食品中脫氫乙酸測定的快速前處理方法

1、2010, 19(3食品中脫氫乙酸測定的快速前處理方法王勍(福州市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所, 福建福州 350025摘 要:本文建立了一種適用于食品中脫氫乙酸等常見防腐劑的簡便快速的前處理方法 。 樣品采用乙酸乙酯為提取 液, 通過加速的溶劑萃取儀 (ASE 萃取, 萃取液通過凝膠滲透色譜儀 (GPC 后, 進 GC-FID 檢測 。 脫氫乙酸在 1.0200.0mg/kg 范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系, 檢出限為 1.0mg/kg(S/N 3 , 添加平均回收率為 89%102%, RSD<1O%。 該方法同時結(jié)合了篩選和確證兩個過程, 選擇性好, 回收率高, 可靠性強, 簡單快捷, 符合分析要求

2、。 關(guān)鍵詞:加速溶劑萃取; 凝膠滲透色譜; 氣相色譜; 脫氫乙酸; 防腐劑中圖分類號:O657.71文獻標識碼:A 文章編號:1009-8143(2010 03-0062-05Study on Pre-treatment Method of Rapid Determination ofDehydroacetic Acid in FoodWang Qing(Fuzhou Product Quality Inspection Institute,Fuzhou,Fujian350025,China Abstract :A suitable method for rapid and convenien

3、t preprocess of dehydroacetic acid in food was established in the paper. Samples were extracted via an accelerating solvent extraction device (ASEby using acetoacetate as the extract. The extracted mixtures were then assayed by chromatograph of gel permeation and the detector GC-FID. A satisfactory

4、linear relationship was found for dehydroacetic acid within 1.0200.0mg/kg.Thedetection limit was 1.0mg/kg(S/N 3 ,the additional average recovery ranged between 89%-102%,and the RSD was less than 10%.This method was proved to be a highly selective, high retrievable,good reliable, simple and quick wit

5、h combination of screening and authentication processes, which meet the criteria for analysis.Keywords :accelerated solvent extraction (ASE ;gel permeation chromatography (GPC ;gas chromatography;dehydroacetic acid;antiseptic收稿日期:2010-3-22作者簡歷:王勍 (1970 , 男, 工程師, 從事食品分析檢測工作 。 E-mail:wqing163福建分析測試 Fu

6、jian Analysis &Testing 隨著食品工業(yè)的飛速發(fā)展, 大量防腐劑被用于 延長食品保存期 。 苯甲酸鈉 、 對羥基苯甲酸酯 、 山梨 酸鉀 、 丙酸鈣等都是傳統(tǒng)使用的食品防腐劑, 但在 實際應(yīng)用中存在著抑菌能力 、 抗菌范圍受 pH 值影 響較大, 而且有異味等不足之處 。 近年來脫氫乙酸 被廣泛使用, 它是一種廣譜 、 抑菌力極強的防霉防 腐劑, 對霉菌 、 酵母菌 、 細菌有較強的抑制能力 1。 但 由于脫氫乙酸對人和動物存在一定的毒害性, 大量 使用此類防腐劑則嚴重危害人體健康, 許多國家對 其在食品中的使用都有嚴格規(guī)定, 美國規(guī)定允許用 于食品中最高殘留限量為

7、65mg/kg;我國食品安全 標準 GB 2760中也規(guī)定脫氫乙酸只能用于果汁 、 醬菜 、餡料 、 面包 、 糕點 、 發(fā)酵豆制品等幾類產(chǎn)品, 最大 使用量為 0.30.5g/kg 2。 目前違規(guī)企業(yè)通常存在超 標和超范圍使用, 因此, 準確測定食品中的脫氫乙 酸是確保食品安全的一個重要研究課題, 同時實現(xiàn) 對此類防腐劑的快速檢測具有重要意義 。脫氫乙酸防腐劑的分析方法主要有分光光度 法 3、 氣相色譜法 4、 高效液相色譜法 5等 。 氣相色譜 法和高效液相色譜法靈敏度高, 分析快捷 。 氣相色 譜法還存在一些不足, 比如被測樣品必須經(jīng)過有機 溶劑萃取, 前處理過程過于繁雜, 除雜除脂的過

8、程 易受損 。 液相色譜法則采用超聲萃取 、 氫氧化鈉溶 液浸泡, 然后脫脂 、 去蛋白等處理方法萃取脫氫乙622010, 19(3酸, 前處理過程同樣繁雜, 而且其流動相及檢測波 長的選擇方面也不夠理想, 色譜峰拖尾嚴重 。 目前 尚未見 ASE 加 GPC 技術(shù)和氣相色譜 (GC 聯(lián)用測定 脫氫乙酸的報道 。 本文建立了測定食品中脫氫乙酸 的 ASE/GPC/GC 快速檢測方法,該方法使樣品預處 理過程大為簡化, 提高了分析速度, 靈敏度高, 并具 有良好的精密度與線性范圍, 檢測結(jié)果令人滿意 。1實驗部分1.1主要儀器及其工作條件ASE-200加速溶劑萃取儀 (美國, 戴安公司 , 萃取

9、池體積 33mL; GPC Ultra 凝膠滲透色譜儀 (德 國, LCTech 公司 , 凈化柱:500mm ×25mm glass col-umn, 填 料 50g Bio-Beads Type S-X3200-400; GC2010氣相色譜儀 (日本,島津公司 ,色譜柱: DB-1(30m ×0.25mm ×0.25m 、 DB-5(30m ×0.25mm ×0.25m 、 DB-FFAP (30m ×0.25mm ×0.25m (美國,安捷倫公司 ,程序升溫 (DB-5柱 :初溫 70 , 以 7 /min 升至 1

10、40 , 保持 5min, 后運行 210 保持 5min; 進樣口溫度:230 ; 進樣 方式:分流; 進樣量:1L; 載氣:99.999高純 N 2; 流 量:2.3mL/min; FID 檢測器溫度:250。1.2試劑和標準溶液脫氫乙酸標準品 (DHA, 純度 99.5% 購自美 國 Chem service 公司; 環(huán)己烷 、 乙酸乙酯 、 30石油醚 (農(nóng)殘級 , 乙醇 、 乙醚 (色譜級 (天津光復精細化工 研究所 ; ExtrelutR NT 硅藻土 (德國, MERCK 公 司 ; 氯化鈉 、 無水硫酸鈉為分析純 。標準儲備溶液:準確稱取脫氫乙酸 標準品 0.05g (精確至

11、0.0001g 溶于乙酸乙酯中,定容至 50.0mL, 此溶液每毫升含脫氫乙酸 1000g 。 標準使用溶液:準確移取標準溶液配制成脫氫 乙酸標準使用濃度系列:1.0、 5.0、 10.0、 30.0、 50.0、 100.0、 150.0、 200.0g/mL 。1.3試驗方法1.3.1樣品提取樣品 (烘焙餡料:豆沙餡料 :稱取 5g 樣品與 5g 硅藻土于研磨缽中, 充分研磨混合均勻 。 將混均樣 品移入 33mL 萃取池中,移至 ASE200加速溶劑萃 取 儀 中 提 取 , 萃 取 條 件 見 表 1。 將 萃 取 液 用 100mL10%氯化鈉溶液洗滌, 后過 30g 無水硫酸鈉,

12、于 40 氮吹濃縮, 用環(huán)己烷 /乙酸乙酯 (1:1, V/V 定 容至 5mL 。表 1ASE 萃取條件Tab.1ASE extraction conditionsASE 萃取條件試劑:溫度:壓力:加熱時間:靜態(tài)時間:靜態(tài)循環(huán)次數(shù):沖洗體積:吹掃時間:總共提取時間:所使用的溶劑體積:100%乙酸乙酯1001500psi5min5min2次50%60s15min33-37mL1.3.2樣品凈化取經(jīng)上述步驟處理過的樣品清液 5.0mL, 進 GPC Ultra 凝膠滲透色譜儀中凈化,凈化條件見表 2,凈化液于 40 氮吹濃縮,用乙酸乙酯定容至 1mL, 供 GC-FID 分析 。表 2GPC 凈

13、化條件Tab.2GPC purification conditionsGPC 凈化條件流動相:流速:前淋洗時間 (棄去 :主淋洗時間 (收集 :淋洗 GPC 柱時間:第一濃縮壓力:第二濃縮壓力:濃縮溫度:環(huán)己烷 /乙酸乙酯 (1:1, V/V 5.0mL/min1300s650s300s140mbar160mbar401.3.3測定標準工作溶液和樣液中待測組分的響應(yīng)值均 在儀器檢測線性范圍內(nèi) 。 標準工作溶液和樣液等體 積參插進樣測定 。 在上述色譜條件下 (色譜柱為 DB-5 , 脫氫乙酸的保留時間約為 7.947min 。 標準譜 圖 、 樣品添加色譜圖見圖 1、 2。王勍:食品中脫氫乙酸

14、測定的快速前處理方法 632010, 19(3 2結(jié)果與討論2.1色譜條件的選擇與色譜圖非極性柱 DB-1、 弱極 性柱 DB-5和極 性柱 DB-FFAP 均 能 取 得 滿 意 的 分 離 效 果 。 采 用 DB-FFAP 柱測定柱箱溫度較高(初溫 20O , 以 5 /min 升至 230 , 保持 8min, 基線漂移較大 。 雖然用DB-1柱測定柱箱溫度低 (初溫 7O , 以 7 /min 升至 140 , 保持 5min, 后運行 210 保持 5min , 由 于脫氫乙酸在氣相色譜上的特殊保留行為, 易造成 色譜峰出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象, 使定性 、 定量的準確性受限 。 DB-5柱介

15、于 DB-1和 DB-FFAP 之間, 可以采用與 DB-1同樣的色譜條件,而且色譜峰的拖尾現(xiàn)象不 明顯, 因此選用 DB-5作為分析色譜柱 。 脫氫乙酸標 樣在 DB-1、 DB-5中的色譜圖見圖 3、 4。 2.2前處理方法的優(yōu)越性 2.2.1提取溶劑的確定脫氫乙酸難溶于水,在弱堿性水溶液 (pH 值7-8中溶解度較大, 易溶于乙醇 、 丙酮 、 乙醚等有機 溶劑 。 分別選用乙醇 、 乙醚 、 石油醚 、 乙酸乙酯 、 環(huán)己烷 /乙酸乙酯 (1:1, V/V 6-9作為提取溶劑, 按 GB/T5009.121-2003中處理方法進行回收率試驗 。 試驗 結(jié)果表明石油醚提取效率較差, 而乙

16、醇 、 乙醚 、 乙酸 乙酯提取效率高且相差較小, 但對于憎水的弱極性 氣相色譜柱來說,用乙醇和乙醚提取很難除去水分, 而且乙醚提取物中脂肪較多, 很難處理干凈; 環(huán) 己烷 /乙酸乙酯比乙酸乙酯提取效率低一點,而且 其提取共萃物也更多, 因此試驗中還是采用乙酸乙 酯作為提取溶劑, 在進 GPC 前轉(zhuǎn)換成環(huán)己烷 /乙酸 乙酯 (1:1, V/V 溶劑 。 2.2.2萃取方式的選擇在 GB/T 5009.121-2003中, 樣品前處理需加硫 酸調(diào)節(jié)溶液成酸性, 再用乙醚提取 3次, 后用飽和 氯化鈉 、 碳酸氫鈉溶液多次洗滌乙醚提取液 。 由于 調(diào)節(jié) pH 使組分處于酸性分子狀態(tài),提取后造成乙福

17、建分析測試技術(shù)交流 642010, 19(3醚提取液中或多或少含有硫酸, 酸性進樣液會造成 氣相色譜柱中固定液的流失, 甚至損壞色譜柱 。 而 且乙醚提取液中含有脂肪成份較多, 采用脫脂棉脫 脂效果不理想, 易將脂肪帶入毛細柱, 使毛細柱不 易清除這些高沸點的雜質(zhì), 從而造成污染 。加速溶劑萃取儀(ASE是選擇合適的溶劑 、 并增 加溶劑的溫度 (40200 和壓力 (1500psi 2000psi 來提高提取過程的效率 10, 提高溫度使溶劑 溶解待測物的容量增加,提高溶質(zhì)的溶解能力, 從 而提高提取效率及速度 。 采用表 1中 ASE 萃取條件 及 1.3.1方法,就可在不必調(diào)節(jié)樣品溶液酸

18、度情況 下, 完全萃取目標物 。 實驗結(jié)果表明了有機溶劑用 量少 、 快速 、 回收率高的優(yōu)點 。2.2.3凈化方式的選擇豆沙餡料樣品經(jīng) ASE 萃取,便有大量的脂類 、 色素 、 糖份等干擾物質(zhì)被提取出來, 這些高分子聚 集在 GC 的進樣口和分析柱上,造成色譜分離效率 降低 。 因此, 這類樣品必須進行有效的凈化 。 用凝膠滲透色譜 (GPC 11對樣品進行凈化分離 時, 油脂 (通常分子量大于 600 等大分子物質(zhì)首先 流出, 隨后是小分子物質(zhì) (脫氫乙酸等 , 而且淋洗 溶劑的極性對分離的影響并不起決定作用, 特別適 合凈化含脂和色素的樣品 。 而糖類由于流出時間與 脫氫乙酸的接近,因

19、此洗脫液還是含有部分糖類, 由于存在糖類造成進樣針進樣時不易清洗易堵塞, 因此提取液在進 GPC 前用 100mL10%氯化鈉溶液 洗滌, 可以達到清除糖類作用 。從圖 5就能看出 GPC 對豆沙餡料樣品的處理 效果很好, 同時對色譜柱也有很好保護 。本實驗考察了 GPC 對豆沙餡料樣品的凈化效 果 。 GPC 切割時間點的選擇要充分考慮被滲透排阻 的干擾組分和目標化合物的分離情況 。 本實驗按以 下條件做流出組分的收集:前運行 15min 棄去; 最 后運行 5min 棄去; 主運行:自 15min 開始, 每 1min 收集一次流出液,收集 23min 內(nèi)流出液 。 將流出液在 40 下氮

20、吹濃縮, 準確定容至 1mL, 按照 1.1儀器條 件使用氣相色譜進行檢測 。 結(jié)果發(fā)現(xiàn):色素 、 脂肪完 全流出的時間為 20min,糖份流出的時間為 21 25min,大部分脫氫乙酸組分集中在第 2330min 流出, 在 30min 以后目標物已基本無流出 。 綜合考 慮凈化效果和回收率, 確定收集的時間段為第 22 32min 共 50mL 流出物 。2.3標準曲線與檢出限脫氫乙酸標準工作液用乙酸乙酯稀釋定容, 配 制 脫 氫 乙 酸 濃 度 系 列 為 1.0、 5.0、 10.0、 30.0、 50.0、 100.0、 150.0、 200.0mg/L 。 以它們的峰面積與其質(zhì)量

21、濃度進行線性回歸, 得出回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表 3, 試驗結(jié)果表明, 脫氫乙酸在 1.0200.0mg/L 時, 其質(zhì)量濃度與峰面積之間存在良好的線性關(guān)系 。表 3脫氫乙酸的保留時間 、 回歸方程和檢出限 Tab.3Result of retention time, linear regression equation and the limits of detection標準品 脫氫乙酸 保留時間, min7.947回歸方程Y=1.878×10-3X+2.312R 2值0.9995檢出限, mg/kg 1.0王勍: 食品中脫氫乙酸測定的快速前處理方法 652010, 19(3將標準

22、品配制成濃度較低的一組溶液, 對每個 濃度樣品測定 3次, 記錄每次測得的信號強度 S 與 背景信號強度 N, 取 S 和 N 均值, 以能達到 S/N 3時樣品的濃度為標準樣品溶液的最低檢限 。 對豆沙 餡料中以脫氫乙酸的添加水平為 1.0mg/kg,分析表 4試驗結(jié)果表明回收率都在 89%102%之間, 色譜 峰明顯, 因此把此濃度作為最低檢測限 。2.4準確度和精密度稱取豆沙餡料樣品 5.0Og(稱準至 0.01g, 在樣 品中加入適量標準溶液,樣品按 1.3實驗方法進行 處理 。 同一天內(nèi)每一濃度重復 6次, 取平均值, 計算 日內(nèi)平均回收率以及變異系數(shù) 。 結(jié)果見表 4。 測定結(jié) 果

23、表明該方法回收率滿意, 同一添加水平的回收率 的相對標準偏差范圍均小于 10%, 重復性好, 符合 分析要求 。表 4樣品豆沙餡料中脫氫乙酸的加標回收及精密度結(jié)果 (n=6 Tab.4Recoveries and precisions of the method for dehydroacetic acid in food (n=6加標濃度mg/kg 1.0 5.0 10.0 30.0 50.0 平均回收率, %89.293.796.299.7101.5精密度 RSD, % 6.9 5.3 4.5 3.7 3.3脫氫乙酸3結(jié) 論本文建立了食品中脫氫乙酸的測定以及 ASE 加 GPC 的前處理技術(shù)的方法,與 GB/T 5009.121、 GB/T 2337