基于改性碳納米管分散固相萃取吸附劑-高效液相色譜法檢測醬菜中3種食品防腐劑

萬洪善， 袁 芹

(連云港職業技術學院，江蘇 連云港 222006)

引 言

民以食為天，食以安為先，食品安全關系到人類健康和國計民生的重大問題。防腐劑可防止食品變質，延長食品的保存期[1]，但是，食品生產、加工或制造過程中超范圍、超限量使用及濫用食品添加劑，可使食品受到污染，影響到食品安全[2]。

苯甲酸鈉、山梨酸鉀和尼泊金乙酯是較為常用的防腐劑,可防止食品變質發酸、延長保質期。苯甲酸鈉的急性毒性較小，但過量服用苯甲酸鈉鹽,容易改變人體細胞膜的通透性，抑制細胞膜對氨基酸的吸收，且細胞膜抑制脂肪酶等酶的活性，影響正常的生理代謝；山梨酸鉀的毒性低于苯甲酸，其防腐效果及安全性優于苯甲酸鈉,過量食用，會引起過敏以及消化異常等情況；尼泊金乙酯具有良好的抑菌作用及穩定性，過量使用易導致人類乳腺腫瘤[3-4]。

本文在前期研究的基礎上，以自制的海藻酸鈉改性的碳納米管用作dSPE固相吸附富集材料。研究表明，經海藻酸鈉改性后的碳納米管具有較好的吸附性、水溶性，以及廣泛的pH適用性[6-8]。結合HPLC同時測定醬菜中的3種食品防腐劑，探討碳納米管在食品檢測中的應用。

1 材料及方法

1.1 儀器及試劑

LC-20 AT HPLC儀，日本島津公司；臺式高速離心機，德國Sigma公司；電子分析天平，上海精密科學儀器公司。

SAL-MWCNT-COOH，自制；苯甲酸鈉、山梨酸鉀、尼泊金乙酯標準品，上海生化試劑有限公司;甲醇、乙腈，色譜純，天津賽孚瑞科技有限公司。

醬菜:購于江蘇省連云港市某超市。

1.2 標準溶液配制

用去離子水分別配制1 000 μg/mL的3種食品防腐劑標準品的混合標準儲備液，取上述標準儲備液，用去離子水稀釋成不同濃度的混合標準系列工作液。

1.3 樣品預處理

將10 g經粉碎勻質后的醬菜樣品于40 mL具塞離心管中,加入100 μL質量濃度為1 000 μg/mL的內標工作液,然后，加入20 mL乙醇-水(體積比80∶20),渦旋混勻1 min,置于超聲波清洗器中超聲提取10 min,離心5 min(5 000 r/min),收集上清液5 mL至改性后的SAL-MWCNTS-COOH dSPE柱，依次用去離子水、乙醇、乙腈洗滌，洗脫液過0.22 μm濾膜后供HPLC分析。

1.4 HPLC條件

色譜柱為C18柱，5μm×4.6 mm×250 mm，流動相：乙腈和水；梯度洗脫程序為初始時V(乙腈)∶V(水)=50∶50，7 min時體積比為62∶38，14 min時為78∶22,28 min時為92∶8，30 min時為100∶0,保持3 min～5 min。柱溫為25 ℃，進樣體積為10 μL。

2 結果與討論

2.1 dSPE條件的優化

2.1.1 提取液濃度的優化

由于企業和監管部門職責的劃分不明確，企業在安全和效益的平衡等方面，沒有做好有效把控，未能落實主體責任，安全管理工作落實不到位。具體體現如下：①注重效益的觀念尚未轉變，缺乏對安全運輸的認識，安全生產主體責任沒有落實到位。②缺少安全生產管控方法。從企業安全生產管控實際來說，采取的主要措施包括安全隱患排查治理，以及道路運輸企業安全生產標準化。很多企業尚未構建有效的安全隱患排查治理機制，沒有實行安全隱患閉環管理。除此之外，在安全生產標準化方面，未能發揮其作用。

食品防腐劑的提取方法主要以甲醇-水、乙醇-水為提取液。本文在參考文獻[9]的基礎上,選擇乙醇-水作為提取液,比較了60%、75%、80%、85%、90%乙醇-水的提取效率。經過比較發現，采用80%乙醇水溶液對3種食品防腐劑提取，效果總體最佳,均達到94.2%以上的回收率,故選擇80%乙醇-水溶液作為提取液。

2.1.2 提取液pH值的影響

添加混合標準中間液(1 000 μg/mL)400 μL于10 mL空白醬菜樣品提取液中,加水稀釋至40 mL,SAL-MWCNT-COOH用量為200 mg,pH值調節為2～6,溫度設置25 ℃，如1.3所述進行操作，研究了提取液pH值對回收率的影響,結果見圖1。

圖1 提取液pH對回收率的影響

由圖1可知,苯甲酸鈉和山梨酸鉀在pH為4.5時回收率最大，尼泊金乙酯的回收率在pH值為4.5～6時不隨pH值發生改變，為了研究方便，因此,本實驗選擇提取液的pH值為4.5進行dSPE研究。

2.1.3 SAL-MWCNT-COOH用量的影響

實驗發現,SAL-MWCNT-COOH用量對實驗有一定影響，用量過少則不能完全吸附底物，用量過多則會影響上樣時的流速。提取液pH值為4.5，T=25 ℃條件下，考察SAL-MWCNT-COOH復合物用量對醬菜中3種食品防腐劑的回收率影響，結果見圖2。

圖2 SAL-MWCNT-COOH用量對回收率的影響

由圖2可知，SAL-MWCNT-COOH復合物的用量為125 mg時，3種食品防腐劑的回收率較高，繼續增大投放量，回收率變化不大，且會影響上樣速率及洗脫效果，綜合考慮，SAL-MWCNT-COOH復合物的用量選定為125 mg。

2.1.4 洗脫液的選擇

考慮到3種食品防腐劑的溶解性，在上述優化后的最佳條件下分別比較了甲醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯4種溶劑的洗脫效率。實驗結果表明，以乙腈作洗脫劑時醬菜中3種防腐劑的回收率較高(圖3)，故選擇用乙腈作洗脫劑。

圖3 不同洗脫液對回收率的影響

對乙腈進行體積優化，洗脫溶劑體積對回收率的影響如第30頁表1所示。由表1可知，3種食品防腐劑的洗脫回收率隨著洗脫液體積增大而增大，當洗脫液體積為25 mL時，3種食品防腐劑洗脫回收率較高；當洗脫液體積大于25 mL時，3種食品防腐劑的洗脫回收率變化不大，故本實驗選擇洗脫劑乙腈的用量為25 mL。

表1 洗脫溶劑體積對回收率的影響

2.2 線性范圍和檢測限

用內標法定量，平行測定3次。以標液的質量濃度(X，mg/L)與峰面積(Y)作標準曲線，曲線的回歸方程如表2所示，在0.2 μg/L～200.0 μg/L線性范圍內，線性關系良好，相關系數均≥0.999 1。以1.0 μg/L的混合標準溶液樣品，按3倍信噪比計算，3種食品防腐劑的檢出限為0.014、0.011、0.016 μg/L；以10倍信噪比計算，其定量下限為0.124、0.101、0.092 μg/L。

表2 線性范圍、線性方程、相關系數及方法的檢出限

2.3 樣品加標回收率與方法精密度

采用在空白樣品中加入標準溶液的方法,對醬菜樣品中3種食品防腐劑進行添加回收率實驗,加標濃度為0.2 μg/kg～200.0 μg/kg，每個濃度平行進行6個水平分析。結果顯示，3種食品防腐劑的加標回收率分別為83.5%～92.1%、81.6%～93.8%和82.7%～91.3%，精密度(RSD)為5.8%～8.8%(如表3所示)。

表3 加標回收率

3 結論

本文基于海藻酸鈉改性的碳納米管作為dSPE吸附填料結合HPLC，用于檢測醬菜中3種食品防腐劑，優化實驗條件，3種食品防腐劑的回歸方程在0.2 μg/L～200.0 μg/L線性范圍內，線性關系良好，相關系數均大于0.999 1，加標回收率分別為83.5%～92.1%、81.6%～93.8%和82.7%～93.1%，精密度(RSD)為5.8～8.8%。可滿足痕量分析的要求。