食品中防腐剂丙酸钠、丙酸钙检测方法的研究
仪器网 · 2012-07-15 08:27 · 46272 次点击
引言
食品是人类赖以生存和发展的物质基础,食品安全则是影响人体健康安全和国际民生的重大问题。近年来,随着食品工业的快速发展,食品质量安全问题越来越突出,尤其是在食品加工中超量或违规使用添加剂现象屡禁不止。丙酸钠(钙)是近年来推出的食品添加剂防腐剂,在GB2760《食品添加剂使用卫生标准》中对豆类制品、生湿面制品、面包、糕点、醋、酱油等食品规定限量要求,分别为2.5g/kg、0.25g/kg、2.5g/kg、2.5g/kg、2.5g/kg、2.5g/kg。丙酸钠(钙)呈微酸性,可抑制霉菌生长,且又不影响酵母菌繁殖。但长期过量使用会给消费者生命安全带来威胁;目前仅有GB/T5009.120-2003食品中丙酸钠、丙酸钙的测定(气相色谱法),但方法单一,操作不方便,给食品质量安全监督带来困难。因此,为应对突发事件提供可靠依据,保证食品质量安全,新增高效液相色谱法有很重要意义。
1实验方法
1.1原理样品中丙酸钠(钙)酸化后转化为丙酸,经超声波水浴提取或水蒸汽蒸馏,收集后调pH值,经高效液相色谱测定,外标法定量。
1.2试剂与材料磷酸。磷酸氢二铵。硅油。磷酸溶液(1mol/L):在50mL中加入53.5mL磷酸,混匀后,加水定容至1000mL。磷酸氢二铵溶液(1.5g/L):称取磷酸氢二铵1.5g,加水溶解定容至1000mL。丙酸钠(钙)或丙酸标准品:纯度≥99%。除另有规定外,试剂均为分析纯,色谱用水符合GB/T6682规定的一级水,其他用水符合GB/T6682规定的三级水。
标准储备液(10mg/mL):准确称取丙酸钠1.30g或丙酸钙1.26g或丙酸1g(精确至0.0001g)用水定容至100mL,配制成丙酸含量为10mg/mL的标准储备液。于4℃冰箱内贮存,有效期3个月。微孔滤膜:0.45μm,水相。pH试纸。
1.3仪器和设备
高效液相色谱(HPLC)仪:配有紫外检测器或二极管阵列检测器。天平:感量0.0001g和0.01g。超声波水浴。离心机:转速不低于4000r/min。组织捣碎机。具塞塑料离心管:50mL。水蒸汽蒸馏装置:500mL。pH计。
1.4测定
1.4.1样品制备固体样品经组织捣碎机捣碎混匀后备用;液体样品摇匀后备用。
1.4.2试样处理方法一(蒸馏法):准确称取25g(精确至0.01g)试样,置于500mL蒸馏瓶中,加入100mL水,再用50mL水冲洗容器,转移到蒸馏瓶中,加1mol/L磷酸溶液20mL,2~3滴硅油,进行水蒸汽蒸馏,将250mL容量瓶置于冰浴中作为吸收液装置,待蒸馏至约240mL时取出,在室温下放置30min,用1mol/L磷酸溶液调pH值为3左右,加水定容至刻度,摇匀,经0.45μm微孔滤膜过滤后,待液相色谱测定。方法二(直接浸提法)(适用于面包、糕点):准确称取5g(精确至0.01g)试样至100mL烧杯中,加水20mL,加入1mol/L磷酸溶液0.5mL,混匀,经超声浸提10min后,用1mol/L磷酸溶液调pH值为3左右,转移试样至50mL容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀。将试样全部转移至50mL具塞塑料离心管中,以不低于4000r/min离心10min,取上清液,经0.45μm微孔滤膜过滤后,待液相色谱测定。
1.4.3测定(1)高效液相色谱条件:色谱柱:C18柱(4.6mm×250mm,5μm)或等效色谱柱;流动相:1.5g/L磷酸氢二铵溶液,用1mol/L磷酸溶液调pH为2.7~3.5(使用时配制);经0.45μm微孔滤膜过滤;流速:1.0mL/min;柱温:25℃。进样量:20μL;波长:214nm;色谱柱清洗参考条件:实验结束后,用10%甲醇清洗1h,再用100%甲醇清洗1h。(2)标准曲线绘制(蒸馏法):准确吸取标准储备液0.5mL、1.0mL、2.5mL、5.0mL、7.5mL、10.0mL、12.5mL置于500mL蒸馏瓶中,其他操作同1.4.2样品前处理,其丙酸标准溶液的最终浓度分别为0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL,经0.45μm微孔滤膜过滤,浓度由低到高进样,以浓度为横坐标,以峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。直接浸提法:准确吸取5.0mL标准储备液于50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,配制成浓度为1.0mg/mL标准工作液。再准确吸取标准工作液0.25mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL至10mL容量瓶中,分别加入1mol/L磷酸0.2mL,用水定容至10mL,混匀。其丙酸标准溶液的最终浓度分别为0.025mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL,经0.45μm微孔滤膜过滤,浓度由低到高进样,以浓度为横坐标,以峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。
在上述色谱条件下,根据保留时间定性,外标法峰面积定量(见图1)。(3)定量测定:待测样液中丙酸响应值应在标准曲线线性范围内,超出浓度线性范围则应稀释后再进样分析。(4)结果计算:样品中丙酸钠(钙)含量(以丙酸计)按(1)式进行计算。
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式(1)中,X样品中丙酸钠(钙)含量(以丙酸计),g/kg;如以丙酸钠计乘以1.2967,以丙酸钙计乘以1.2569;C由标准曲线得出的样液中丙酸的浓度,mg/mL;V样液最后定容体积mL;m样
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品质量,g;f稀释倍数。
2结果与讨论
2.1色谱条件的选择
2.1.1液相色谱仪的选择高效液相色谱具有分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高和应用范围广泛的特点,特别适合于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分离分析。又根据现有实验室条件,考虑到操作方便,稳定可靠,故障率低。再通过实验,选择液相色谱仪(配紫外检测器)。
2.1.2波长的选择在紫外可见分光光度计仪器上对1.0mg/mL丙酸在190~400nm进行光谱波长扫描,在190nm处有最大吸收波长,但在紫外区的边缘,不宜检测,而另一个吸收强点在波长200.2nm处,吸收值为0.657Abs;同时由于其他几种化合物的最佳测定波长分别为:双乙酸钠200nm,糖精钠202nm,甜味素200nm,苯甲酸200nm、226nm,山梨酸257nm,综合考虑由于丙酸溶液在紫外区有很强的吸收,所以选用紫外检测器,214nm为检测波长。
2.1.3色谱柱的选择查阅相关资料,并参照苯甲酸、山梨酸、葡萄酒中柠檬酸、双乙酸钠的检测方法等,根据丙酸的极性较强,选择非极性柱C18柱。
2.1.4柱温的选择在固定流动相、固定流速的前提下,通过改变柱温,可考察柱温对保留时间的影响,一般化合物,温度升高可使样品的保留时间缩短,因此可缩短分析时间。考虑目标化合物的特性、南方与北方的气候差别、考虑季节的影响,确定检测柱温25℃。
2.1.5流动相的选择(1)10%甲醇水作为流动相:根据丙酸易溶于水,选择10%甲醇水流动相,采用C18(4.6mm×250mm,5μm不锈钢柱)色谱柱,流速为1.0mL/min的条件下,进行丙酸标物溶液实验,峰形对称。经反复实验,分离效果较好。以蛋糕、酿造酱油、豆制品为代表样品加标做试验,进行定量计算,结果不太满意,回收率<75%。(2)0.02mol/L乙酸铵溶液950mL+乙腈50mL+冰乙酸0.5mL。考虑调节流动相的pH值与丙酸钠、丙酸钙溶液接近,pH值为6.5~7.0;使用0.02mol/L乙酸铵溶液950mL+乙腈50mL+冰乙酸0.5mL。色谱柱:C18(4.6mm×250mm,5μm不锈钢柱),流速为1.0mL/min时,出峰时间为8.5min。以蛋糕、酿造豆制品为代表样品加标做试验,进行定量计算,结果不太满意,回收率