氣相色譜法快速測定醬油中的6種防腐劑

何靖 何焜鵬 陸慧珍

摘 要：目的：建立同時測定醬油中山梨酸、苯甲酸和對羥基苯甲酸酯類防腐劑的氣相色譜檢測方法。方法：樣品經過鹽酸溶液酸化，加入乙酸乙酯提取，最后采用氣相色譜-氫火焰離子化檢測器進行定量分析。結果：本方法可在12 min內實現分離。各防腐劑檢出限為1 μg/mL，相關系數均在0.999以上，在添加水平的回收率為95.7%～102%，相對標準偏差在1.3%～3.0%（n=6）。結論：該方法樣品前處理簡單快速，分析時間短，靈敏度、準確度和精密度均滿足測定醬油中山梨酸、苯甲酸和對羥基苯甲酸酯類的檢測要求。

關鍵詞：防腐劑;氣相色譜;醬油

山梨酸、苯甲酸和對羥基苯甲酸酯類是醬油生產中常用的防腐劑。山梨酸、苯甲酸屬于酸型防腐劑，會對其他微生物酶系統的正常運轉產生一定影響而產生抑菌作用，使微生物的繁殖受到抑制[1];對羥基苯甲酸酯（尼泊金酯）屬于酯型防腐劑，酚羥基結構破壞微生物細胞膜，使細胞內蛋白質變性，可抑制微生物細胞呼吸酶系與電子傳遞酶系活性，從而達到抑菌防腐作用[2]，其抑菌作用隨著醇烴基碳原子數的增加而增加，且碳鏈越長，毒性越小，用量越少[3]。過量使用防腐劑會對人體產生一定的傷害，在一定程度上抑制骨骼生長，危害腎、肝臟的健康[4]。有研究顯示，對羥基苯甲酸酯類具有弱雌激素活性，損害人體身心健康[5]。我國食品安全國家標準GB 2760—2014規定，醬油中山梨酸、苯甲酸限值均為1.0 g/kg，對羥基苯甲酸酯類添加量≤0.25 g/kg。

目前，測定山梨酸、苯甲酸和對羥基苯甲酸酯的方法眾多，主要有現行的國家標準GB 5009.28—2016、GB 5009.31—2016和行業標準，包括液相色譜法[6]、氣相色譜法[7]、氣相色譜聯用質譜法[8]、液相色譜聯用質譜法[9]、毛細管電泳法[10]等。標準方法前處理步驟繁瑣，而且分別采用兩個標準方法才能完成測定，耗時長，不利于大批量樣品的測定，所以有必要研究一種同時檢測醬油中常用的6種防腐劑的快速方法。本文采用氣相色譜法建立準確、高效、快速測定醬油的山梨酸、苯甲酸及4種對羥基苯甲酸酯的檢測方法，為實驗室檢測和醬油企業的出廠檢驗提供實際參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器與設備

島津GC-2010Plus氣相色譜儀配氫火焰離子化檢測器（FID），島津企業管理（中國）有限公司;渦旋振蕩器，德國IKA公司;高速冷凍離心機，曦瑪離心機（揚州）有限公司;ME204E/02型電子天平，梅特勒-托利多（上海）有限公司。

1.1.2 材料與試劑

標準品：山梨酸（99.7%，Bepure）、苯甲酸（99.8%，Bepure）、對羥基苯甲酸甲酯（99.7%，Bepure）、對羥基苯甲酸乙酯（99.9%，Bepure）、對羥基苯甲酸丙酯（99.0%，Dr.Ehrenstorfer）和對羥基苯甲酸丁酯（99.9，ANPLE）。鹽酸（分析純）、乙酸乙酯（色譜純），實驗室用水為Milli-Q一級超純水，實驗中的樣品均購于本地商店。

1.2 試驗方法

1.2.1 溶液與標準品配制

鹽酸溶液（1∶1）：量取250 mL濃鹽酸，與250 mL水混勻配得。

標準儲備液的配制：分別稱取山梨酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯和對羥基苯甲酸丁酯各0.05 g，精確到0.000 1 g，用乙酸乙酯溶解后定容至50 mL，混勻后此時得1 000 μg/mL的混標溶液。

標準工作曲線的配制：分別準確吸取標準儲備液0.25 mL、0.50 mL、1.25 mL、2.50 mL、5.00 mL于5個25 mL容量瓶，用乙酸乙酯稀釋至刻度，得到濃度分別為10 μg/mL、20 μg/mL、50 μg/mL、100 μg/mL和200 μg/mL的標準混合工作液。

1.2.2 樣品前處理

取均勻的醬油樣品5 g（精確到0.001 g），置于50 mL比色管，加入2 mL 1∶1鹽酸溶液，渦旋1 min，再準確加入10 mL乙酸乙酯，渦旋3 min。在6 000 r/min的轉速下離心3 min，取上清液過0.22 μm的有機濾膜，供氣相色譜分析。

1.2.3 氣相色譜條件

色譜柱：HP-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;進樣口：溫度240 ℃;進樣體積1 μL，分流進樣，分流比10∶1，柱流量為1.0 L/min。柱溫升溫程序：初溫80 ℃保持1 min，以15 ℃/min的速率升到210 ℃，再以20 ℃/min的速率升到240 ℃，保留4 min。氫火焰離子化檢測器（FID）：溫度280 ℃，氫氣40 mL/min，空氣350 mL/min;載氣：高純氮氣;尾吹30 mL/min。

2 結果與分析

2.1 目標化合物的提取溶劑

按照1.2.2的前處理方法，分別選擇乙腈、乙酸乙酯、乙醚、甲醇作為提取溶劑，考慮到6種防腐劑能溶于有機溶劑，而且樣品中的雜質成分不容易被有機溶劑提取出來，因此本方法選用這4種溶劑作為考察對象。結果表明，乙醚回收率在60%～70%，由于乙醚的沸點較低，提取時易揮發，導致回收率不理想。而甲醇與醬油中的水分會有一定程度的混溶，不易與水相分層，不考慮選用。乙腈和乙酸乙酯提取效果相近，能滿足6種防腐劑的回收率要求。考慮到乙腈的毒性比乙酸乙酯大，最終選用乙酸乙酯作為理想的提取溶劑。

2.2 色譜柱的選擇

本方法對2種不同類型的柱子對6種防腐劑在分離度、響應和峰形的方面進行評估比較，用于探究適合該方法檢測的色譜柱。柱子分別選用HP-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）和HP-1（30 m×0.25 mm×0.25 μm），依照1.2.3的儀器條件，配置一個濃度為100 μg/mL的混標標點，分別用上述兩條柱子上機檢測。結果發現，這兩條柱子都能將6種防腐劑實現分離;各防腐劑在HP-5柱的響應值普遍比在HP-1的高12%;峰形方面，選用HP-1柱的峰形會出現目標峰拖尾的現象，尤其是山梨酸和苯甲酸。HP-5柱得到的目標化合物峰形對稱，基線平穩。綜上，決定選用HP-5作為色譜柱進行測定。所得到的6種防腐劑色譜圖見圖1。

2.3 方法的線性范圍及檢出限

以化合物峰面積（Y）為縱坐標，濃度（X）為橫坐標，繪制6種防腐劑的標準曲線。其線性回歸方程和相關系數如表1所示。結果表明，6種防腐劑在10～200 μg/mL的范圍線性關系良好，線性系數均在0.999以上;逐級稀釋標準品儲備液，以信噪比S/N=3時的濃度為本方法的檢出限，各防腐劑的檢出限同見表1，均為1 μg/mL。

2.4 樣品加標回收實驗和重復性實驗

稱取從市場購買的醬油樣品，在樣品中分別添加低、中、高3個梯度濃度水平，以探究6種防腐劑的加標回收率，結果見表2;在同一添加水平下對樣品進行6次平行測試實驗，探究該方法的精密度情況，如表3所示。6種防腐劑的加標回收率在95.7%～102%，RSD為1.3%～3.0%，說明該方法的加標回收率和精密度良好。

2.5 實際樣品的測定結果

從市面上購買不同廠家不同等級的醬油，覆蓋4個等級，每個等級2個樣品，共8批樣品，用1.2中方法對樣品進行測定，具體測定結果見表4，可知不同等級的醬油各項防腐劑使用量均符合GB 2760—2014的限量規定，使用總量都在0.3～0.6 g/kg。

3 結論

山梨酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸酯類是醬油最常添加的幾類防腐劑。本方法采用氣相色譜儀分析，對前處理、色譜柱方面進行優化，解決了標準方法前處理步驟繁瑣，成本高的問題，本方法同時測定山梨酸、苯甲酸和4種對羥基苯甲酸酯類，無需兩個標準方法分別測定，節約了成本和時間。不僅可以將6種防腐劑實現分離，而且分析時間短，實驗過程簡便快捷，檢出限低，回收率、精密度、準確度好，能滿足實驗室的檢驗要求，為醬油中防腐劑的測定提供了一個高效的測定方法。

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