毛细管柱色谱法测定食品防腐剂山梨酸和苯甲酸的探讨

福建工贸学校 郑定钊

苯甲酸和山梨酸是常用于食品中的防腐剂，具有抑制或杀灭微生物，保持食品鲜度，延长食品保质期的作用。长期过量食用这些防腐剂，对人体会有一定的毒性，抑制骨骼生长，危害人体的肾脏和肝脏。因此，我国《GB2760 食品添加剂使用卫生标准》对苯甲酸和山梨酸的使用范围和最大使用量作了严格的限制。毛细管柱气相色谱法具有操作简便、分离效果好、灵敏度高、检出限低、精密度高、结果准确的特点,现就毛细管柱气相色谱法测定食品中苯甲酸和山梨酸色谱条件进行讨论，实验表明通过对色谱条件的优化，不仅分离效果好，同时提高了分析的灵敏度高、节省了不少分析时间，结果满意。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

日本岛津GC—14C气相色谱仪，附FID 检测器，食品添加剂分析专用毛细管柱(30m×0.53mm×1.00μm)；山梨酸(天津市福晨化学试剂厂)纯度≥98 % ,苯甲酸(上海久亿化学试剂有限公司)纯度≥99 %，乙醚、石油醚、盐酸、氯化钠、无水硫酸钠均为分析纯。

1.2 色谱条件

温度：进样口230℃；检测器230℃；柱温190℃。

气流速度：载气为氮气，160kPa（70 mL/min)；氢气为50 mL/min；空气为500mL/min；吹尾气为30mL/min；分流比为1:30。

1.3 分析步骤

1.3.1 样品预处理

称取2.5g±0.01g 混合均匀的试样，置于25mL带塞量筒中，加0.5 mL 6mol/L盐酸酸化，用15mL、10 mL乙醚提取两次，每次振摇1 min，将上层乙醚提取液吸入另一个25 mL带塞量筒中，合并乙醚提取液。用3 mL酸性氯化钠溶液(pH=4)洗涤两次，静止15 min，用滴管将乙醚层通过10g无水硫酸钠滤入25 mL容量瓶中。加乙醚至刻度，混匀。准确吸取5 mL乙醚提取液于5 mL带塞刻度试管中，置40℃水浴上挥干，准确加入2 mL石油醚-乙醚(3+1)混合溶剂溶解残渣，待测液。

1.3.2 标准溶液的制备

准确称取山梨酸、苯甲酸各0.2000 g(按其纯度折算为100%的质量)，置于100 mL容量瓶中，用石油醚-乙醚(3+1)混合溶剂溶解后并稀释至刻度。此溶液每毫升相当于2.0 mg山梨酸或苯甲酸。

再用石油醚-乙醚(3+1)配成每毫升相当于50、100、150、200、250ug山梨酸或苯甲酸混合标准使用液。

1.3.3 标准曲线的绘制

进样2uL上述标准使用液于气相色谱仪中，测得不同浓度山梨酸、苯甲酸的峰面积，以浓度为横坐标，相应的峰面积值为纵坐标，绘制标准曲线，如图1所示。得到山梨酸、苯甲酸的线性回归方程如下：

山梨酸：Y = 633.069X-1229.91， r = 0.9995；苯甲酸：Y = 676.0884X-5188.0， r = 0.9998。

图1 山梨酸、苯甲酸工作曲线

1.3.4 结果计算

X —试样中山梨酸或苯甲酸的含量 (mg/kg)；

m1—测定用试样液中山梨酸或苯甲酸的质量 (ug)；

V1—加入石油醚-乙醚混合溶剂的体积 (mL)；

V2—测定时进样的体积(uL)；

m —试样的质量(g)；

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化与色谱图

在确保分离效果的前提下, 通过改变载气流速和柱温对色谱条件进行优化。

在柱温170℃条件下，载气流速从60kPa开始，按20kPa递增，得到各流速下色谱图，如图2所示。

图2 不同流速下山梨酸、苯甲酸的色谱图

山梨酸或苯甲酸色谱保留时间、峰面积的变化情况见表1。

表1 不同载气流速下山梨酸、苯甲酸测定数据

从图1和表1数据分析可知，在载气流速180kPa下，山梨酸、苯甲酸保留时间最短分别为2.450 min和6.283 min，方法灵敏度高、峰形好，考虑到节省载气用量降低实验成本，选择160kPa作为实验载气流速。

在载气流速为160kPa，测得不同柱温下色谱图及一组色谱数据，如图3、表2所示。

图3 不同柱温山梨酸、苯甲酸的色谱图

表2 不同柱温下山梨酸、苯甲酸测定结果

实验表明，柱温为190℃，色谱出峰快，3.436 min完成一个分析周期，分析灵敏度高，峰形好，故选190℃作为实验柱温。

从载气流速和柱温优化所得色谱图和数据分析，优化前后对比山梨酸、苯甲酸保留时间分别缩短了4.3倍和4.8倍,峰面积增加了2.3倍和2.8倍。经优化选择实际测量柱温为190℃，载气流速为160kPa（70 mL/min)，对山梨酸和苯甲酸进行测定，结果表明，不仅分离效果好、峰形好，灵敏度提高了约2.5倍，3.5min可完成一个分析周期。

2.2 回收率试验

以不含苯甲酸、山梨酸的面包为本底，分别添加4个浓度水平的混合标准溶液，做加标回收实验，其结果见表3。

表3 加标回收率实验(n=4)

结果表明，方法对山梨酸、苯甲酸在基质中的平均回收率分别为90.59% 和97.96%，回收率试验符合测试要求。

2.3 精密度试验

对加标样品测定液进样2uL，进行6次重复性试验，测定结果的精密度，见表4。

表4 精密度实验(n=6)

结果表明，山梨酸变异系数为4.3%，苯甲酸变异系数为1.4%，测定结果精密度高。

2.4 样品测试

按上述色谱条件，对一些食品中防腐剂苯甲酸和山梨酸进行了测定，结果见表5。

表5 样品测定结果

通过对面包、食醋等样品中防腐剂山梨酸和苯甲酸的测定，结果表明，在柱温190℃，载气流速160kPa条件下，测定结果精密度、准确度高。

3 结论

通过对毛细管柱气相色谱法测定食品中山梨酸和苯甲酸条件的优化,适当提高色谱分析条件载气流速和柱温，可得到良好的分离效果、改善色谱图形、提高灵敏度、精密度高、结果准确，可缩短分析时间。用于饮料、酱油、醋、面包（糕点）等食品中防腐剂的测定，可得到较满意的效果。

[1]GB/T5009.29—2003，食品卫生检验方法理化部分[S].

[2]GB2760—2007,食品添加剂使用卫生标准[S].

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