離子色譜法對食品中丙酸鈣的測定
2007-04-29 00:00:00王娟趙霞孫軍
華章 2007年8期
［摘 要］本文主要敘述了通過離子色譜法測定食品中丙酸鈣，根據試驗確定了最佳的樣品處理方法、儀器狀態，加標回收率為98.93%，相對標準偏差小于1%，標準曲線線性相關系數為0.9997，10μL進樣最低檢出限為0.5μg/mL。
［關鍵詞］離子色譜 丙酸鈣 食品
［中圖分類號］TQ ［文獻標識碼］A ［文章編號］1009－5489(2007)08－138－03
一、前言
丙酸鈣(Calcium propionate)，分子式：C6H10CaO4·(0~1)H2O，分子量：186.22，白色結晶、顆粒或結晶性粉末。無臭或帶輕微丙酸氣味。作為食品添加劑一般使用一水鹽。對熱和光穩定。有吸濕性。易溶于水(40%)，不溶于醇、醚類，10%水溶液的PH值為8—10。在酸性條件下，產生游離丙酸，具抗菌作用，比山梨酸弱，比乙酸強，是理想的防霉、防腐劑。在食品行業中，與其他防腐劑相比較更能延長食品的保鮮存放期。在面包及糕點、果凍、蜜餞、果醬、糖果、飲料、醬油中都可使用。
面包和豆制品中常常添加丙酸鈣作防腐劑，它可以保證面包在一周內不長霉菌。其本身無毒，呈微酸性，可抑制霉菌的生長，且又不影響酵母菌的繁殖。丙酸鈣在人體內水解成丙酸根離子和鈣離子，其中丙酸是牛奶和牛羊肉中的常見脂肪酸成分，而鈣離子甚至還有補鈣的作用。它們都可以作為營養物質被人體吸收。作為國家批準使用的防腐劑，丙酸鈣是安全的。對面包而言，它沒有營養價值，也不能長時間使面包永不生霉，只能是在面包中抑制霉菌的增長，推遲面包生霉時間。所以，可以解決炎熱的夏季或陰雨連綿的雨季面包很快生霉的問題，減少損失，保證人們的身體健康。
國家標準局(1984)211號文件批準將丙酸鈣列入GB2760—81《食品添加劑使用衛生標準》中，規定面包、糕點中最大添加量不大于2.5g/kg。
真正的危險來自個體食品攤和某些素質很低、管理極差的小企業。這些食品生產者缺乏食品科學知識，往往不遵守國家規定，無限制地亂加防腐劑，給消費者帶來威脅。丙酸鈣超標使用會燒傷腸胃、造成中毒甚至死亡；對兒童、孕婦等特殊人群危害更大。過量的丙酸鈣在抑制微生物活動的同時也對人體內微生物菌群的活動產生干擾，使人體內平衡紊亂。
二、試驗
1、試驗儀器與試劑
(1)試驗儀器
戴安ICS—3000型離子色譜，電導檢測器，IonPac AS11-HC分析柱，IonPac AG11-HC保護柱(4mm)，抑制器ASRS ULRAⅡ4mm，只加水淋洗液發生器EG，水蒸汽蒸餾裝置，北京八方世紀科技有限公司GA1-1005，SPE ODS(C18固相萃取柱)，密里博超純水儀Milli-Q，14×1000rpm高速離心機，超聲波萃取儀。
(2)試驗試劑
丙酸標準溶液：標準儲備液(10mg/mL)，準確稱取250mg丙酸于25mL容量瓶中，加水至刻度。標準使用液，將儲備液用水稀釋成1μg/mL～25μg/mL的標準系列。
磷酸溶液：取10mL磷酸(85%)加水至100mL。
甲酸溶液：取1mL甲酸(99%)加水至50mL
本文中所提到的水均為超純水18.2MΩ·cm，25℃。
2、樣品處理方法
(1)水蒸汽蒸餾法
水蒸汽蒸餾法的原理為，試樣酸化后，丙酸鹽轉化為丙酸，經水蒸汽蒸餾，收集后的液體為丙酸溶液。
提取方法為：準確稱取30.00g事先均勻化的試樣(面包、糕點試樣需在室溫下風干，磨碎)，置于500mL蒸餾瓶中，加入100mL水，再用50mL水沖洗容器，轉移到蒸餾瓶中，加10mL磷酸溶液，2滴～3滴硅油，進行水蒸氣蒸餾，將250mL容量瓶置于冰浴中作為吸收液裝置，待蒸餾約250mL時取出，在室溫下放置30min，加水至刻度，吸取10mL該溶液于試管中，加入0.5mL甲酸溶液，混勻，取5mL稀釋液于離心管內，14×1000rpm高速離心機內離心20min，用1mL一次性注射器取上層清液進樣。
(2)C18固相萃取柱萃取法
C18固相萃取柱萃取法原理：試樣經酸化后，丙酸鹽轉化為丙酸，經C18固相萃取柱除掉脂肪、蛋白和大分子有機物后收集的濾液為丙酸溶液。
面包、糕點試樣在室溫下風干，均勻化試樣，研磨至小于400目，準確稱取30.00g于500mL磨口錐型瓶中，加入150mL水，10mL磷酸，浸泡，超聲波萃取0.5h。用定量濾紙過濾，濾液過C18固相萃取柱，棄去前3mL，收集10mL濾液，加入0.5mL甲酸溶液，稀釋25倍后，取5mL稀釋液于離心管內，14×1000rpm高速離心機內離心20min，用1mL一次性注射器取上層清液進樣。
醬油、醋等液體試樣不需要風干，稱取后同上“直接加入150mL水……取上層清液進樣”。
另外，C18固相萃取柱在使用前需要以4mL/min的流速，先過5mL甲醇，再過10mL超純水，除去柱中雜質，切記保持液面高于填料。C18固相萃取柱除去了樣品中有機物、蛋白。
(3)樣品處理方法的確定
通過兩種樣品處理方法所處理的樣品均在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過算術平均值的10%。但是兩種方法相比較，C18固相萃取柱萃取法更快捷方便，所以選擇此方法處理樣品。
(4)計算
所得丙酸含量轉化為丙酸鈣、丙酸鈉含量：丙酸鈉含量=丙酸含量×1.2967
丙酸鈣含量=丙酸含量×1.2569
3、儀器分析條件
淋洗液：KOH 30mM
抑制器電流：90mA
淋洗液流速：1.200mL/min
電導檢測器靈敏度：μS
溫度補償系數：1.7%/℃
柱溫：30℃
電導池溫度：35℃
進樣量：20μL
梯度淋洗條件：
三、試驗譜圖分析
1、丙酸根標準物質譜圖
2、樣品譜圖
3、標準曲線與最低檢出限
配制丙酸根離子標準溶液，做出丙酸根線性曲線，得到丙酸根離子線性相關性為99.97%。按信噪比S/N為3計，最低檢出限為0.5μg/mL。
4、加標回收率
樣品溶液中加入一定量2.06μg/mL丙酸根離子標樣做加標回收率。平均加標回收率為98.93%。
5、精密度
在相同試驗條件下，對2.06μg/mL的丙酸根標樣進樣6次，其相對標準偏差小于1%。
四、結論
確定了最佳的樣品處理方法為：通過C18固相萃取柱萃取法對樣品進行處理，準確稱取30.00g于500mL磨口錐型瓶中，加入150mL水，10mL磷酸，浸泡，超聲波萃取0.5h。用定量濾紙過濾，濾液過C18固相萃取柱，棄去前3mL，收集10mL濾液，加入0.5mL甲酸溶液，稀釋25倍后，取5mL稀釋液于離心管內，14×1000rpm高速離心機內離心20min，用1mL一次性注射器取上層清液進樣，定量環10μL進樣。
通過多次試驗，加標回收率為98.93%，相對標準偏差小于1%。標準曲線線性相關系數為0.9997，按信噪比S/N為3計，10μL進樣最低檢出限為0.5μg/mL。
五、實驗方法比較
GB/T5009.120—2003食品中丙酸鈣、丙酸鈉的測定的方法為氣相色譜法，通過表1—3可以看出，與本文所述實驗方法相比，要優于氣相色譜法。
因此，可以認為本實驗方法值得推廣使用。
［參考文獻］
［1］羅欣、朱燕、唐建俊、戴文超：《丙酸鈣在真空包裝鮮牛肉保鮮中的應用研究》，《肉類研究》1998年2月。
［2］何光華：《新型食品添加劑丙酸鈣》，《四川食品與發酵》1994年1月。
［3］汪錦邦、高學敏、李平等：《丙酸鈣對食品中霉菌生長的抑制作用》，《食品與發酵工業》1984年6月。
［4］張小燕、張勤、楊德玉等：《食品防腐劑丙酸鈣中微量元素鉻的測定》，《食品科學》2003年2月。
［5］中華人民共和國國家標準GB/T5009：《120—2003食品中丙酸鈣、丙酸鈉的測定》。
