氣相色譜質(zhì)譜法同時(shí)檢測(cè)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(yàn)中心有限公司，浙江 杭州 311305）

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平和文化水平不斷提升，食品質(zhì)量安全問(wèn)題越來(lái)越受到老百姓的關(guān)注[1]，食品企業(yè)為了有效防止食品腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期、減少經(jīng)濟(jì)損失、降低生產(chǎn)成本，通常會(huì)在其生產(chǎn)的食品中添加價(jià)格低廉的苯甲酸、山梨酸、對(duì)羥基苯甲酸酯類等等防腐劑，以達(dá)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(biāo)使用和濫用防腐劑的現(xiàn)象，使得食品安全問(wèn)題與日俱增，民眾的關(guān)注度也是越來(lái)越高。現(xiàn)有的研究表明，在國(guó)家規(guī)定的安全添加范圍內(nèi)使用食品級(jí)防腐劑[2]不會(huì)導(dǎo)致安全問(wèn)題，如果超標(biāo)使用防腐劑則會(huì)對(duì)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(cè)也成為了市場(chǎng)監(jiān)管部門及時(shí)掌握和監(jiān)管食品生產(chǎn)上防腐劑使用情況的一個(gè)重要的手段。

目前，食品中防腐劑含量檢測(cè)方法大致可分為薄層色譜法[3]、毛細(xì)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(shù)的發(fā)展，防腐劑的種類和成分發(fā)生了復(fù)雜的變化，單一的防腐劑檢測(cè)方法已經(jīng)不能滿足行業(yè)的需求。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法對(duì)于食品中多種防腐劑檢測(cè)通常都是結(jié)合多種不同方法各自檢測(cè)其中1 種或者2~3 種，檢測(cè)時(shí)間比較長(zhǎng)，效率比較低，檢測(cè)成本也相對(duì)較高。氣相色譜-質(zhì)譜法[7-9]相對(duì)于其他的方法有著更加快速、高效、靈敏、準(zhǔn)確、成本低等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為防腐劑檢測(cè)技術(shù)的主流，目前尚沒(méi)有應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)防腐劑的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的研究報(bào)道也比較少。建立了一種快速、準(zhǔn)確同時(shí)檢測(cè)食品中13 種防腐劑的高通量的檢測(cè)方法，提高了日常檢測(cè)效率，降低了檢測(cè)成本。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)用水均為超純水；鹽酸、氯化鈉、無(wú)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸乙酯、對(duì)羥基苯甲酸異丙酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、對(duì)羥基苯甲酸異丁酯、對(duì)羥基苯甲酸丁酯） 純度≥99.5%；壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司提供。

1.2 儀器和設(shè)備

7890B/5977B 型氣相色譜-質(zhì)譜儀，美國(guó)安捷倫公司產(chǎn)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(chǎn)品；SQP 型電子天平，感量為0.000 1 g，賽多利斯科學(xué)儀器（北京） 有限公司產(chǎn)品；Milli-Q Academic 型實(shí)驗(yàn)室用超純水機(jī)，美國(guó)密理博公司產(chǎn)品；TGL-16G 型高速離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；KH-500B 型超聲波清洗機(jī)，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品預(yù)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(zhuǎn)速4 000 r/min 離心10 min，過(guò)濾，用水分次洗滌殘?jiān)占癁V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(zhǔn)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(jī)層供氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

（1） 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（1 mg/mL） 的配制。準(zhǔn)確稱取13 種防腐劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

（2） 標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液（10 μg/mL） 的配制。分別去標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液1.00 mL 混合，用乙酸乙酯定容至100 mL。

（3） 標(biāo)準(zhǔn)混合工作液的配制。取標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備溶液，用乙酸乙酯稀釋成系列標(biāo)準(zhǔn)混合工作液。

1.3.3 GC-MS 測(cè)定

（1） GC 條件。色譜柱：聚乙二醇石英毛細(xì)管柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm，或相當(dāng)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(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣量1 μL；進(jìn)樣方式為分流進(jìn)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(cè)定方式為選擇離子監(jiān)測(cè)方式（SIM）。

13 種防腐劑定量離子、定性離子見(jiàn)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(biāo)準(zhǔn)混合工作液上機(jī)測(cè)定繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，再取1.3.1 制備的樣液上機(jī)測(cè)定，以保留時(shí)間和2 個(gè)定性離子定性，以定量離子的峰面積計(jì)算樣液中目標(biāo)物的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 色質(zhì)譜條件的優(yōu)化

分別考查了（5%-苯基） -甲基聚硅氧烷毛細(xì)管色譜柱和聚乙二醇石英毛細(xì)管柱，結(jié)果顯示在（5%-苯基） -甲基聚硅氧烷毛細(xì)管色譜柱上丙酸響應(yīng)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(xì)管色譜柱中各種防腐劑均能有效分離且峰形響應(yīng)較好。通過(guò)對(duì)進(jìn)樣口溫度、程序升溫條件與載氣流速的選擇，按照檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)時(shí)問(wèn)短，分離效果好的原則，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣的觀測(cè)確定色譜分離和質(zhì)譜檢測(cè)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(jiān)測(cè)（SIM） 譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 13 種防腐劑選擇離子監(jiān)測(cè)（SIM） 譜圖

2.2 預(yù)處理方法優(yōu)化

為了充分萃取出提取液中的目標(biāo)物，根據(jù)13 種防腐劑的性質(zhì)并結(jié)合各種文獻(xiàn)資料所使用的萃取劑，對(duì)無(wú)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(jìn)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(wú)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(jiàn)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(jìn)行酸化，結(jié)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(jiàn)圖3。

圖3 不同酸化試劑的回收率

2.3 方法學(xué)考查結(jié)果

2.3.1 線性與檢出限結(jié)果

13 種防腐劑的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限見(jiàn)表2。

表2 13 種防腐劑的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限

按上述條件將系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作液上機(jī)測(cè)定，以峰面積為縱坐標(biāo)（Y），以質(zhì)量濃度（ng/mL） 為橫坐標(biāo)（X） 制作標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，得到線性方程的線性回歸系數(shù)R2均大于0.998，表明13 種防腐劑在相應(yīng)的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好。采用標(biāo)準(zhǔn)添加法進(jìn)行測(cè)定，得到13 種防腐劑檢出限為0.05~0.45 mg/kg，靈敏度滿足實(shí)際樣品檢測(cè)的需要。

2.3.2 回收率和重復(fù)性結(jié)果

在陰性果蔬汁和面包中分別添加3 個(gè)質(zhì)量濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行6 次回收率試驗(yàn)。由表3可知，回收率為73.2%~106.0%時(shí)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.05%~6.91%，方法具有較好的精密度，能滿足實(shí)際樣品的檢測(cè)需要。

表3 13 種防腐劑的準(zhǔn)確度和精密度（n=6）

13 種防腐劑的準(zhǔn)確度和精密度（n=6） 見(jiàn)表3。

2.3.3 實(shí)際樣品檢測(cè)結(jié)果

采用上述方法對(duì)流通領(lǐng)域市售面包、醬腌菜、肉制品、飲料等80 份樣品進(jìn)行13 種防腐劑的篩查，檢出脫氫乙酸陽(yáng)性樣品6 例、丙酸陽(yáng)性樣品1 例、山梨酸陽(yáng)性樣品5 例、苯甲酸陽(yáng)性樣品4 例，全部陽(yáng)性樣品檢測(cè)結(jié)果均小于食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許最大添加量。

3 結(jié)論

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法建立了食品中13 種防腐劑含量的檢測(cè)方法，通過(guò)優(yōu)化前處理提取、萃取；優(yōu)化色、質(zhì)譜條件得到最佳儀器檢測(cè)條件。方法學(xué)考查和實(shí)際樣品的測(cè)定證明該方法實(shí)用、可靠。與目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)報(bào)道的方法相比，該方法具有操作快速簡(jiǎn)單、結(jié)果重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高、檢出限低、回收率高等特點(diǎn)，能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)室提供一種準(zhǔn)確的同時(shí)檢測(cè)食品中多種防腐劑的高通量的檢測(cè)方法，提高了日常檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確率。