氣相色譜-質(zhì)譜法測定腌漬蔬菜中的丙酸及其應(yīng)用

郝鵬飛，劉東風(fēng)，牟志春，徐琴，蘇廣坤，劉琳

（1.山東出入境檢驗(yàn)檢疫局食品農(nóng)產(chǎn)品檢測中心，山東青島266002；2.海軍工程大學(xué)青島油液檢測分析中心，山東青島266012）

丙酸及其鈉鹽、鈣鹽是國家批準(zhǔn)使用的人工合成防腐劑，但是其添加必須在規(guī)定范圍內(nèi)按規(guī)定限量使用，而且添加之后必須在食品標(biāo)簽上注明[1]。近年來出口腌漬蔬菜中被通報檢出丙酸。而依據(jù)我國強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2011 的規(guī)定，丙酸用于醋和糕點(diǎn)中的最大使用量為2.5 g/kg，不允許用于腌漬蔬菜中。因此對腌漬蔬菜中丙酸的快速準(zhǔn)確檢測方法的研究十分必要。測定丙酸的檢測方法有氣相色譜法[2-7]、高效液相色譜法[8-9]、離子色譜法[10]。但方法大多采用水蒸氣蒸餾，操作起來相當(dāng)繁瑣，檢測周期較長。并且氣相色譜法采用氫火焰離子化檢測器檢測，只要保留時間一致即判定為檢出，因而在定性方面存在誤判的可能。本方法是樣品經(jīng)過酸化后用乙醇提取，用氣相色譜-質(zhì)譜分析，根據(jù)質(zhì)譜給出的離子豐度，與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對定性，同時結(jié)合保留時間達(dá)到雙重定性的目的，可對腌漬蔬菜中的丙酸及其鈉鹽、鈣鹽實(shí)現(xiàn)快速和準(zhǔn)確的測定。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

氣相色譜-氣質(zhì)聯(lián)用儀，Agilent 7890A-5975C（美國安捷倫公司）；INNOWAX 石英毛細(xì)管柱（30m×0.25mm×0.25 μm）；電子分析天平（SartoriusBS423S）；渦漩振蕩器（IKA MSI Minishaker）；有機(jī)相過濾膜（0.45 μm）；無水乙醇（色譜純）；磷酸溶液（10%）：量取10 mL 磷酸于100 mL 容量瓶，加水稀釋定容；標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.0 mg/mL）：準(zhǔn)確稱取丙酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.100 0 g 于100 mL 容量瓶，用無水乙醇定容至刻度；標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（10.0 μg/mL）：取上述標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL 置于100 mL 容量瓶中，加無水乙醇定容至刻度。

1.2 樣品處理

稱取樣品5.0 g 于50 mL 離心管中，加入1.0 mL磷酸溶液（10%），蓋好塞子，上渦旋振蕩儀渦旋2 min。加入20 mL 無水乙醇，渦旋振蕩提取2 min 后，4 000 r/s離心5 min，移取上清液，殘渣再加入20 mL 無水乙醇重復(fù)提取一次，合并兩次提取液，用無水乙醇準(zhǔn)確定容到50 mL，混勻，經(jīng)0.45 μm 有機(jī)濾膜過濾入進(jìn)樣小瓶中，供GC-MS 測定用。

1.3 氣相色譜—質(zhì)譜條件

氣相條件：色譜柱為石英毛細(xì)管色譜柱（HPINNOWAX 極性柱）。進(jìn)樣口為200 ℃。載氣：高純氦氣（>99.999%）。采用分流模式進(jìn)樣，分流比為10 ∶1。進(jìn)樣量為1.0 μL，流速：1.0 mL/min。程序升溫設(shè)置為：初始50 ℃，維持2 min，再以10 ℃/min 升溫至200 ℃；傳輸溫度為240 ℃。

質(zhì)譜條件：溶劑延遲：6 min。EI 電離方式，電子能量為70 eV，離子源為230 ℃，四級桿為150 ℃。采用全掃描（SCAN）時，掃描范圍為30 amu～200 amu，定性離子為74、57、45，定量離子為74。采用離子監(jiān)測模式（SIM）時，監(jiān)測離子選擇74、57、45。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方法的改進(jìn)

2.1.1 處理方法的改進(jìn)

國標(biāo)方法GB/T 5009.120-2003 食品中丙酸鈉、丙酸鈣的測定[2]采用水蒸氣蒸餾法，每個樣品前處理時間將近1 h，操作繁瑣，費(fèi)時費(fèi)力，對大批量樣品處理不實(shí)用，且最后得到的以水為溶劑的試液對氣相色譜的毛細(xì)管柱及質(zhì)譜均有損害。而本方法采用樣品經(jīng)酸化后用有機(jī)溶劑提取，多個樣品可以同時處理，操作簡便、快速、提取效果好，完全能滿足樣品中丙酸及其鈉鹽、鈣鹽含量的測定要求。

2.1.2 酸化試劑的確定

采用磷酸溶液（10%）、鹽酸溶液（10%）和硫酸溶液（10%）進(jìn)行對比處理，回收率結(jié)果表明：三種試劑的酸化效果相差不大?？紤]磷酸無強(qiáng)氧化性和強(qiáng)腐蝕性，屬較為安全的酸，所以確定磷酸溶液（10%）為酸化試劑。

2.1.3 提取試劑的確定

分別采用無水乙醇、丙酮和甲醇作為提取溶液，結(jié)果顯示甲醇的回收率較低，而無水乙醇和丙酮的回收率都較高，考慮無水乙醇價格便宜，幾乎無毒等優(yōu)點(diǎn)，所以確定無水乙醇為提取溶液。

2.2 色譜柱和程序升溫條件的確定

分別采用HP-5 MS 石英毛細(xì)管柱和INNOWAX石英毛細(xì)管柱進(jìn)行測定，結(jié)果顯示INNOWAX 色譜柱中丙酸峰形較好。按照檢測靈敏度高，檢測時間短，分離效果好的原則，通過對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣的觀測確定色譜分離和質(zhì)譜檢測條件（1.3）。在此條件下，丙酸標(biāo)準(zhǔn)峰形較好，保留時間為12.170 min，與其他雜質(zhì)峰得到了有效的分離，其色譜圖如圖1 所示，質(zhì)譜圖如圖2 所示。由質(zhì)譜圖在譜庫中檢索可定性判斷是否為丙酸。

圖1 丙酸標(biāo)準(zhǔn)的色譜圖Fig.1 Chromatogram of propionic acid

圖2 丙酸標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)譜圖Fig.2 MS Chromatogram of propionic acid

2.3 線性關(guān)系及檢出限

準(zhǔn)確吸取丙酸標(biāo)準(zhǔn)使用液（10.0 μg/mL）0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 mL 至10 mL 容量瓶中，加無水乙醇定容至刻度，混勻，配成0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，上機(jī)測定。以丙酸濃度為橫坐標(biāo)，離子豐度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示線性良好。線性方程及相關(guān)系數(shù)分別為：Y=8.842×102X-3.782×102；r2=0.999 3。

在研究條件下以濃度為2.0 μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液為測試液，儀器自動測得信噪比S/N，以基線噪聲3 倍峰面積對應(yīng)的質(zhì)量濃度為檢出限（RS/N=3），確定方法的檢出限為0.20 mg/kg。

2.4 回收率和精密度

在上述優(yōu)化條件下，以未檢出本底（檢測值<0.20mg/kg）的腌漬黃瓜做基質(zhì)，測定了20.0、40.0、50.0 mg/kg 添加水平時丙酸的回收率，每個添加水平重復(fù)測定6 次，計算回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表1。回收率為95.8%～97.9%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%～2.3%，表明方法準(zhǔn)確可靠。

表1 腌漬黃瓜中丙酸的回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）Table 1 Recoveries and relative standard derivations of propionic acid in pickled cucumber

2.5 方法應(yīng)用-腌漬蔬菜中丙酸的測定及其引入的原因分析

對出口腌漬蔬菜如泡菜、腌漬蒜、腌漬蘿卜、拌蘇子葉、腌漬姜片、腌漬蒜苔、腌漬辣椒、調(diào)味黃瓜、腌漬牛蒡等產(chǎn)品，采用本文建立的方法進(jìn)行檢測，共371 個樣品。如圖3 為檢出丙酸的腌漬姜片的色譜圖。

圖3 腌漬姜片的色譜圖Fig.3 Chromatogram of pickled ginger

測得的結(jié)果表明這些樣品均含有丙酸，90%以上的樣品在國家標(biāo)準(zhǔn)的檢出限20 mg/kg[2]以下，少數(shù)樣品在20 mg/kg～100 mg/kg 之間。但是其中有3 份樣品的丙酸含量分別高達(dá)166、314 和505 mg/kg，對這3 份樣品所采用的生產(chǎn)原料進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其所使用的醋酸中丙酸的含量都很高，分別為2 060、2 110 mg/kg 和3 690mg/kg。因而推測這三份樣品中的丙酸是由其所使用的醋酸引入的。根據(jù)測試結(jié)果建議企業(yè)改用其他醋酸，其后生產(chǎn)的腌漬蔬菜中的丙酸含量均降至20mg/kg 以下。

3 結(jié)論

建立了測定腌漬蔬菜中丙酸含量的氣相色譜-質(zhì)譜方法，本方法準(zhǔn)確、簡便、快速，所使用的試劑對實(shí)驗(yàn)人員的健康危害小，可同時連續(xù)檢測大量樣品，能滿足實(shí)際樣品的檢測及監(jiān)控的要求。本實(shí)驗(yàn)室已完成了大量腌漬蔬菜樣品的檢測，對腌漬蔬菜中丙酸的含量作了有效的監(jiān)控。

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[2] 中華人民共和國衛(wèi)生部．GB/T 5009.120-2003 食品中丙酸鈉、丙酸鈣的測定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003

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