基于改性碳纳米管分散固相萃取吸附剂-高效液相色谱法检测酱菜中3种食品防腐剂

万洪善， 袁 芹

(连云港职业技术学院，江苏 连云港 222006)

引 言

民以食为天，食以安为先，食品安全关系到人类健康和国计民生的重大问题。防腐剂可防止食品变质，延长食品的保存期[1]，但是，食品生产、加工或制造过程中超范围、超限量使用及滥用食品添加剂，可使食品受到污染，影响到食品安全[2]。

苯甲酸钠、山梨酸钾和尼泊金乙酯是较为常用的防腐剂,可防止食品变质发酸、延长保质期。苯甲酸钠的急性毒性较小，但过量服用苯甲酸钠盐,容易改变人体细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收，且细胞膜抑制脂肪酶等酶的活性，影响正常的生理代谢；山梨酸钾的毒性低于苯甲酸，其防腐效果及安全性优于苯甲酸钠,过量食用，会引起过敏以及消化异常等情况；尼泊金乙酯具有良好的抑菌作用及稳定性，过量使用易导致人类乳腺肿瘤[3-4]。

本文在前期研究的基础上，以自制的海藻酸钠改性的碳纳米管用作dSPE固相吸附富集材料。研究表明，经海藻酸钠改性后的碳纳米管具有较好的吸附性、水溶性，以及广泛的pH适用性[6-8]。结合HPLC同时测定酱菜中的3种食品防腐剂，探讨碳纳米管在食品检测中的应用。

1 材料及方法

1.1 仪器及试剂

LC-20 AT HPLC仪，日本岛津公司；台式高速离心机，德国Sigma公司；电子分析天平，上海精密科学仪器公司。

SAL-MWCNT-COOH，自制；苯甲酸钠、山梨酸钾、尼泊金乙酯标准品，上海生化试剂有限公司;甲醇、乙腈，色谱纯，天津赛孚瑞科技有限公司。

酱菜:购于江苏省连云港市某超市。

1.2 标准溶液配制

用去离子水分别配制1 000 μg/mL的3种食品防腐剂标准品的混合标准储备液，取上述标准储备液，用去离子水稀释成不同浓度的混合标准系列工作液。

1.3 样品预处理

将10 g经粉碎匀质后的酱菜样品于40 mL具塞离心管中,加入100 μL质量浓度为1 000 μg/mL的内标工作液,然后，加入20 mL乙醇-水(体积比80∶20),涡旋混匀1 min,置于超声波清洗器中超声提取10 min,离心5 min(5 000 r/min),收集上清液5 mL至改性后的SAL-MWCNTS-COOH dSPE柱，依次用去离子水、乙醇、乙腈洗涤，洗脱液过0.22 μm滤膜后供HPLC分析。

1.4 HPLC条件

色谱柱为C18柱，5μm×4.6 mm×250 mm，流动相：乙腈和水；梯度洗脱程序为初始时V(乙腈)∶V(水)=50∶50，7 min时体积比为62∶38，14 min时为78∶22,28 min时为92∶8，30 min时为100∶0,保持3 min～5 min。柱温为25 ℃，进样体积为10 μL。

2 结果与讨论

2.1 dSPE条件的优化

2.1.1 提取液浓度的优化

由于企业和监管部门职责的划分不明确，企业在安全和效益的平衡等方面，没有做好有效把控，未能落实主体责任，安全管理工作落实不到位。具体体现如下：①注重效益的观念尚未转变，缺乏对安全运输的认识，安全生产主体责任没有落实到位。②缺少安全生产管控方法。从企业安全生产管控实际来说，采取的主要措施包括安全隐患排查治理，以及道路运输企业安全生产标准化。很多企业尚未构建有效的安全隐患排查治理机制，没有实行安全隐患闭环管理。除此之外，在安全生产标准化方面，未能发挥其作用。

食品防腐剂的提取方法主要以甲醇-水、乙醇-水为提取液。本文在参考文献[9]的基础上,选择乙醇-水作为提取液,比较了60%、75%、80%、85%、90%乙醇-水的提取效率。经过比较发现，采用80%乙醇水溶液对3种食品防腐剂提取，效果总体最佳,均达到94.2%以上的回收率,故选择80%乙醇-水溶液作为提取液。

2.1.2 提取液pH值的影响

添加混合标准中间液(1 000 μg/mL)400 μL于10 mL空白酱菜样品提取液中,加水稀释至40 mL,SAL-MWCNT-COOH用量为200 mg,pH值调节为2～6,温度设置25 ℃，如1.3所述进行操作，研究了提取液pH值对回收率的影响,结果见图1。

图1 提取液pH对回收率的影响

由图1可知,苯甲酸钠和山梨酸钾在pH为4.5时回收率最大，尼泊金乙酯的回收率在pH值为4.5～6时不随pH值发生改变，为了研究方便，因此,本实验选择提取液的pH值为4.5进行dSPE研究。

2.1.3 SAL-MWCNT-COOH用量的影响

实验发现,SAL-MWCNT-COOH用量对实验有一定影响，用量过少则不能完全吸附底物，用量过多则会影响上样时的流速。提取液pH值为4.5，T=25 ℃条件下，考察SAL-MWCNT-COOH复合物用量对酱菜中3种食品防腐剂的回收率影响，结果见图2。

图2 SAL-MWCNT-COOH用量对回收率的影响

由图2可知，SAL-MWCNT-COOH复合物的用量为125 mg时，3种食品防腐剂的回收率较高，继续增大投放量，回收率变化不大，且会影响上样速率及洗脱效果，综合考虑，SAL-MWCNT-COOH复合物的用量选定为125 mg。

2.1.4 洗脱液的选择

考虑到3种食品防腐剂的溶解性，在上述优化后的最佳条件下分别比较了甲醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯4种溶剂的洗脱效率。实验结果表明，以乙腈作洗脱剂时酱菜中3种防腐剂的回收率较高(图3)，故选择用乙腈作洗脱剂。

图3 不同洗脱液对回收率的影响

对乙腈进行体积优化，洗脱溶剂体积对回收率的影响如第30页表1所示。由表1可知，3种食品防腐剂的洗脱回收率随着洗脱液体积增大而增大，当洗脱液体积为25 mL时，3种食品防腐剂洗脱回收率较高；当洗脱液体积大于25 mL时，3种食品防腐剂的洗脱回收率变化不大，故本实验选择洗脱剂乙腈的用量为25 mL。

表1 洗脱溶剂体积对回收率的影响

2.2 线性范围和检测限

用内标法定量，平行测定3次。以标液的质量浓度(X，mg/L)与峰面积(Y)作标准曲线，曲线的回归方程如表2所示，在0.2 μg/L～200.0 μg/L线性范围内，线性关系良好，相关系数均≥0.999 1。以1.0 μg/L的混合标准溶液样品，按3倍信噪比计算，3种食品防腐剂的检出限为0.014、0.011、0.016 μg/L；以10倍信噪比计算，其定量下限为0.124、0.101、0.092 μg/L。

表2 线性范围、线性方程、相关系数及方法的检出限

2.3 样品加标回收率与方法精密度

采用在空白样品中加入标准溶液的方法,对酱菜样品中3种食品防腐剂进行添加回收率实验,加标浓度为0.2 μg/kg～200.0 μg/kg，每个浓度平行进行6个水平分析。结果显示，3种食品防腐剂的加标回收率分别为83.5%～92.1%、81.6%～93.8%和82.7%～91.3%，精密度(RSD)为5.8%～8.8%(如表3所示)。

表3 加标回收率

3 结论

本文基于海藻酸钠改性的碳纳米管作为dSPE吸附填料结合HPLC，用于检测酱菜中3种食品防腐剂，优化实验条件，3种食品防腐剂的回归方程在0.2 μg/L～200.0 μg/L线性范围内，线性关系良好，相关系数均大于0.999 1，加标回收率分别为83.5%～92.1%、81.6%～93.8%和82.7%～93.1%，精密度(RSD)为5.8～8.8%。可满足痕量分析的要求。