氣相色譜法快速測定醬油中的6種防腐劑
何 靖1,2,3,何焜鵬1,2,3,陸慧珍1,2,3
(1.廣東省食品工業公共實驗室,廣東廣州 511442;2.廣東省食品工業研究所有限公司,廣東廣州 511442;
3.廣東省食品質量監督檢驗站,廣東廣州 511442)
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,最後采用氣相色譜-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,相關係數均在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%(=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、苯甲酸屬於酸型防腐劑,會對其他微生物酶係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製[1];對羥基苯甲酸酯(尼泊金酯)屬於酯型防腐劑,酚羥基結構破壞微生物細胞膜,使細胞內蛋白質變性,可抑製微生物細胞呼吸酶係與電子傳遞酶係活性,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,在一定程度上抑製骨骼生長,危害腎、肝髒的健康[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]。我國世界杯賽程預測國家標準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,不利於大批量樣品的測定,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,實驗中的樣品均購於本地商店。
1.2 試驗方法
1.2.1 溶液與標準品配製
鹽酸溶液(1∶1):量取250 mL濃鹽酸,與250 mL水混勻配得。
標準儲備液的配製: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,用乙酸乙酯溶解後定容至50 mL,混勻後此時得1 000 μg/mL的混標溶液。
標準工作曲線的配製: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於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),置於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 mL/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種防腐劑能溶於有機溶劑,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%,由於乙醚的沸點較低,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、響應和峰形的方麵進行評估比較,用於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%;峰形方麵,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 方法的線性範圍及檢出限
以化合物峰麵積(Y)為縱坐標,濃度(X)為橫坐標,繪製6種防腐劑的標準曲線。其線性回歸方程和相關係數如表1所示。結果表明,6種防腐劑在10~200 μg/mL的範圍線性關係良好,線性係數均在0.999以上;逐級稀釋標準品儲備液,以信噪比/=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複性實驗
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%,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
從市麵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、色譜柱方麵進行優化,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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作者簡介:何靖(1993—),女,漢族,廣東肇慶人,本科,助理工程師。研究方向:食品質量與安全。
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