高效液相色谱法测定食品中5种防腐剂和甜味剂

罗 亮， 姚帮本， 吴 巧

(安徽省产品质量监督检验研究院，安徽合肥 230051)



高效液相色谱法测定食品中5种防腐剂和甜味剂

罗 亮， 姚帮本， 吴 巧

(安徽省产品质量监督检验研究院，安徽合肥 230051)

摘要[目的]建立食品中5种防腐剂和甜味剂(苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸、安赛蜜、糖精钠)同时检测的高效液相色谱分析方法。[方法]对现行国标方法进行优化，采用ZORBAX SB-C18柱(5 μm，4.6 mm×150 mm)分离，甲醇-0.02 mol/L乙酸铵为流动相等度洗脱，230 nm波长下进行检测。[结果]试验显示，在高、中、低3个添加浓度下，样品的回收率在74.3%～105.6%，相对标准偏差(n=6)1.09%～6.88%。同时该方法通过基质适用性的研究。[结论]该试验建立的方法准确、高效，能够同时分析测定多种不同种类食品中的防腐剂、甜味剂。

关键词食品；防腐剂；甜味剂；检测

随着人们生活水平的提高和科学技术的发展，各种外形新奇、颜色鲜艳、口味鲜美的食品成为了市场的主角，而食品添加剂是一种可在生产加工过程中改良食品理化性状的加工助剂，其在食品生产加工过程中扮演着十分重要的角色。在我国新修订的强制国家标准GB2760—2014中，规定了2 000种以上的食品添加剂限量要求[1]。现下的食品工业中苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸是食品中使用范围最广的防腐剂，乙酰磺胺酸钾(安赛蜜)、糖精钠是食品加工过程中常用的甜味剂，现有的国标检测方法多是只能同时检测其中的一种或一类物质[2-5]，该研究旨在研究建立一种可同时检测以上5种防腐剂和甜味剂的方法，以达到提高检验效率、降低检测成本的目的。通过对国标方法的优化，笔者建立了采用ZORBAX SB-C18柱(5 μm，4.6 mm×150 mm)分离，甲醇-0.02 mol/L乙酸铵为流动相等度洗脱，230 nm波长下检测的高效液相色谱同时检测5种食品添加剂的方法，同时还将研究建立的方法在不同食品基质中的适用性。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1原料。市售饮料、糕点、肉制品、调味品、蜜饯等。

1.1.2主要仪器。岛津LC20A液相色谱仪，配有二极管阵列检测器、自动进样器、配套的色谱工作站；PURELAB flex超纯水机，英国ELGA；高速冷冻离心机，德国sigma；超声波清洗仪，昆山舒美。

1.1.3主要试剂。甲醇、乙酸铵，均为色谱纯；乙酸锌、亚铁氰化钾，分析纯；标准品：苯甲酸、山梨酸、安赛蜜、糖精钠，中国计量科学研究院，均为1.0 mg/mL；脱氢乙酸，德国DR.，纯度≥99%。

1.2试剂的配制

1.2.1脱氢乙酸标准溶液的配制。准确称取脱氢乙酸标准品0.101 0 g，以10 mL 20 g/L的NaOH溶液溶解，超纯水定容至100 mL，得到浓度为1.0 mg/mL的脱氢乙酸标准溶液。

1.2.2混合标准溶液的配制。以超纯水将苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸、安赛蜜、糖精钠标准溶液稀释至相应浓度配制成混合标准溶液(浓度为0.001、0.002、0.005、0.010、0.050 mg/mL)。

1.2.3亚铁氰化钾溶液。在烧杯称取106 g亚铁氰化钾，以少量水溶解，转移至1 000 mL容量瓶中，定容备用。

1.2.4乙酸锌溶液。在烧杯中称取220 g乙酸锌，少量水溶解，转移至1 000 mL容量瓶中，定容备用。

1.2.50.02 mol/L乙酸铵溶液。准确称取1.54 g乙酸铵，烧杯中少量水溶解，转移至1 000 mL容量瓶中，定容至刻度，经抽滤、超声波脱气后备用。

1.3色谱条件色谱柱：ZORBAX SB-C18柱(5 μm，4.6 mm×150 mm)；柱温：30 ℃；检测器：190～400 nm全波长扫描，提取230 nm波长；流动相：甲醇-0.02 mol/L乙酸铵溶液(5+95)，等度洗脱；流速：1.0 mL/min；进样量：10 μL。

1.4样品前处理称取样品3～5 g至小烧杯中(固体试样均匀取样后粉碎称量，液体试样直接称量)，精确至0.01 g，以10～15 mL超纯水溶解样品，并转移至50 mL容量瓶中，以10 mL超纯水分3次清洗烧杯将样品完全洗入容量瓶中，加入亚铁氰化钾和乙酸锌溶液各3 mL，加水定容至刻度，超声波提取15 min。移入离心管中，4 000 r/min离心5 min，吸取上清液过0.22 μm滤膜至进样瓶中待测。

1.5定性定量方法采用标准物质的保留时间和光谱图对检测样品定性，外标法定量，将配制好的5种添加剂的混合标准溶液稀释成不同浓度(0.001、0.002、0.005、0.010、0.050 mg/mL)，通过液相色谱分析，以标准溶液浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，通过标准曲线计算样品中的目标物含量。

2结果与分析

2.1色谱柱的选择综合分析5种食品添加剂的检测方法，考察了Eclipse Plus C18(5 μm，4.6 mm×150 mm)，Agilent HC-C18(5 μm，4.6 mm×250 mm)，InterSustain C18(5 μm，4.6 mm×250 mm)，ZORBAX SB-C18(5 μm，4.6 mm×150 mm)4种液相色谱柱。由于在流速恒定的前提下，色谱柱越长分析时间就越长，但色谱柱过短，可能会导致5种添加剂分离不够完全(图1)。通过综合比较最终选择ZORBAX SB-C18柱(5 μm，4.6 mm×150 mm)进行试验。

图1　5种添加剂标准物质未完全分离色谱(0.010 mg/mL)Fig. 1Chromatogram of incompletely separation of the five kinds of food additives

2.2检测波长的选择岛津LC20A可以在一定选择范围内对目标化合物进行全波长扫描，基于这一功能，笔者将波长范围设置在190～400 nm。通过对标准图谱的最大吸收光谱图以及相关检测国家标准的分析，最终确定5种食品添加剂的检测波长为230 nm。

2.3流动相的优化参考相关国家标准，选择甲醇-0.02 mol/L乙酸铵溶液为流动相，先后比较了不同配比的流动相(甲醇∶乙酸铵溶液=80∶20、85∶15、90∶10、95∶5)，最终确定甲醇-0.02 mol/L乙酸铵溶液为95∶5时，5种添加剂有最好的分离效果，见图2。

图2　5种添加剂标准物质完全分离色谱(0.010 mg/mL)Fig. 2　Chromatogram of completely separation of the five kinds of food additives Complete separation chromatogram of five kinds of food additives

2.4标准曲线与线性范围采用以上建立的优化方法分析不同浓度的混合标准溶液，绘制标准曲线，同时以检测结果的3倍信噪比计算检出限。5种添加剂的线性范围、线性方程、检出限、相关系数见表1。结果表明，该方法相对于国家标准有更高的灵敏度。

2.5加标回收试验及精密度将优化的方法应用于样品分析，选取糕点、饮料、果冻作为检测对象，分别做加标回收试验，添加浓度为低、中、高3个水平，分析结果见表2。结果表明，采用该方法检测以上基质均有良好的回收率(已计算样品空白，74.3%～105.6%)，相对标准偏差(n=6)值均小于7%，因此该方法具有较广泛的适用范围以及较高的精密度。

表1　5种添加剂的线性范围及检出限

2.6基质适用性研究选取市售饮料、糕点、肉制品、调味品、蜜饯等食品中具有代表性的样品进行5种防腐剂和甜味剂的检测，结果见表3。由表3可见，该方法可以同时检测多种样品中的防腐剂、甜味剂。

3结论

该试验建立了同时检测多种类型食品中苯甲酸、山梨酸、安赛蜜、糖精钠、脱氢乙酸的方法，即采用超纯水提取样品，ZORBAX SB-C18柱(5 μm，4.6 mm×150 mm)分析，甲醇-0.02 mol/L乙酸铵为流动相等度洗脱，230 nm波长下检测。该方法具有食品类别涵盖范围广，前处理操作简便，经济高效安全等特点，能够用于不同种类食品中的防腐剂、甜味剂的同时检测，应用前景广阔。

表2　回收率与精密度

表3　样品检测的结果

注：ND代表未检出。

Note： ND indicated not detected.

参考文献

[1] 中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准食品添加剂使用标准:GB 2760—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[2] 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.饮料中乙酰磺胺酸钾的测定:GB/T5009.140—2003[S].北京：中国标准出版社，2003.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.食品中脱氢乙酸的测定高效液相色谱法:GB/T23377—2009[S].北京：中国标准出版社，2009.

[4] 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.食品中山梨酸、苯甲酸的测定:GB/T5009.29—2003[S].北京：中国标准出版社，2003.

[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定高效液相色谱法:GB/T23495—2009[S].北京：中国标准出版社，2009.

Determination of Five Preservatives and Sweeteners in Food by High Performance Liquid Chromatography

LUO Liang, YAO Bang-ben, WU Qiao

(Anhui Provincial Product Quality Supervision and Inspection Institute, Hefei, Anhui 230051)

Abstract[Objective] To establish a novel method was proposed for the simultaneous separation and determination of five food preservatives and sweeteners (benzoic acid, sorbic acid, saccharin sodium, acesulfame, dehydroacetic acid) by high performance liquid chromatography (HPLC). [Method]After optimizing the national standard method of HPLC, we adopted ZORBAX SB-C18column (5 μm， 150 mm × 4.6 mm). Mobile phase was methanol-0.02 mmol/L ammonium acetate; detection wavelength was 230 nm. [Result] Under the three added concentrations (high, middle and low), the recovery rate of sample was between 74.3% and 105.6%. The relative standard deviation (n=6) was 1.09%-6.88%. At the same time, this method passed by the matrix applicability test. [Conclusion] This method is accurate, efficient and can be used to simultaneously detect the various preservatives and sweeteners in food.

Key wordsFood; Preservatives; Sweeteners; Detection

作者简介罗亮(1982- )，男，安徽合肥人，工程师，硕士，从事食品添加剂检测研究。

收稿日期2016-03-01

中图分类号TS 202.3

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)10-095-03