食品中水杨酸含量测定方法的研究进展
2012-04-12林毅侃马跃龙孙颖宜巢强国
薛 峰,林毅侃,马跃龙,赵 琴,孙颖宜,巢强国
(1.上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海),上海 200233;2.上海市食品生产监督所,上海 200031)
食品中水杨酸含量测定方法的研究进展
薛 峰1,林毅侃1,马跃龙1,赵 琴1,孙颖宜1,巢强国2,*
(1.上海市质量监督检验技术研究院/国家食品质量监督检验中心(上海),上海 200233;2.上海市食品生产监督所,上海 200031)
对目前食品中水杨酸的测定方法的前处理及检测手段进行了介绍与总结,重点对HPLC法进行了分析,并对现有的HPLC方法中存在的问题进行了讨论以及今后在水杨酸的检测方法上的研究方向上进行了展望,以便准确、及时地反映产品中水杨酸的添加情况,为政府提供技术支持。
水杨酸,食品,测定
水杨酸为消毒防腐药,有溶解皮肤角质的作用,用于局部角质增生及皮肤霉菌感染,配制醑剂作外用,治疗角质和皮癣等,其钠盐可用于解热及抗风湿、镇痛等,在医药工业上作为合成阿斯匹林药物的原料,还可用作染料、香料、橡胶等方面,其副作用在于它们会严重扰乱患者的消化机能。由于水杨酸和乙酰水杨酸的化学性质,也一度被许多国家允许作为食品防腐剂。随着经济的发展和科学技术的进步,人们的认识也在不断地进步和提高。以前人们普遍认为比较安全并且可以合法使用的一些农药、兽药和食品添加剂,因为安全问题已被禁止使用,如水杨酸。据报道,含水杨酸成分高的食物对自闭症儿童有不良的作用,其原因是水杨酸对人体的胃肠道有严重的负作用,会导致消化道的可通透性增加。另外,人体吸入水杨酸后会引起咳嗽和胸部不适;长时间或反复皮肤接触可能引起皮炎,甚至发生灼伤;摄入发生胃肠道刺激,可能引起耳鸣及肾损害。随着技术的进步,人们认识的提高,包括我国在内的许多国家在食品中禁止使用水杨酸,但是,不排除一些不法分子使用水杨酸作为食品添加剂的可能。另外,水杨酸是植物体内普遍存在的内源信号分子之一,已被确认为一种植物激素,具有重要的生理功能,水杨酸在植物的抗病、抗低温、抗旱和抗盐等方面,以及在果实成熟、园艺产品保鲜和种子萌发等方面具有明显的作用,在农业方面应用较为广泛;而这些农产品是食品工业的原料,不可避免的带入到其加工食品中。水杨酸(邻羟基苯甲酸)是重要的精细化工原料。在医药工业中,水杨酸是一种用途极广泛的消毒、防腐剂[1],也是皮肤保养品的新宠。在我国,水杨酸并没有被列入GB 2760-2011《食品添加剂使用标准》中,禁止用于食品加工生产[2]。人们食用了含有水杨酸的食品,能刺激食道、消化道的内膜、黏膜并与机体组织中的蛋白质发生反应,有腐蚀作用,在体内会形成草酸,引起中毒,在国际上水杨酸被列为禁止使用的食品添加剂。一些食品生产和经营者利益熏心,在一些食品中添加水杨酸,给消费者的身体健康带来了危害。鉴于某些生产和经营者在食品中非法添加水杨酸和水杨酸在化妆品、药品中的应用情况,迫切需要开发食品中水杨酸的检测方法,以便准确、及时地反映产品中水杨酸的添加情况,为政府提供帮助,而目前测定水杨酸的方法有很多,因此,寻找灵敏度高方便可行的测定水杨酸的方法尤为重要,为此现将文献报道过的主要食品中水杨酸的测定方法进行整理。
1 定性检测
我国国家标准GB/T 5009.29-2003《食品中山梨酸、苯甲酸的测定》给出了水杨酸的定性检测方法,样品按照GB/T 5009.28-2003《食品中糖精钠的测定》对应的前处理方法进行处理后,加入三氯化铁,因三氯化铁可与水杨酸存在特征显色反应,若试液呈现紫堇色,说明样品中存在水杨酸。通过此法进行快速定性。
2 定量检测
2.1 分光光度法
2.1.1 紫外分光光度法 美国分析化学家协会AOAC[3]给出了水杨酸含量测定的分光光度法。经乙醚提取水杨酸,在pH3.0的缓冲液中,Fe3+与水杨酸生成稳定络合物,以FeCl3为显色剂,测定样品中水杨酸的含量,过程中FeCl3不能过量,以免影响结果准确性。
刘英杰[4]通过用乙醚萃取饮料中水杨酸,在弱酸性条件下,用乙酸铜与其生成黄绿色络合物,在710nm下测定吸光度,对饮料中水杨酸含量进行测定,并且在该环境下,饮料中可能含有的糖精钠、苯甲酸等也不会对其造成干扰,回收率可达到97.5%。
2.1.2 荧光分光光度法 由于水杨酸具有荧光特性,有文献报道用荧光光度法测定水杨酸含量。龚波林[5]利用Br2与2,7-二氯荧光素反应,使2,7-二氯荧光素荧光猝灭。加入水杨酸后,反应体系荧光增强,检出限2.0μg/L,具有良好选择性。
2.1.3 阻抑动力学光度法 在硫酸和磷酸介质中,水杨酸可以抑制碘离子催化亚砷酸还原锰,廖立新等[6]通过这一原理,用邻联甲苯中止反应,在440nm下测定水杨酸的含量,检出限达到了0.003mg/L,此方法简便、灵敏,测定水杨酸的含量,获得了满意结果。
2.2 高效液相色谱法(HPLC)
目前,报道文献中采用HPLC是测定水杨酸中最多的方法。相对于其他方法,该方法具有灵敏度高、分离效果好、检出限低等优点。而在实际测定时,根据不同的样品,采用不同的方法前处理。
2.2.1 试样的制备 样品的制备对于水杨酸的测定是非常重要的,一般采用甲醇、乙腈等有机试剂提取方法。在提取样品中水杨酸时,在溶剂中加入适量的酸不仅可以提高提取效率,还可以降低水杨酸的质子化。因为水杨酸的邻位的羟基对羧基的影响,互相容易形成分子内氢键,使得氢原子解离成质子。通常加入乙酸、甲酸及磷酸等进行调节。而通过初步的提取后,直接过滤即可进样,当然也可以采用固液提取小柱进行进一步的纯化。使得水杨酸更加富集,以减少样品基质的干扰。
2.2.2 标准品溶液的制备 采用的标准对照品一般用相应的流动相进行溶解,定容,备用。
2.2.3 色谱条件 根据水杨酸的化学性质,紫外和荧光均有吸收,因此可以采用DAD、FLD、UV等检测器对水杨酸进行检测。考虑到水杨酸在不同流动相体系中的紫外吸收和荧光吸收均有所不同,所以要根据流动相来选择检测的波长。
2.2.3.1 色谱柱 水杨酸的测定一般均选用固定相填料的反相C18色谱柱。
2.2.3.2 流动相的选择 流动相的选择关系到水杨酸的色谱行为,如峰形、分离等。阳文琼等[7]采用乙酸铵(0.02mol/L)∶甲醇∶冰乙酸(91∶9∶0.15)系统作为流动相,流速为1.0mL/min;进样量为10μL;检测波长为230nm,紫外检测器对食品中水杨酸含量进行测定。Dini P.Venema等[8]采用乙腈∶水∶乙酸(25∶75∶5)作为流动相,流速为0.9mL/min,在303nm紫外波长下检测食品中水杨酸。国际葡萄与葡萄酒组织OIV则采用pH2.0水溶液作为流动相,并用甲醇和四氢呋喃的混合液作为洗脱液,在235nm紫外波长下检测在葡萄酒中水杨酸[9]。张玉等[10]采用甲醇∶乙酸=50∶50,在pH3.2的条件下,采用荧光检测器,激发波长310nm,发射波长415nm,流速1.0mL/min,测定猕猴桃果肉中内源水杨酸的含量。邓文红等[11]则采用25∶75的乙腈与5%醋酸水溶液作为流动相,在302nm下用紫外检测器测定植物组织中水杨酸。徐幼平等[12]则用乙腈∶甲醇∶乙酸=30∶1∶60、pH2.5的流动相,采用荧光检测器,在313nm激发波长,360nm发射波长下,测定番茄组织中水杨酸。
2.3 液质联用(LC-MS)
较之液相色谱,液质联用具有灵敏度更高的特点。周红霞等[13]采用甲醇和甲酸作为流动相,用LCMS测定蜂蜜中的水杨酸,定量限达到了20μg/kg,具有更高的灵敏度。Jiri G等[14]用UPLC-MS/MS检测饮料中的水杨酸,单个样品仅仅需要12min,提高了分析效率。Siska C等[15]利用LC-MS对动物组织中水杨酸进行定量测定。
2.4 离子色谱法
通过对水杨酸的化学性质的研究发现,水杨酸在碱性条件下,溶液电离成为酸根离子,可以以此进行定量测定。董影杰等[16]建立了以离子液体作反相高效液相色谱流动相添加剂测定水杨酸的方法,在优化条件下,水杨酸的保留时间约为4.4min,检出限为0.059mg/L,大大缩短了检测时间。刘巧茹等[17]利用高效离子色谱对水杨酸进行了测定,流动相由0.22mol/L NaOH-H2O-50%异丙醇组成,0.025mol/L H2SO4溶液作为抑制剂。
2.5 气质联用(GC-MS)
气质联用具有高效快速的分离能力和质谱定性的优势。Michael J.Scotter等[18]采用内标法,用乙腈∶水∶冰醋酸,25∶75∶5(V∶V∶V)作为提取溶剂,质谱扫描范围为50~450amu,水杨酸检出限达到0.008mg/kg,目前在食品和饮料的范围内得到广泛的推广。
3 结论与展望
美国分析化学家协会AOAC用紫外分光光度法测定水杨酸含量,方法简便,易操作。但由于食品成分广泛,该方法仍需要考虑到样品本身的复杂性,避免一些有色物质或者干扰物质对数据结果准确性的影响。
HPLC及LC-MS法是目前应用最为广泛的检测方法,灵敏度高于其他方法,特别是HPLC-FLD法。而在具体实践应用时候,应该考虑到:a.样品基质的复杂性,由于水杨酸存在于食品、化妆品及药品中,针对不同的样品建立不同的前处理方法来消除基质的干扰。b.检出限作为一种方法的可行性重要考核指标,需要通过不断的优化条件及改进方法,来降低HPLC及LC-MS的检出限。
综上所述,虽然目前水杨酸的测定方法很多,而且也各不相同,但是相对都具有一定的缺陷性,考虑到水杨酸对人体的危害性,非常有必要建立一种应用范围广、重现性好、检出限低的水杨酸检测技术标准,为政府监督检测提供可靠的技术保障,有利于加强对市场的监管力度,为商家把好质量关,保障消费者身体健康,维护消费者的合法利益。
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Research progress in method of determination of salicylic acid in food
XUE Feng1,LIN Yi-kan1,MA Yue-long1,ZHAO Qin1,SUN Ying-yi1,CHAO Qiang-guo2,*
(1.Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research/National Food Quality Supervison and Inspection Center(Shanghai),Shanghai 200233;2.Shanghai Food Production Supervision Institute,Shanghai 200231)
Food in the current method of determination of salicylic acid pre-treatment and detection methods were described and summarized,the existing problems of HPLC method were discussed and the future in salicylic acid detection method on research direction was prospected,so as to reflect the product of salicylic acid adding conditions accurately and timely,also provide technical support to the government.
salicylic acid;food;determination
TS201.2
A
1002-0306(2012)14-0429-03
2011-11-10 *通讯联系人
薛峰(1984-),男,工程师,主要从事食品安全的检测与研究。
上海市质量技术监督局公益性科研项目(2010-Z09)。