毛細管柱色譜法測定食品防腐劑山梨酸和苯甲酸的探討

福建工貿(mào)學校 鄭定釗

苯甲酸和山梨酸是常用于食品中的防腐劑，具有抑制或殺滅微生物，保持食品鮮度，延長食品保質(zhì)期的作用。長期過量食用這些防腐劑，對人體會有一定的毒性，抑制骨骼生長，危害人體的腎臟和肝臟。因此，我國《GB2760 食品添加劑使用衛(wèi)生標準》對苯甲酸和山梨酸的使用范圍和最大使用量作了嚴格的限制。毛細管柱氣相色譜法具有操作簡便、分離效果好、靈敏度高、檢出限低、精密度高、結(jié)果準確的特點,現(xiàn)就毛細管柱氣相色譜法測定食品中苯甲酸和山梨酸色譜條件進行討論，實驗表明通過對色譜條件的優(yōu)化，不僅分離效果好，同時提高了分析的靈敏度高、節(jié)省了不少分析時間，結(jié)果滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

日本島津GC—14C氣相色譜儀，附FID 檢測器，食品添加劑分析專用毛細管柱(30m×0.53mm×1.00μm)；山梨酸(天津市福晨化學試劑廠)純度≥98 % ,苯甲酸(上海久億化學試劑有限公司)純度≥99 %，乙醚、石油醚、鹽酸、氯化鈉、無水硫酸鈉均為分析純。

1.2 色譜條件

溫度：進樣口230℃；檢測器230℃；柱溫190℃。

氣流速度：載氣為氮氣，160kPa（70 mL/min)；氫氣為50 mL/min；空氣為500mL/min；吹尾氣為30mL/min；分流比為1:30。

1.3 分析步驟

1.3.1 樣品預(yù)處理

稱取2.5g±0.01g 混合均勻的試樣，置于25mL帶塞量筒中，加0.5 mL 6mol/L鹽酸酸化，用15mL、10 mL乙醚提取兩次，每次振搖1 min，將上層乙醚提取液吸入另一個25 mL帶塞量筒中，合并乙醚提取液。用3 mL酸性氯化鈉溶液(pH=4)洗滌兩次，靜止15 min，用滴管將乙醚層通過10g無水硫酸鈉濾入25 mL容量瓶中。加乙醚至刻度，混勻。準確吸取5 mL乙醚提取液于5 mL帶塞刻度試管中，置40℃水浴上揮干，準確加入2 mL石油醚-乙醚(3+1)混合溶劑溶解殘渣，待測液。

1.3.2 標準溶液的制備

準確稱取山梨酸、苯甲酸各0.2000 g(按其純度折算為100%的質(zhì)量)，置于100 mL容量瓶中，用石油醚-乙醚(3+1)混合溶劑溶解后并稀釋至刻度。此溶液每毫升相當于2.0 mg山梨酸或苯甲酸。

再用石油醚-乙醚(3+1)配成每毫升相當于50、100、150、200、250ug山梨酸或苯甲酸混合標準使用液。

1.3.3 標準曲線的繪制

進樣2uL上述標準使用液于氣相色譜儀中，測得不同濃度山梨酸、苯甲酸的峰面積，以濃度為橫坐標，相應(yīng)的峰面積值為縱坐標，繪制標準曲線，如圖1所示。得到山梨酸、苯甲酸的線性回歸方程如下：

山梨酸：Y = 633.069X-1229.91， r = 0.9995；苯甲酸：Y = 676.0884X-5188.0， r = 0.9998。

圖1 山梨酸、苯甲酸工作曲線

1.3.4 結(jié)果計算

X —試樣中山梨酸或苯甲酸的含量 (mg/kg)；

m1—測定用試樣液中山梨酸或苯甲酸的質(zhì)量 (ug)；

V1—加入石油醚-乙醚混合溶劑的體積 (mL)；

V2—測定時進樣的體積(uL)；

m —試樣的質(zhì)量(g)；

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化與色譜圖

在確保分離效果的前提下, 通過改變載氣流速和柱溫對色譜條件進行優(yōu)化。

在柱溫170℃條件下，載氣流速從60kPa開始，按20kPa遞增，得到各流速下色譜圖，如圖2所示。

圖2 不同流速下山梨酸、苯甲酸的色譜圖

山梨酸或苯甲酸色譜保留時間、峰面積的變化情況見表1。

表1 不同載氣流速下山梨酸、苯甲酸測定數(shù)據(jù)

從圖1和表1數(shù)據(jù)分析可知，在載氣流速180kPa下，山梨酸、苯甲酸保留時間最短分別為2.450 min和6.283 min，方法靈敏度高、峰形好，考慮到節(jié)省載氣用量降低實驗成本，選擇160kPa作為實驗載氣流速。

在載氣流速為160kPa，測得不同柱溫下色譜圖及一組色譜數(shù)據(jù)，如圖3、表2所示。

圖3 不同柱溫山梨酸、苯甲酸的色譜圖

表2 不同柱溫下山梨酸、苯甲酸測定結(jié)果

實驗表明，柱溫為190℃，色譜出峰快，3.436 min完成一個分析周期，分析靈敏度高，峰形好，故選190℃作為實驗柱溫。

從載氣流速和柱溫優(yōu)化所得色譜圖和數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化前后對比山梨酸、苯甲酸保留時間分別縮短了4.3倍和4.8倍,峰面積增加了2.3倍和2.8倍。經(jīng)優(yōu)化選擇實際測量柱溫為190℃，載氣流速為160kPa（70 mL/min)，對山梨酸和苯甲酸進行測定，結(jié)果表明，不僅分離效果好、峰形好，靈敏度提高了約2.5倍，3.5min可完成一個分析周期。

2.2 回收率試驗

以不含苯甲酸、山梨酸的面包為本底，分別添加4個濃度水平的混合標準溶液，做加標回收實驗，其結(jié)果見表3。

表3 加標回收率實驗(n=4)

結(jié)果表明，方法對山梨酸、苯甲酸在基質(zhì)中的平均回收率分別為90.59% 和97.96%，回收率試驗符合測試要求。

2.3 精密度試驗

對加標樣品測定液進樣2uL，進行6次重復(fù)性試驗，測定結(jié)果的精密度，見表4。

表4 精密度實驗(n=6)

結(jié)果表明，山梨酸變異系數(shù)為4.3%，苯甲酸變異系數(shù)為1.4%，測定結(jié)果精密度高。

2.4 樣品測試

按上述色譜條件，對一些食品中防腐劑苯甲酸和山梨酸進行了測定，結(jié)果見表5。

表5 樣品測定結(jié)果

通過對面包、食醋等樣品中防腐劑山梨酸和苯甲酸的測定，結(jié)果表明，在柱溫190℃，載氣流速160kPa條件下，測定結(jié)果精密度、準確度高。

3 結(jié)論

通過對毛細管柱氣相色譜法測定食品中山梨酸和苯甲酸條件的優(yōu)化,適當提高色譜分析條件載氣流速和柱溫，可得到良好的分離效果、改善色譜圖形、提高靈敏度、精密度高、結(jié)果準確，可縮短分析時間。用于飲料、醬油、醋、面包（糕點）等食品中防腐劑的測定，可得到較滿意的效果。

[1]GB/T5009.29—2003，食品衛(wèi)生檢驗方法理化部分[S].

[2]GB2760—2007,食品添加劑使用衛(wèi)生標準[S].

[3]鮑忠定，許榮年，許佳飛.氣相色譜內(nèi)標法測定食品中防腐劑脫氫乙酸、苯甲酸和山梨酸[J]. 食品工業(yè)科技,2001,20(2):78-79.

[4]劉敬蘭，李姍，宋文濤,等. 食品中苯甲酸和山梨酸的氣相色譜法分離分析[J]. 分析試驗室,2002,21(3):12-14.

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