摘 要:研究建立了一种采用水蒸气蒸馏法提取各种食品中的脱氢乙酸,然后用高效液相色谱仪进行检测的方法。实验采用C18色谱柱(5μm,250mm×4.6mm),流动相为甲醇+0.02mol/L乙酸铵(体积比为5+95),柱温30℃,检测波长为306nm。标准曲线有良好的线性关系(r=0.9996),方法检出限为0.008g/kg,加标回收率为92.6%~104%,对不同的样品基质相对标准偏差为0.69%~3.53%。该方法样品处理步骤简单,无有机溶剂消耗,方法的回收率、灵敏度和准确度高,精密度良好,重现性好,尤其适用于高脂、高油样品的前处理,更能满足样品的分析要求。
关键词:水蒸气蒸馏法;脱氢乙酸;高效液相色谱法
引 言
脱氢乙酸无嗅、无味,作为一种广谱防腐剂,在酸、碱条件下,均有一定的抗菌作用,特别是对霉菌和酵母菌的抑菌能力强,是苯甲酸钠的2-10倍,在高剂量下,还有一定的抑制细菌作用,被广泛应用于果汁、腐乳、酱菜、人造奶油、乳酸菌饮料、果酱、糕点、复合调味料等食物中[。但是,脱氢乙酸进入人体后能迅速被人体吸收,分散于血浆和许多器官中,有抑制多种氧化酶的作用,目前其安全受到质疑,国际上己明确禁止使用。我国在一定范围内允许其使用,但最大允许使用量为0.3g瓜goz}。目前气相色谱检测脱氢乙酸的国标方法川,样品处理过程涉及有机溶剂萃取、浓缩等多个步骤,操作繁琐,方法回收率低;同时,实验中有机溶剂消耗量大,无法满足环境友善的绿色分析方法要求。在利用高效液相色谱检测脱氢乙酸的国标方法中,对高脂、高油样品的分析,存在试样制备与提取过程繁琐,易影响方法回收率等缺陷。目前己有报道采用超声萃取、氢氧化钠溶液浸泡等方法提取食品中的脱氢乙酸后利用高效液相色谱仪进行分析测定[5-8]。本研究在国标GB/T 23377-2009的基础上,对目前市场上广泛销售的多种食品中的脱氢乙酸采用水蒸气蒸馏法提取处理样品,然后用高效液相色谱法进行定性、定量测定,步骤简单,方法的回收率、灵敏度和准确度高,精密度良好,重现性好,尤其适用于高脂、高油样品的前处理,更能满足样品的分析要求。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
高效液相色谱仪:配有紫外检测器或二极管阵列检测器;超声波清洗器;粉碎机;离心机;水蒸气蒸馏装置;C18固相萃取柱:500mg,6mL(胶用前用5mL的甲醇、10mL水活化,使柱子保持湿润状态)。
试剂除特别注明外均为分析纯;水为GB/T 6682规定的一级水;甲醇:色谱纯;乙酸钱、酒石酸:优级纯;脱氢乙酸标准品:XS馆ma公司,CAS(520-45-6),纯度)99.5%。
1.2 标准溶液的制备
脱氢乙酸标准贮备液((1.0mg/mL):准确称取脱氢乙酸标准品100mg精确至0.1mg)于100mL容量瓶中,用10mL氢氧化钠溶液匀0抓)溶解,用水定容。4℃保存,有效期为3个月。
脱氢乙酸标准曲线工作液:分别吸取脱氢乙酸储备液0.1,1.0,5.0,10,20mL于100mL容量瓶中,用水定容。配制成浓度为1.00,10.0,50.0,100,200ug加L标准曲线工作液。40C保存,有效期为1个月。
1.3 样品处理
准确称取1020g精确至0.01g)混匀样品,放入500mL的圆底烧瓶中,往瓶中加入100mL水、10mL酒石酸溶液((150g/L)和60g氯化钠,以约10mL加in的流出速度进行水蒸气蒸馏。将蒸馏液导入盛有30mL水的500mL容量瓶中,将收集管的底端插入水中,蒸馏液达到490mL时停止蒸馏,用水准确定容,摇匀此液作为样液使用,过0.45um滤膜,供高效液相色谱测定。
1.4 色谱条件
色谱柱:C1。柱,5um,250mm*4.6mm(内径)或相当者;流动相:甲醇+0.02moL/L乙酸钱(5+95,体积比);流速:1.0mL/min;柱温:30℃;进样量:10uL;检测波长:306nm。按上述色谱条件,以保留时间定性,以峰面积定量,测定样品中脱氢乙酸的浓度。
1.5 结果计算
样品中脱氢乙酸含量电爪(g/kg)=C*V*10-3/m
式中:C为样品中脱氢乙酸的浓度,mg/L;
V为样液体积,mL,
m为样品质量,g。
2 结果与讨论
2.1 水蒸气蒸馏法提取方式的优化
在进行水蒸气蒸馏时,试样溶液需要保持pH=2~3,本实验中选择加入10mL15%的酒石酸溶液。在利用水蒸气蒸馏法提取试样中的脱氢乙酸实验中发现,蒸馏定容体积对脱氢乙酸的回收率有较大的影响。将脱氢乙酸标准添加到腐乳空白样品中,进行水蒸气蒸馏,表1列出了在不同的蒸馏体积中脱氢乙酸的回收率(加标量:50ug/mL)。结果表明,最终蒸馏定容体积达到500mL,脱氢乙酸提取完全,有较高的回收率。
表1不同的蒸馏体积中脱氢乙酸加标回收率的对比
蒸馏体积血L | 平均回收率/% |
100 | 71.5 |
200 | 80.9 |
300 | 86.7 |
400 | 91.0 |
500 | 95.3 |
600 | 95.8 |
2.2 检测波长的选择
根据紫外分光光度计扫描的结果,脱氢乙酸的最大吸收波长在230,306nm处,230nm处吸收较强,但基体干扰较多;306nm处的基体紫外吸收少,干扰不大,所以选择306nm作为检测波长。
2.3 流动相的选择
流动相为甲醇+水时,脱氢乙酸峰拖尾,加入0.02mol/L乙酸钱缓冲溶液,峰形对称性大大改善。甲醇的比例影响脱氢乙酸的分离效果,甲醇比例越低,脱氢乙酸与杂峰分离越好,但出峰时间相应延长。实验表明,当0.02mol/L甲醇体积比为95:5时,分离较好,标准及样品色谱图见图1、图2。
图2 实际样品的液相色谱图
2.4 水蒸气蒸馏法与溶剂提取法对各种样品提取
效率的对比GB/T23377-2009标准选择用氢氧化钠溶液提取试样中的脱氢乙酸,经脱脂、去蛋白处理后,进样分析测定。经实验发现,对于各种不同类型的样品,前处理操作均有不同,样品处理过程涉及有机溶剂萃取、浓缩等多个步骤,操作繁琐。本方法采用水蒸气蒸馏法提取试样中的脱氢乙酸,适用于各种不同类型的样品,而且操作简单,回收率较高。表2列出了水蒸气蒸馏法与GB/T 23377-2009溶剂提取法对各种样品提取效率的对比(加标量:100ug/ml。
表2 水蒸气蒸馏法与GB/T 23377-2009溶剂提取法对各种样品提取效率的对比
样品名称 | 平均回收率/% | |
GB/T23377-2009 | 水蒸气蒸馏法 | |
果蔬汁 | 94.7 | 96.8 |
酱菜 | 96.8 | 97.8 |
腐乳 | 95.1 | 99.6 |
月饼 | 96.2 | 101 |
火腿肠 | 95.0 | 104 |
豆沙馅料 | 98.3 | 99.0 |
2.5 方法的线性实验
将浓度为1.00,10.0,50.0,100,200 ug/ml标准系列工作液分别注入液相色谱仪中,测定相应的脱氢乙酸的峰面积,以标准工作液的浓度为横坐标,以峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。在线性范围为1.00-200 ug/ml,其线性关系良好,r=0.9996。
2.6 方法的灵敏度实验
在本实验条件下,将脱氢乙酸标准溶液稀释后,添加到不含脱氢乙酸的液体、固体样品中,以3倍基线噪音信号确定检出限为3ng;以样品取样量20g,确定水蒸气蒸馏法检出限为0.008g/kg,定量限为0.02g/Kg。
2.7 方法的回收率与精密度实验
将3个浓度水平脱氢乙酸标准溶液添加到果汁、酱菜、腐乳、月饼、豆沙馅料、火腿肠等6种空白的样品中,平行制备6份,用本实验中水蒸气蒸馏法进行样品处理,计算回收率和相对标准偏差,回收率为92.6%-104%,相对标准偏差为0.69%-3.53%,结果见表3、表4、表5、表6、表7、表8。
表3 果汁样品中的脱氢乙酸加标回收与相对标准偏差实验结果
加标量/
(ug/ml) | 测得值/(ug/ml) | 平均值/
(ug/ml) | 平均回
收率/% | 相对标准
偏差/% |
5 | 4.59,4.63,4.58,
4.55,4.71,4.69 | 4.63 | 92.6 | 1.38 |
100 | 95.7,94.5,98.0,
96.1,97.3,99.0 | 96.8 | 96.8 | 1.70 |
200 | 189,190,196,
94,198,203 | 195 | 97.5 | 2.67 |
表4 酱菜样品中的脱氢乙酸加标回收与相对标准偏差实验结果
加标量/
(ug/ml) | 测得值/(ug/ml) | 平均值/
(ug/ml) | 平均回
收率/% | 相对标准
偏差/% |
5 | 4.49,4.63,4.70,
4.58,4.75,4.82 | 4.66 | 93.2 | 2.56 |
100 | 95.7,94.5,98.0,
96.1,97.3,99.0 | 97.8 | 97.8 | 2.59 |
200 | 186,190,189,
194,196,188 | 190 | 95.0 | 1.99 |
表5 腐乳样品中的脱氢乙酸加标回收与相对标准偏差实验结果
加标量/
(ug/ml) | 测得值/(ug/ml) | 平均值/
(ug/ml) | 平均回
收率/% | 相对标准
偏差/% |
5 | 4.69,4.83,4.72
4.80,4.65,4.90 | 4.76 | 95.2 | 1.98 |
100 | 102,97.1,97.9,
99.1,98.5,103 | 99.6 | 99.6 | 2.37 |
200 | 195,197,188,
190,192,185 | 191 | 95.5 | 2.33 |
表6 月饼样品中的脱氢乙酸加标回收与相对标准偏差实验结果
加标量/
(ug/ml) | 测得值/(ug/ml) | 平均值/
(ug/ml) | 平均回
收率/% | 相对标准
偏差/% |
5 | 4.66,4.80,4.61,
4.84,4.72,4.77 | 4.73 | 94.6 | 1.84 |
100 | 98.6,101,99.4
106,103,99.0 | 101 | 101 | 2.84 |
200 | 190,195,193,
191,189,197 | 192 | 96.0 | 1.60 |
表7 豆沙馅料样品中的脱氢乙酸加标回收与相对标准偏差实验结果
加标量/
(ug/ml) | 测得值/(ug/ml) | 平均值/
(ug/ml) | 平均回
收率/% | 相对标准
偏差/% |
5 | 4.85,4.96,4.90,
4.72,4.79,4.81 | 4.84 | 94.6 | 1.75 |
100 | 99.1,97.7,99.5,
98.8,99.0,99.6 | 99.0 | 99.0 | 0.69 |
200 | 188,185,190,
186,193,182 | 187 | 93.5 | 2.08 |
表8 火腿肠样品中的脱氢乙酸加标回收与相对标准偏差实验结果
加标量/
(ug/ml) | 测得值/(ug/ml) | 平均值/
(ug/ml) | 平均回
收率/% | 相对标准
偏差/% |
5 | 4.60,4.79,4.71,
4.88,4.80,4.66 | 4.74 | 94.8 | 2.16 |
100 | 105,99.7,109,
99.7,103,106 | 104 | 104 | 3.54 |
200 | 193,188,192,
198,189,197 | 193 | 96.5 | 2.11 |
2.8 2种前处理方法测定各类样品结果比较
运用2种不同的前处理方法对市售的果汁、酱菜、腐乳、月饼、果脯、莲蓉馅料、面包、火腿肠等8类样品分别进行了对比检测,其测定结果见表9。
表9 水蒸气蒸馏法与溶剂提取法对各类样品的测定结果
样品名称 | 测定结果/瓤妙 | |
溶剂提取法 | 水蒸气蒸馏法 | |
果蔬汁 | <0.005 | <0.02 |
酱菜 | 0.0983 | 0.101 |
腐乳 | <0.005 | <0.02 |
凤梨月饼 | 0.0698 | 0.0653 |
果脯 | 0.0896 | 0.0938 |
莲蓉馅料 | 0.0489 | 0.0506 |
面包 | 0.0436 | 0.0431 |
火腿肠 | 0.0421 | 0.0412 |
从表9可看出,这几类样品的检测结果相对标准偏差最大值为4.7%,均在允许偏差之内,说明2种方法对于测定结果没有显著性差异。
3 结论
本方法采用水蒸气蒸馏法提取处理样品,步骤简单,方法的回收率、精密度和准确度高,尤其适用于高脂、高油样品的前处理,更能满足实际样品的分析要求。
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气蒸馏法;脱氢乙酸;高效液相色谱法
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