氣相色譜質譜法同時檢測食品中多種防腐劑含量

王 輝，王 瀟，陳小麗，徐 旖，孟 奇，黃 南，楊天明，徐聰玲

（浙江公正檢驗中心有限公司，浙江 杭州 311305）

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，人民生活水平和文化水平不斷提升，食品質量安全問題越來越受到老百姓的關注[1]，食品企業為了有效防止食品腐敗變質、延長食品保質期、減少經濟損失、降低生產成本，通常會在其生產的食品中添加價格低廉的苯甲酸、山梨酸、對羥基苯甲酸酯類等等防腐劑，以達到抑制或消滅食品中的微生物、防止或減緩食品腐敗的目的。其中，有一些存在超標使用和濫用防腐劑的現象，使得食品安全問題與日俱增，民眾的關注度也是越來越高?，F有的研究表明，在國家規定的安全添加范圍內使用食品級防腐劑[2]不會導致安全問題，如果超標使用防腐劑則會對身體健康造成不同程度損傷。因此，食品中防腐劑含量的檢測也成為了市場監管部門及時掌握和監管食品生產上防腐劑使用情況的一個重要的手段。

目前，食品中防腐劑含量檢測方法大致可分為薄層色譜法[3]、毛細管電泳法、氣相色譜法[3-6]、液相色譜法[4-6]等。隨著防腐劑技術的發展，防腐劑的種類和成分發生了復雜的變化，單一的防腐劑檢測方法已經不能滿足行業的需求。國家標準檢測方法對于食品中多種防腐劑檢測通常都是結合多種不同方法各自檢測其中1 種或者2~3 種，檢測時間比較長，效率比較低，檢測成本也相對較高。氣相色譜-質譜法[7-9]相對于其他的方法有著更加快速、高效、靈敏、準確、成本低等優點，正逐漸成為防腐劑檢測技術的主流，目前尚沒有應用氣相色譜-質譜法檢測防腐劑的國家標準，相關的研究報道也比較少。建立了一種快速、準確同時檢測食品中13 種防腐劑的高通量的檢測方法，提高了日常檢測效率，降低了檢測成本。

1 試驗部分

1.1 材料與試劑

試驗用水均為超純水；鹽酸、氯化鈉、無水硫酸鈉、乙酸乙酯、硫酸鋅、亞鐵氰化鉀均為分析純。亞鐵氰化鉀溶液（150 g/L）：稱取折合15 g 亞鐵氰化鉀，溶于水稀釋至100 mL，混勻；硫酸鋅溶液（300 g/L）：稱取折合30 g 硫酸鋅的試劑溶于水并稀釋至100 mL，混勻；鹽酸溶液（1+1，體積比）：量取50 mL 鹽酸加入到50 mL 水中。

13 種防腐劑標準品（丙酸、富馬酸二甲酯、山梨酸、苯甲酸、脫氫乙酸、丁基羥基茴香醚（BHA）、2,6 -二叔丁基- 4 -甲基苯酚（BHT）、對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸異丙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸異丁酯、對羥基苯甲酸丁酯） 純度≥99.5%；壇墨質檢科技股份有限公司提供。

1.2 儀器和設備

7890B/5977B 型氣相色譜-質譜儀，美國安捷倫公司產品；CP512 型電子天平，感量為0.01 g，奧豪斯儀器（上海） 有限公司產品；SQP 型電子天平，感量為0.000 1 g，賽多利斯科學儀器（北京） 有限公司產品；Milli-Q Academic 型實驗室用超純水機，美國密理博公司產品；TGL-16G 型高速離心機，上海安亭科學儀器廠產品；KH-500B 型超聲波清洗機，昆山禾創超聲儀器有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品預處理

稱取樣品2~5 g（精確至0.01 g），置于50.00 mL離心管中，加水30 mL，超聲提取30 min，冷卻至室溫，加亞鐵氰化鉀溶液2 mL，混勻，再加入硫酸鋅溶液2 mL，混勻，以轉速4 000 r/min 離心10 min，過濾，用水分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50 mL，混勻備用。取10 mL 濾液，加5 mL 飽和氯化鈉溶液，加1 mL 鹽酸溶液酸化后，準確加入乙酸乙酯溶液2.00 mL，振搖2 min，靜置分層，取上層有機層供氣相色譜-質譜測定。

1.3.2 標準溶液的配制

（1） 標準儲備溶液（1 mg/mL） 的配制。準確稱取13 種防腐劑標準物質各10 mg，用乙酸乙酯分別溶解并定容至10 mL，配制成1.00 mg/mL 的標準儲備液。

（2） 標準混合儲備溶液（10 μg/mL） 的配制。分別去標準儲備溶液1.00 mL 混合，用乙酸乙酯定容至100 mL。

（3） 標準混合工作液的配制。取標準混合儲備溶液，用乙酸乙酯稀釋成系列標準混合工作液。

1.3.3 GC-MS 測定

（1） GC 條件。色譜柱：聚乙二醇石英毛細管柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm，或相當者；色譜柱溫度：100 ℃保持1 min，然后以15 ℃/min 升溫至200 ℃保持3 min，再以15 ℃/min 升溫至250 ℃，保持5 min；載氣：氦氣，純度≥99.999%，流速1.2 mL/min；進樣口溫度250 ℃；進樣量1 μL；進樣方式為分流進樣，分流比5∶1。

（2） MS 條件。電子轟擊源70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；溶劑延遲2 min；測定方式為選擇離子監測方式（SIM）。

13 種防腐劑定量離子、定性離子見表1。

表1 13 種防腐劑定量離子、定性離子

定量方法：取1.3.2 制備的標準混合工作液上機測定繪制標準曲線，再取1.3.1 制備的樣液上機測定，以保留時間和2 個定性離子定性，以定量離子的峰面積計算樣液中目標物的含量。

2 結果與分析

2.1 色質譜條件的優化

分別考查了（5%-苯基） -甲基聚硅氧烷毛細管色譜柱和聚乙二醇石英毛細管柱，結果顯示在（5%-苯基） -甲基聚硅氧烷毛細管色譜柱上丙酸響應很差，幾乎不出峰；丙酸、山梨酸、苯甲酸、脫氫乙酸等峰形較寬；而在聚乙二醇石英毛細管色譜柱中各種防腐劑均能有效分離且峰形響應較好。通過對進樣口溫度、程序升溫條件與載氣流速的選擇，按照檢測靈敏度高，檢測時問短，分離效果好的原則，通過對標準溶液進樣的觀測確定色譜分離和質譜檢測條件，在此條件下13 種防腐劑得到了很好的分離。

13 種防腐劑選擇離子監測（SIM） 譜圖見圖1。

圖1 13 種防腐劑選擇離子監測（SIM） 譜圖

2.2 預處理方法優化

為了充分萃取出提取液中的目標物，根據13 種防腐劑的性質并結合各種文獻資料所使用的萃取劑，對無水乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷、石油醚作為樣品萃取溶劑進行考查，正己烷回收率84%，石油醚和二氯甲烷萃取回收率在90%左右，無水乙醚、乙酸乙酯萃取回收率均在95%以上，綜合各方面因素選擇乙酸乙酯作為萃取溶劑。

不同萃取溶劑的回收率見圖2。

圖2 不同萃取溶劑的回收率

分別選用磷酸溶液（1∶9）、鹽酸溶液（1∶1）和硫酸溶液（1∶9） 進行酸化，結果表明硫酸溶液（1∶9） 回收率為90.2%，磷酸溶液（1∶9） 回收率為91.8%，鹽酸溶液（1∶1） 回收率為95.5%。故選用鹽酸溶液（1∶1） 作為酸化試劑。

不同酸化試劑的回收率見圖3。

圖3 不同酸化試劑的回收率

2.3 方法學考查結果

2.3.1 線性與檢出限結果

13 種防腐劑的線性范圍、線性方程、相關系數、檢出限見表2。

表2 13 種防腐劑的線性范圍、線性方程、相關系數、檢出限

按上述條件將系列混合標準工作液上機測定，以峰面積為縱坐標（Y），以質量濃度（ng/mL） 為橫坐標（X） 制作標準工作曲線，得到線性方程的線性回歸系數R2均大于0.998，表明13 種防腐劑在相應的質量濃度范圍內線性良好。采用標準添加法進行測定，得到13 種防腐劑檢出限為0.05~0.45 mg/kg，靈敏度滿足實際樣品檢測的需要。

2.3.2 回收率和重復性結果

在陰性果蔬汁和面包中分別添加3 個質量濃度水平的混合標準溶液進行6 次回收率試驗。由表3可知，回收率為73.2%~106.0%時，相對標準偏差為2.05%~6.91%，方法具有較好的精密度，能滿足實際樣品的檢測需要。

表3 13 種防腐劑的準確度和精密度（n=6）

13 種防腐劑的準確度和精密度（n=6） 見表3。

2.3.3 實際樣品檢測結果

采用上述方法對流通領域市售面包、醬腌菜、肉制品、飲料等80 份樣品進行13 種防腐劑的篩查，檢出脫氫乙酸陽性樣品6 例、丙酸陽性樣品1 例、山梨酸陽性樣品5 例、苯甲酸陽性樣品4 例，全部陽性樣品檢測結果均小于食品添加劑使用標準規定的允許最大添加量。

3 結論

采用氣相色譜-質譜聯用方法建立了食品中13 種防腐劑含量的檢測方法，通過優化前處理提取、萃?。粌灮?、質譜條件得到最佳儀器檢測條件。方法學考查和實際樣品的測定證明該方法實用、可靠。與目前的國家標準和文獻報道的方法相比，該方法具有操作快速簡單、結果重現性好、準確度高、檢出限低、回收率高等特點，能夠為實驗室提供一種準確的同時檢測食品中多種防腐劑的高通量的檢測方法，提高了日常檢測的效率和準確率。