目前,測定防腐劑的方法主要有:氣相色譜法、薄層色譜法、高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳等。其中,氣相色譜法因具有較高的靈敏度和分離度而成為檢測防腐劑最重要的分析手段之一。
苯甲酸又稱為安息香酸,為白色有絲光的鱗片或針狀結(jié)晶,在熱空氣中微揮發(fā),于100℃左右升華,酸性條件下可隨水蒸氣蒸餾。苯甲酸的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,微溶于水,易溶于乙醇、氯仿、丙酮、乙醚等有機(jī)溶劑。苯甲酸鈉為白色顆?;蚓w粉末,無臭或微帶安息香氣味,在空氣中穩(wěn)定,易溶于水和乙醇,難溶于有機(jī)溶劑。苯甲酸及苯甲酸鈉作為防腐劑在食品中應(yīng)用十分廣泛,允許添加的食品 種類繁多;在各類食品中允許添加量范圍不同,其在食品中的最大使用量從0.2~2.0g/kg不等。
檢測食品中苯甲酸的方法有很多種,包括氣相色譜法/高效液相色譜法(HPLC)/薄層層析法、超高效液相色譜法(UPLC)、導(dǎo)數(shù)光譜法、毛細(xì)管膠束電動色譜法(MECC)、鑭系元素感光法、分光光度法、高效薄層層析法(HPTLC)和電勢法等,國家標(biāo)準(zhǔn)采用氣相色譜法、液相色譜法和薄層層析法3種。
樣品處理按以下步驟進(jìn)行。稱取事先混合均勻的樣品,置于帶塞量筒中,加鹽酸(1+1)酸化,用乙醚提取2次,振搖,將上層乙醚提取液吸入另一個帶塞量筒中。合并乙醚提取液,用氯化鈉酸性溶液洗滌2次,靜止,用滴管將乙醚層通過無水硫酸鈉濾入容量瓶中,加乙醚至刻度,混勻。準(zhǔn)確吸取乙醚提取液于帶塞刻度試管中,置水浴上揮發(fā)干,加入石油醚一乙醚(3十1)混合溶劑溶解殘渣。
一、氣相色譜法
樣品酸化后,所含的苯甲酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)楸郊姿?。用乙醚提取苯甲酸,用帶氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀進(jìn)行分離測定,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。
氣相色譜儀的操作按儀器操作說明進(jìn)行。注意點火前嚴(yán)禁打開氮氣調(diào)節(jié)閥,以免氫氣逸出引起爆炸;點火后,不允許再轉(zhuǎn)動放大調(diào)零按鈕。此方法可同時測定山梨酸(鉀)。此法的最低檢出限為1.0μg,當(dāng)試樣為1.0g時,最低檢出濃度為1.0mg/kg。
二、高效液相色譜法
將樣品加熱除去二氧化碳和乙醇,調(diào)節(jié)pH至近中性,過濾后進(jìn)高效液相色譜儀,經(jīng)反相色譜分離后,根據(jù)保留時間和峰面積進(jìn)行定性和定量。
不同樣品處理方法如下。
(1)汽水:稱取試樣,放入小燒杯中,微熱,攪拌除去CO2,用氨水(1+1)調(diào)pH值至約為7,加水定容,經(jīng)0.45pm濾膜過濾。
(2)果汁類:稱取試樣,用氨水(1+1)調(diào)pH值至約為7,加水定容,離心沉淀,上清液經(jīng)0.45μm濾膜過濾。
(3)配制酒類:稱取試樣,放入小燒杯中,水浴加熱除去乙醇,用氨水(1+1)調(diào)pH值至約為7,加水定容至適當(dāng)體積,經(jīng)0.45μm濾膜過濾。
樣品中如含有CO2、酒精時應(yīng)先加熱除去。富含脂肪和蛋白質(zhì)的樣品應(yīng)除去脂肪和蛋白質(zhì),以防用乙醚提取時發(fā)生乳化。被測溶液pH值對測定和色譜柱使用壽命均有影響,pH>8或pH<2時影響被測組分的保留時間,對儀器有腐蝕作用,故pH以中性為宜。本法可同時測定山梨酸和糖精鈉。山梨酸的靈敏波長為254nm,但在此波長測苯甲酸、糖精鈉靈敏度較低;苯甲酸、糖精鈉的靈敏波長為230nm。為照顧三種被測組分靈敏度,方法采用波長為230nm。對共存物進(jìn)行干擾試驗表明:蔗糖在230nm處無吸收,檸檬酸吸收很小,在此色譜條件下,咖啡因和人工合成色素不被洗脫,因此,這些共存物不影響苯甲酸、山梨酸、糖精鈉的定性和定量測定。食品樣品往往含有大量的油脂、蛋白質(zhì),對提取極為不利;如處理不干凈也會污染色譜柱,影響檢測工作。對于豆粉、奶粉、月餅等高油脂、高蛋白樣品可用10%鎢酸鈉溶液作為沉淀劑,效果好些,用10%亞鐵氰化鉀溶液和20%醋酸鋅溶液則效果更理想。
三、薄層層析法
樣品酸化后,用乙醚提取苯甲酸。將樣品提取液濃縮,點于聚酰胺薄層板上,展開。顯色后,根據(jù)薄層板上苯甲酸、山梨酸的比移值,與標(biāo)準(zhǔn)比較定性,并可進(jìn)行定量。
薄層色譜用的溶劑系統(tǒng)不可存放太久,否則濃度和極性都會變化,影響分離效果,應(yīng)在使用前配制。用濕法制薄層,應(yīng)在水平的臺面上,否則會造成薄層厚度不一致;晾干應(yīng)放在通風(fēng)良好的地方,無灰塵,以防薄層被污染;烘干后應(yīng)放在干燥器中冷卻、儲存。在展開之前,展開劑在缸中應(yīng)預(yù)先平衡1h,使缸內(nèi)蒸汽壓飽和,以免出現(xiàn)邊緣效應(yīng)。展開劑液層高度0.5~1.0cm不能超過原線高度,展開至上端,待溶液前沿上展至10cm時,取出揮干。在點樣時最好用吹風(fēng)機(jī)邊點邊吹干,在原線上點,直至點完一定量,且點樣點直徑不宜超2mm。本法可同時測定食品中苯甲酸、山梨酸和糖精鈉的含量,適用于醬油、果汁、果醬。
四、其他方法
除以上3種國家標(biāo)準(zhǔn)方法外,測定苯甲酸的常用方法還有紫外分光光度法和酸堿滴定法。其中,紫外分光光度法是利用樣品中的苯甲酸在酸性條件下可隨水蒸氣蒸出,與樣品中的非揮發(fā)組分分開,然后用硫酸和重鉻酸鉀溶液處理,使苯甲酸以外的其他有機(jī)物氧化分解,將此氧化后的溶液再次蒸餾,用堿液吸收苯甲酸。純凈的苯甲酸鈉在225nm處有最大吸收,測定吸光度值并與標(biāo)準(zhǔn)品比較即可計算出樣品中苯甲酸的含量。酸堿滴定法則是將樣品加入飽和氯化鈉溶液在堿性條件下進(jìn)行提取,分離除去蛋白質(zhì)、脂肪等,經(jīng)酸化,用乙醚提取樣品中的苯甲酸,將乙醚蒸去,溶于中性醚醇混合液中,以酚酞作為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定。
五、幾種方法的比較
紫外分光光度法檢出限為1.2μg/mL,可用于飲料、蜜餞、調(diào)味品等中的苯甲酸測定。儀器普及,方法簡便,靈敏度高,分析時間短,成本低,結(jié)果準(zhǔn)確,適于批量檢測。薄層色譜法靈敏度高,但用乙醚反復(fù)提取濃縮后再進(jìn)行測定,這種方式存在著費時費力,有機(jī)溶劑消耗量大,工作強(qiáng)度高,且易受時間、雜質(zhì)等因素千擾,準(zhǔn)確性相對較低,重現(xiàn)性差等缺點。高效液相色譜法、氣相色譜法檢出限低,快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定;但所需儀器設(shè)備投資大,對操作技術(shù)要求高。而且單純的色譜法只通過保留時間進(jìn)行定性,專屬性和特異性較差,易產(chǎn)生假陽性或假陰性結(jié)果。此外,氣相色譜法亦采用乙醚反復(fù)提取濃縮后再進(jìn)行測定,故存在著費時費力,有機(jī)溶劑消耗量大的缺點。而液相色譜樣品處理方法簡單,但成分復(fù)雜的樣品易出現(xiàn)干擾。
食品中苯甲酸檢測方法已較多。但隨著待測食品種類擴(kuò)大和食品基質(zhì)成分復(fù)雜化,來自食品中非測定成分干擾將日益增多,因此對檢測樣品純化、檢測手段的要求將越來越高,簡單、準(zhǔn)確、廉價、靈敏、專一、快速凈化手段和檢測方法將是今后的研究方向。將色譜一質(zhì)譜聯(lián)用,集合色譜的高分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度、極強(qiáng)的定性專屬特異性于一體是發(fā)展的一個方向。此外,食品中苯甲酸含量的分析方法很多,選擇何種方法取決于分析的對象,現(xiàn)在主要的方法是用于檢測液體食品如醬油、果汁、乳及乳制品等。未來的發(fā)展方向是開發(fā)出適合于所有食品中苯甲酸的檢測方法。