氣相色譜法測定食品中苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸含量

摘 要：目的：建立氣相色譜法測定食品中苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸含量的方法。方法：樣品經酸化處理后，使用乙醚進行提取，氣相色譜儀分離和定量分析。結果：苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸在各自線性范圍內線性關系良好，精密度相對標準偏差在2.04%～4.23%，平均回收率在98.77%～100.14%，檢出限分別為1.29 mg·kg-1、1.13 mg·kg-1和1.03 mg·kg-1，均符合相關要求。結論：本文建立的氣相色譜法具有高精密度、高準確度和強選擇性的特點，適用于醬油、果汁和腐乳等食品中苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸的測定。

關鍵詞：食品；苯甲酸；山梨酸；脫氫乙酸；氣相色譜法

Abstract： Objective： To establish a gas chromatography method for the determination of benzoic acid， sorbic acid， and dehydroacetic acid in food. Method： The samples were treated with acidification， extracted with ether， and then separated and quantitatively analyzed by gas chromatography. Result： Benzoic acid， sorbic acid and dehydroacetic acid had good linear relationships in their respective linear ranges. The relative standard deviation obtained from precision experiments was between 2.04% and 4.23%， and the recovery rate of spiked samples was between 98.77% and 100.14%， the detection limits were 1.29 mg·kg-1， 1.13 mg·kg-1 and 1.03 mg·kg-1. Conclusion： The established gas chromatography method has high precision， accuracy， and strong selectivity， and is suitable for the determination of benzoic acid， sorbic acid and dehydroacetic acid in soy sauce， fruit juice and fermented bean curd.

Keywords： food; benzoic acid; sorbic acid; dehydroacetic acid; gas chromatography method

食品防腐劑的使用對于延長食品保質期和防止微生物污染至關重要。然而，防腐劑過量攝入可能對人體健康產生不良影響，如對消化系統和神經系統的潛在損害[1]。因此，食品中防腐劑含量的檢測成為保障食品安全的關鍵環節。傳統檢測方法如高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）盡管應用廣泛，但在某些復雜食品基質中的適用性有限，并且前處理過程煩瑣，檢測成本較高[2]。

食品工業中，防腐劑的使用是保障食品質量和安全的重要手段。苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸是最常用的3種防腐劑，它們廣泛應用于各種加工食品中，能夠有效抑制微生物的生長，從而延長食品的保質期，防止食品腐敗變質。盡管它們在食品安全方面發揮著積極作用，但長期攝入含有過量防腐劑的食品可能對人體健康產生潛在的危害。研究表明，過量攝入防腐劑可能導致消化系統、神經系統的紊亂，甚至對肝臟和腎臟功能造成損害。因此，必須對食品中的防腐劑含量進行嚴格控制，以確保食品在延長保質期的同時不會對消費者的健康造成危害。目前，食品安全檢測中廣泛采用的防腐劑含量檢測方法是高效液相色譜法。這種方法因其高效、準確而被廣泛應用，特別是在食品中多種防腐劑的檢測中占有重要地位。然而，HPLC在面對某些復雜食品基質時，存在一定的局限性。例如，HPLC的前處理步驟較為復雜，通常需要多步驟的樣品提取和凈化，使得整個檢測過程費時費力，增加了操作的難度；面對某些復雜樣品時，靈敏度仍有待進一步提升；檢測多種防腐劑時，通常需要分別測定，因此需要消耗大量的試劑和耗材，導致檢測成本較高，難以滿足大規模食品檢測的需求。基于上述問題，提升防腐劑檢測方法的效率和經濟性顯得尤為重要，研究和開發一種能夠簡化操作流程、降低檢測成本，同時保持高精度和高靈敏度的分析方法是解決這些問題的關鍵[3-4]。

本文提出并建立了一種能夠同時測定食品中苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸含量的氣相色譜分析方法。相比于傳統的檢測方法，該方法能夠有效提高檢測效率，通過同時測定3種常見防腐劑，縮短了檢測時間，且其操作步驟簡單，避免了傳統方法中多次提取、凈化等步驟，從而使整個檢測過程更加簡便、快捷。這些改進使得該方法在當前食品安全檢測需求中具有更廣泛的應用前景，不僅能夠滿足日常檢測工作的高效性要求，還能夠為大規模食品檢測提供可靠的技術保障，推動食品檢測技術的進一步發展。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

醬油、果汁、腐乳，市售。

乙醚（不含過氧化物）；石油醚（沸點為30～60 ℃）；無水硫酸鈉（分析純）；鹽酸溶液（6 mol·L-1）；氯化鈉溶液（40 g·L-1，加入少量3 mol·L-1的鹽酸溶液進行酸化處理）。

GC-2010型氣相色譜儀；氫火焰離子化檢測器；電子天平（精確度為萬分之一）；K-D濃縮器。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

取2 mL樣品置于25 mL的帶塞量筒內，加入0.5 mL鹽酸溶液（6 mol·L-1）進行酸化。用乙醚提取2次，每次振蕩2 min，并將所得乙醚層轉移至另一個25 mL帶塞量筒中。使用3 mL酸性氯化鈉溶液對乙醚層進行2次清洗，靜置5 min后，分離出乙醚層，并通過無水硫酸鈉過濾至濃縮瓶。在40 ℃水浴中將溶劑蒸干。然后，用2 mL乙醚和石油醚（1∶3，V/V）混合溶劑溶解殘留物，待上機測定[5-6]。

1.2.2 標準溶液配制

準確稱量3種防腐劑標準品各0.1 g（精確至0.1 mg），并將其分別轉移到100 mL容量瓶中。使用乙醚和石油醚的混合溶劑（1∶3，V/V）對標準品進行稀釋，定容，配制成濃度為1 mg·mL-1的標準儲備液。使用乙醚和石油醚混合溶劑對標準儲備液進行進一步稀釋，配制成20 μg·mL-1、50 μg·mL-1、100 μg·mL-1、200 μg·mL-1和300 μg·mL-1的標準系列溶液[7]。

1.2.3 色譜條件

使用GC-2010氣相色譜儀并配備氫火焰離子化檢測器（Flame Ionization Detector，FID），Rtx-5色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；起始溫度設定為90 ℃，保持2 min，然后以50 ℃·min-1的速率升溫至150 ℃；進樣口和檢測器溫度均為230 ℃；載氣為氫氣，流量為30 mL·min-1；輔助氣流量為300 mL·min-1；尾吹氣流量為30 mL·min-1；分流比為1∶1[8]。

2 結果與分析

2.1 色譜柱的選擇

在進行3種食品防腐劑的分離過程中，對比HP-1與Rtx-5兩種色譜柱的性能。經過評估，發現Rtx-5柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）分離效率更高。因此，本文選擇Rtx-5色譜柱作進行后續實驗。

2.2 色譜柱溫的選擇

經過一系列實驗驗證，確定了色譜柱的最佳升溫程序：起始溫度90 ℃，維持2 min，然后按照50 ℃·min-1的速度升溫至150 ℃。該條件下，山梨酸、苯甲酸和脫氫乙酸能夠有效分離，溶劑峰未受到影響，且各組分色譜峰的峰面積均達到峰值。

2.3 標準曲線

按1.2.2方法配制標準系列溶液，以峰面積與濃度為縱橫坐標，繪制標準曲線。結果表明，山梨酸、苯甲酸和脫氫乙酸的標準曲線分別為y=480.65x+4 435.8，y=628.56x+5 599.4和y=856.09x+1 943.3，相關系數R2分別為0.999 2、0.999 1和0.999 8。3種防腐劑均在20～300 μg·mL-1保持良好的線性關系。

2.4 精密度

以瓦罐醬油為實驗基質，添加2 mL濃度為300 μg·mL-1的標準溶液，并在同一參數下重復測定8次。如表1所示，3種防腐劑峰面積的相對標準偏差（Relative Standard Deviation，RSD）分別為4.23%、2.38%和2.04%，表明其精密度良好。

2.5 準確度

以瓦罐醬油為試樣，平行稱取2份樣品，分別加入50 μg·mL-1和300 μg·mL-1的標準溶液2 mL，進行加標回收實驗，結果見表2。可以看出，苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸的平均回收率分別為99.80%、98.77%和100.14%，表明該方法的回收效果非常理想，具有較高的準確性。

2.6 檢出限

按照3倍信噪比計算檢出限，得出苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸3種防腐劑的檢出限分別為1.29 mg·kg-1、1.13 mg·kg-1和1.03 mg·kg-1。

2.7 實際樣品測定

市場上購買醬油、果汁、腐乳類食品樣品26份，采用本方法進行食品中苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸檢測，發現所有檢出的防腐劑含量（苯甲酸0.09～0.15 g·kg-1、山梨酸0.08～1.07 g·kg-1、脫氫乙酸0.05～0.40 g·kg-1）均低于《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）限量值。詳細檢出結果見表3。

3 結論

本文建立了氣相色譜法檢測食品中苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸3種防腐劑的方法。3種防腐劑均在20～300 μg·mL-1保持良好的線性關系，相關系數R2均大于0.999；精密度RSD在2.04%～4.23%，3種防腐劑的加標回收率分別為98.77%、99.80%和100.14%，表明該方法精密度好、準確度高，且具有操作簡便、分離效果優良等優點，可為食品安全檢測提供可靠的技術支持。

參考文獻

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作者簡介：高小云（1993—），女，山東青島人，本科，助理工程師。研究方向：食品防腐劑檢測。