mol/L NH4H2PO4水溶液作為流動相，其方法的檢出限為2 mg/kg，對面包、月餅、醬油和豆腐干4種樣品的加標試驗，其回收率范圍為87.3%～100.6%，RSD在0.89%～4.53%之間。該檢測方法前處理在國家標準基礎上進行優化，樣品經鹽酸酸化，乙醚萃取，流動相定容，此法簡便快捷，重現性好，且結果較為準確，節約處理時間，在要求不是很嚴格并需要快速檢測的情況下選擇此法是一種較理想的方法。該方法對于其他種類的食品的適用性需后期試驗進行驗證。吳佳佳[8]根據GB/T 23382—2009中高效液相法對糕點中丙酸鈉、丙酸鈣的測定，研究標準曲線、標準物質、樣品稱量、配置的標準溶液及樣品處理等引起的不確定度。

向文娟等[9]采用固相萃取儀對樣品進行前處理，并討論萃取條件優化方案，采用液相測定其中丙酸含量。該方法測得檢出限為0.03 mg/kg，平行5次測定得到丙酸的RSD為1.32%，將固相萃取前處理方法與國標中的蒸餾法和直接浸提法進行對比，采用這種方法簡化國家標準的處理方法，可以提高檢測靈敏度及工作效率，為研究提供較好的參考方案。

郝媛媛[10]建立適用于糕點和調味品中丙酸鈉（鈣）及雙乙酸鈉含量測定的高效液相色譜法，以(NH4)2HPO4與甲醇混合液為流動相，采用直接浸提法對食品進行預處理，探討了對波長和流動相的選擇，根據測定效果選擇波長214 nm，流動相1.5 mg/mL(NH4)2HPO4與甲醇體積比95:5，該條件下線性關系和精密度均較好，對醬油、糕點、面包的丙酸加標回收率范圍為95.58%～98.95%。但是該方法僅適用于調味品及糕點類食品，范圍較狹窄。

李敏等[11]建立起HPLC對蒜米中的丙酸鈣和二乙酸鈉進行同時測定，采取磷酸酸化，超聲水浴提取，研究結果表明丙酸鈣與雙乙酸鈉濃度范圍在0.2～2.0 mg/mL內線性關系良好，相關系數R2均大于0.999，該條件下檢出限為1.70 mg/kg，平行6次測定得到回收率較高，相對標準偏差RSD小于3%。該研究方法以蒼山蒜米為試驗材料，為其他食品提供一個較為簡便快捷的參考方案。

在食品安全國家標準GB 5009.120—2016中增加液相色譜法對糕點、醋、面包、醬油及豆類、生濕面制品丙酸鈉和丙酸鈣的檢測，試樣的前處理采用蒸餾和直接浸提法2種方法規定選擇，采用二極管或紫外檢測器，在波長214 nm條件下進行分析，以1.5 mg/mL的(NH4)2HPO4的溶液作為流動相，調節pH 2.7～3.5，流速1.0 mL/min，外標法定量測定丙酸鈉、鈣鹽的含量。

王麗珊等[12]在測定面包中的丙酸鈣含量對液相色譜測定條件進行優化以期提高方法回收率、穩定性。賴國銀等[13]使用凱氏定氮蒸餾裝置進行水蒸氣蒸餾提取，采用高效液相儀器進行同時測定蠔油、魚露等食品中的丙酸鹽和雙乙酸鈉。采用液相的方法前處理大多采用蒸餾法，該方法需要耗費的時間較長，所需要的樣品量較大，該方法縮短了一半前處理的時間，減少樣品使用量，簡化了處理過程，考察流動相的影響，選擇甲醇-水（體積比10:90）作流動相，回收率較高，檢出限和定量限分別為0.010和0.025 g/kg，可對調味品中的丙酸鹽進行測定。董偉博等[14]采用高效液相色譜法對面包中丙酸鈣含量進行不確定度評定。

目前高相液相法已經普及到各個檢測機構，適用性強，是一種比較靈敏、方便、效率高、檢測準確性和穩定性較好的檢驗方法，已被廣泛應用于食品中丙酸鹽測定。對于不同種類食品可根據具體情況對方法進行選擇并優化以達到更好測定效果。

1.2 氣相色譜法

氣相色譜法也是目前檢測丙酸鹽添加劑使用的頗為廣泛的檢測方法。龔睿蓉[15]對食品中丙酸鈣測定，將丙酸鈣酸化后，用沸水蒸出，采用乙酸乙酯提取，用石英毛細管柱和安捷倫5890氣相色譜，氫火焰離子化檢測器對萃取液檢測，優化后的方法對醬油和醋（70 g）檢出限為0.02 g/kg，對面包和糕點檢出限為0.05 g/kg，回收率93.2%～99.3%。Azzam等[16]對烘焙食品中的丙酸含量采用帶火焰離子化檢測器的毛細管氣相色譜進行測定，方法檢出限和定量限分別為9.1和26.3 μg/mL，保留時間和峰面積的RSD分別為0.53%和2.55%。趙亮慶[17]采用KB-FFAP石英毛細管氣相色譜對食品中的丙酸進行測定，將食品中丙酸鈣用50%磷酸溶液酸化后用石英毛細管柱進行分離，測定結果顯示丙酸在0.010～0.250 mg/mL內相關系數為0.999，進樣量5 μL，以30 g樣品計算，建立的方法檢出限為0.04 g/kg，標準偏差為1.9%（n=6），回收率在80.3%～84.5%之間。Kavrakovski[18]對市場上烘焙食品中對丙酸鈣含量的測定，建立頂空氣相色譜法。采用帶有火焰離子化檢測器（FID）和DB-WAX毛細管柱（30 m×0.53 mm）的氣相色譜條件進行測定，在0.1～1.0 mg/mL范圍內的校準曲線呈線性關系（r2=0.991 6）。在實驗室條件下制備的烘焙食品中，回收率大于95%。

宗萬里[19]對糕點中的丙酸含量的測定采用毛細管氣相色譜，FID檢測器，檢測器的溫度在250 ℃，用硫酸溶液對樣品酸化，無水乙醇定容，其回收率94.6%，相對標準偏差小于1.61%，該方法簡便快捷。Qu[20]將試樣中的丙酸鈣在酸性條件下轉化為丙酸，用超聲波水浴法提取，收集并調pH。采用氣相色譜法外標法定量測定。該條件下檢測限為0.01 g/kg，回收率為87.4%～94.4%。測定結果的RSD為1.72%（n=6）。以滿足食品品質要求，簡化檢測步驟，節約檢測試劑，縮短檢測時間。錢振杰等[21]使用正丁酸內標對檢測校正。劉沛明[22]建立起毛細管柱氣相色譜法對月餅中的丙酸鈣及苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸防腐劑同時測定，樣品采用石油醚和乙醚進行提取，氣相色譜配置火焰離子化檢測器進行定量分析，方法簡單快捷；焦宏等[23]采用氣相色譜法填充柱代替GB/T 5009.120—2003中高分子聚合物色譜柱對食品中丙酸鈉鹽和鈣鹽進行測定，試驗驗證方法精密度和線性關系較好，檢出限0.012 g/kg低于國家標準檢出限。周慧敏等[24]采用氣相色譜對糕點中丙酸鹽進行測定，在前處理將鹽進行酸化，采用乙酸乙酯提取，取提取液進行氣相測定。試驗進行6次平行測定，RSD為2.6%。加標回收率89.5%～93.6%。該處理方法簡化了水蒸氣蒸餾的繁瑣操作，回收率和精密度良好。

GB/T 5009.120—2016中第二法為氣相色譜法，與GB/T 5009.120—2003相比有所改進，該法使用毛細管色譜柱，前處理將樣品中進行酸化使丙酸鹽轉化成丙酸，進氣相色譜，用氫火焰離子化檢測器對其進行檢測，檢出限為0.03 g/kg。許多研究者在國標方法基礎上對該測定方法進行改進并廣泛應用。

趙旭峰[25]采用島津氣相色譜，并具體對氣相測定條件進行探討，測得0～250 μg/mL范圍內線性良好，檢出限0.025 g/kg，精密度小于3%。劉璇[26]采用FOSS 8400凱氏定氮儀對食品進行直接蒸餾處理，采用FFAP毛細管氣相色譜儀對食品中丙酸鹽進行測定，對GB/T 5009.120—2016方法進行改進，方法檢出限為0.003 g/kg，在10～250 μg/mL質量濃度范圍，相關系數R大于0.999 9，線性較好，重復6次相對偏差為2.39%，回收率在87.88%～103.31%之間。該方法前處理方便快捷，易操作，準確度高，可根據實際情況進行選擇改進。秦德萍[27]參照GB/T 5009.120—2016中第二法氣相法中前處理方法進行探討研究，測定不同蒸餾體積條件下樣品中丙酸的回收率，蒸餾體積為250 mL（回收率91%～94%）的回收率高于200 mL（89%～93%），200 mL高于150 mL（75%～81%），同時簡化蒸餾吸收液裝置，采用DB-FFA毛細管色譜柱對市場上濕面條中丙酸進行快速分析檢測，該方法檢出限為0.02 g/kg，RSD在3.7%～5.6%之間，說明方法檢測結果準確可靠。師真等[28]采用溶劑萃取-氣相色譜方法對鮮花餅中的丙酸鹽進行測定，詳細討論對樣品提取時長、萃取溶液的選擇、萃取溶液的用量對丙酸測定的影響，測定結果顯示線性相關性0.999，平行6次測定相對標準偏差小于8%，方法檢出限為0.001 g/kg，加標回收率82%～104%。該方法可快速檢測鮮花餅中丙酸鹽的含量，為食品中丙酸檢測提供新思路，但是對前處理萃取方法還需進一步優化，以便能夠達到更好效果。

王峰[29]對測定糕點中的丙酸鹽分別采用氣相色譜和液相色譜2種方法進行評價對比，結果表明液相色譜的方法檢出限1.0 mg/L，定量限5.0 mg/L，保留時間9.8 min，回收率96.12%，精密度0.60%。氣相的方法檢出限與定量限分別為2.5和10 mg/L，其回收率為95.13%，RSD為0.45%。表明這2種方法均有較好的平均回收率，在實際選擇檢測方法時，可以根據具體檢測的條件和環境進行方法選擇。

1.3 離子色譜法

王娟等[3]采取水蒸氣蒸餾法和C18固相萃取柱萃取法對試樣進行處理，選擇更為方便的C18固相萃取柱萃取法，采用戴安ICS-3000型離子色譜和Ionpac AS11-HC分析柱對食品中的丙酸鈣進行檢測，該方法條件下的標準曲線相關系數為0.999 7，回收率98.93%，RSD＜1%，進樣量20 μL時，最低檢出限為5 μg/mL。該方法準確度與靈敏度較好。陳玉波等[30]采用直接提取法和水蒸氣蒸餾方法進行樣品處理，選擇水蒸氣蒸餾法采用PIC-10型離子色譜系統梯度淋洗測定提取液中丙酸鈣含量，在103～205 mg/L樣品溶液中加標量400 mg/L測得回收率為98.98%，平行測定6次的RSD＜0.8%，最低檢出限為5 mg/L。楊芳等[31]采用水蒸氣蒸餾對樣品進行處理，采用離子色譜梯度淋洗對食品中丙酸鈣進行檢測，測定丙酸含量再使用公式進行換算，加標平均回收率為97.90%，檢出限為5 mg/L，平行6次測試的RSD為0.75%，該方法簡單、快速，準確度較高，具有一定實用價值。

王勇等[32]采用離子色譜法對食品中丙酸鹽的測定，試樣采取水蒸餾浸提，選擇ICS-3000型離子色譜儀和Ionpac AS11-HC型號陰離子分離柱（250 mm×4 mm），淋洗液為一定濃度的氫氧化鈉溶液，等度洗脫，在20.00～40.00 mg/L質量濃度范圍內相關系數為0.999 9，且方法檢出限為1.00 mg/kg，加標回收率在91.3%～96.2%之間，平行測定12次得到RSD為0.5%～1.2%。該方法具有較低檢出限，相對偏差比一般HPLC更低，檢測準確，為食品中丙酸鹽測定提供新的方法思路。李歆等[33]選擇水蒸氣蒸餾法對醬油中的丙酸鈣進行提取，研究NaOH與KOH梯度淋洗，并采用PRD 210離子色譜柱測定，在5～25 mg/L范圍內線性關系相關系數0.999 4，檢出限為5 mg/L，加標量為400 mg/L，其回收率為98.35%～99.83%，并研究對比相同試驗條件下水蒸氣蒸餾法與直接提取法的加標回收率，水蒸氣蒸餾法的效率高于直接提取法。戴小輝等[34]建立一種重現性和穩定性良好的離子色譜法對糕點中的添加劑丙酸鈣的測定，并研究考察淋洗液濃度、流速及柱溫對測定效果的影響，其方法的保留時間和峰面積的相對標準偏差分別為0.18%和1.15%，回收率為91.77%，在0.10～20.0 mg/L范圍內相關系數為0.999 7，最低檢出質量濃度為0.02 mg/L。

離子色譜法對食品的處理大都采用水蒸氣提取的方法，這類檢測方法的精密度與回收率較好，且檢出限大多由于液相和氣相，對于更低濃度的丙酸鹽添加劑可采用離子色譜法加以優化進行測定。

2 其他檢測方法

除了普遍采用的液相色譜、氣相色譜、離子色譜法外，有研究人員采用質譜與色譜聯用進行分析測試。焦陽等[35]將乙酸作為內標溶液，采用890-5975C氣相色譜-質譜法對出口醬菜中殘留丙酸含量進行測定，樣品經水蒸氣蒸餾處理，以該內標方法得到線性回歸的相關系數0.999 5，檢出限1 mg/kg，回收率102.1%，相對標準偏差3.0%，該方法靈敏度較高，能準確測定樣品中丙酸殘留量。郝鵬飛等[36]采用氣相色譜-質譜法對腌漬蔬菜中的丙酸進行檢測分析，對于腌制蔬菜經過前處理粉碎后采用磷酸酸化，無水乙醇進行提取后用氣相色譜-質譜對樣品丙酸含量進行測定，結果表明該方法的檢出限（S/N=3）為0.20 mg/kg。平行測定6次RSD為1.2%～2.3%，回收率為95.8%～97.9%。質量濃度范圍在0～10 μg/mL之間，相關系數R2為0.999 3。目前對于使用氣相色譜-質譜法對食品中丙酸及鹽類的報道較少，但采用氣質聯用方法更加精準，檢出限低，對于一些出口食品可采用氣相-質譜方法進行測定。

宋潔等[37]采用分散固相萃取法凈化，離子色譜一質譜法對餅干中丙酸鹽的含量進行測定，討論試驗過程樣品提取、質譜條件對測定的影響。在0.005～0.1 mg/L，線性相關系數R2為0.998 4，檢出限0.000 2 g/kg，加標平行測定10次精密度范圍為1.6%～8.5%，回收率89.2%～108%。該方法雖干擾較少，檢出限低，但線性關系不太好，采用離子-質譜方法研究較少，需要進一步對方法進行開發研究。

Phechkrajang等[38]建立一種快速、簡單的半定量方法，比色法以測定面包樣品中丙酸鈣的含量。通過硫酸鐵銨和丙酸陰離子的反應得到紅棕色絡合物。產物快速形成，易于觀察，丙酸陰離子質量濃度＞0.4 mg/mL。同時建立一種高效液相色譜法，并對比色法測定結果進行驗證。研究表明該方法的結果與高效液相色譜法一致。

3 結語

目前，對于食品中丙酸鹽防腐劑的測定普遍采用高效液相色譜法、氣相色譜法、離子色譜法，采用質譜聯用因其成本費用較高，所以應用較少，大部分研究者將方法改進放在樣品的前處理部分。由于國家標準的前處理方法蒸餾法較為繁瑣，不適用于大批量的檢驗工作，直接浸提法適用范圍狹窄，且2種處理方法對丙酸提取的準確性不是很高，因此，在目前研究基礎上，后期探索可根據所需成本、樣品形態和數量等實際情況需求對樣品進行處理方法的選擇，采用儀器設備的選擇及儀器條件參數的優化。根據目前研究發現，針對樣品處理的繁瑣性及適用范圍及能否選擇更成本更低的儀器問題還需要廣大研究者進一步深入研究。