食品中常用防腐剂（抗氧化剂、保鲜剂）完全筛选方法 [复制链接]

常用的食品防腐剂有苯甲酸类、山梨酸类、对羟基苯甲酸酯类、丙酸钙（钠）、乳酸钙（钠）、双乙酸钠、脱氢乙酸等。

    具有防腐作用但目前不作为食品添加剂使用、易被滥用的防腐剂有水杨酸、对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸等。

    保鲜及抗氧化剂有丁羟基茴香醚（BHA）、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚的测定(TBHQ)、对叔丁基苯酚、2-苯基苯酚、2-萘酚、4-苯基苯酚等。

    食品防腐剂主要通过三种途径起到防腐作用：1.抑制微生物细胞壁的形成；2.影响细胞膜的功能；3.抑制蛋白质的合成或使蛋白质变性。

    每一种防腐剂，主要以一种途径对微生物产生作用，因此，单一使用一个防腐剂，“抗菌谱”会比较小，并且往往需要比较大的浓度，容易超标。

    许多食品、特别是营养丰富的食品，会常常联合使用多种防腐剂，以扩大“抗菌谱”，降低单个防腐剂的浓度，提升防腐效果，延长食品保存时间。例如苯甲酸类和三梨酸类防腐剂经常会联合使用，提高防腐效果。

    现行的国标方法有一些是同时检测多种防腐剂的，如《国家食品安全标准 GB 21073-2010乳和乳制品中苯甲酸和山梨酸的测定》等，非常合理地结合食品行业的特点制定相应的检测方法。

    但还有一些标准，只是单一的检测某一种防腐剂，而对一些超出使用范围的“合法的”防腐剂没有做相应的检测规定，容易造成“符合标准的不安全产品”的产生；而对于一些非法的防腐剂，目前还缺少相应的检测方法。

    针对这种现象，结合防腐剂的物理化学性质，我们研究出一套解决方案，力求用简单的步骤，一次性分析尽可能多的防腐剂。  

    首先我们把防腐剂分成两大类：水溶性的和脂溶性的。水溶性的防腐剂主要有苯甲酸类、羟基苯甲酸类（非法防腐剂）、山梨酸类、小分子有机酸类等（乳酸、丙酸、双乙酸），这些防腐剂只要用于水溶性或水溶性为主的食品中，如饮品、糕点、调味料等。

    脂溶性防腐剂（保鲜剂）主要有羟基苯甲酸酯类、丁羟基茴香醚（BHA）、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚(TBHQ)、对叔丁基苯酚、2-苯基苯酚、2-萘酚、4-苯基苯酚等，这些添加剂主要用在含油较多食品或干果等食品中。

    防腐剂（保鲜剂）只有在充分溶解或均一分布在食品介质中，才能发挥防腐保鲜效果，因此，根据食品基质状况，大致可以判断可能含有哪一类防腐剂（保鲜剂），选用合适的提取纯化方法，进行测定。

    此方案的特点是：无论是防腐剂（保鲜剂）是水溶性的还是脂溶性的，都是采用同一种净化小柱和同一根HPLC色谱柱，具有非常广泛的适用性，方便使。

    1 实验部分

    1.1 仪器与试剂

    HPLC色谱仪1（Agilent 1200）

    HPLC色谱仪2（HITACHI L2000）

    SPE减压装置（Phenomenex）

    SPE净化小柱：Strata-X-A 200mg/3mL（P/N 8B-S123-FBJ）

    如样品量大，或富含有机酸的样本，选用 Strata-X-A 500mg/3mL(P/N 8B-S123-HBJ)

    HPLC色谱柱：Synergi Polar-RP 4μ 250×4.6mm (P/N 00G-4336-E0)水溶性防腐剂方案：

    提取：

    1、 水溶液样品：精密取样品10mL,加0.1g碳酸氢钠，充分溶解，含CO2样品超声除去，用pH试纸检测溶液pH为7左右（如pH<7,继续添加碳酸钠调pH至7），0.45μm滤膜滤过，续滤液作为待净化溶液。

    2、 半固体样品和固体样品：精密取样品1～5g,加0.1M的碳酸氢钠溶液10～20mL，超声溶解，溶液0.45μm滤膜滤过，续滤液作为待净化溶液。

    净化：

    SPE小柱：Strata-X-A 200mg/3mL（P/N 8B-S123-FBJ）

    活化平衡：3mL甲醇，3mL 0.1M 碳酸氢钠(pH 7)

    上样：2～5mL待净化液

    清洗1：水 3mL

    清洗2：甲醇 3mL

    吹干1min

    洗脱：2mL×2  0.1% HCL 甲醇

    合并洗脱液至5mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，0.45um滤膜过滤，续滤液作为待测溶液。

    HPLC测定：

    仪器：Agilent 1200 四元低压梯度泵，紫外-可见检测器

    色谱柱：Synergi Polar-RP 4μ 250×4.6mm (P/N 00G-4336-E0)

    保护柱：KJ0-4282   AJ0-6076

    检测波长：0～9min,200nm；9.1～11min,270nm；11.1～25min,230nm。

    进样体积：5μL

    标准品浓度：乳酸、乙酸、丙酸1.0mg/ml，对羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸、山梨酸、苯甲酸、水杨酸、富马酸、没食子酸0.1mg/ml，溶剂为水。（红色字体物质注为非法添加剂）。

流动相及梯度程序：

脂溶性防腐剂（保鲜剂）方案：

    提取：精密取样品1～5g,加0.1M的氢氧化钠溶液10～20mL，超声溶解，溶液0.45μm滤膜滤过，续滤液作为待净化溶液。

    净化：

    SPE小柱：Strata-X-A 20mg/3mL（P/N 8B-S123-FBJ）

    活化平衡：3mL甲醇，3mL 氢氧化钠溶液

    上样：2～5mL待净化液

    清洗1：0.1M 氢氧化钠溶液 3mL

    清洗2：0.1M氢氧化钠溶液甲醇溶液 3mL

    吹干1min

    洗脱：2mL×2  0.1% HCl甲醇

    合并洗脱液至2mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，0.45um滤膜过滤，续滤液作为待测溶液。

    HPLC测定：

    仪器：HITACHI L2000 四元梯度泵，L2300紫外-可见检测器

    色谱柱：Synergi Polar-RP 4μ 250×4.6mm (P/N 00G-4336-E0)

    保护柱：KJ0-4282   AJ0-6076

    检测波长：280nm

    进样体积：10μL

    标准品浓度：0.1mg/mL  溶剂为甲醇

    流动相及梯度程序：

时间（min）	乙腈	水
0	40	60
2	40	60
22	47	53
23	95	5
35	95	5

12种脂溶性防腐剂标准品图谱

加标回收率：

10种水溶性防腐剂			12种脂溶性防腐剂、抗氧化剂
名称	回收率	RSD  n=5	名称	回收率	RSD n=5
乳酸	83.3%	4.3%	棓丙酯	97.3.2%	2.4%
乙酸	76.7%	5.2%	对羟基苯甲酸甲酯	93.3%	2.7%
富马酸	93.0%	2.1%	对羟基苯甲酸乙酯	92.8%	2.7%
丙酸	78.4%	4.7%	特丁基对苯二酚（TBHQ）	94.2%	2.1%
没食子酸	95.2%	2.2%	对羟基苯基酸丙酯	95.9%	2.3%
对羟基苯甲酸	94.9%	1.9%	2-萘酚	96.7%	2.6%
间羟基苯基酸	97.1%	2.1%	对羟基苯己酸丁酯	94.6%	2.0%
山梨酸	90.8%	2.7%	4-叔丁基苯酚	93.5%	3.1%
苯甲酸	98.3%	1.8%	4-苯基苯酚	96.6%	3.7%
水杨酸	98.2%	1.7%	2-苯基苯酚	92.4%	3.4%
			丁羟基茴香醚（BHA）	97.5%	2.5%
			2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）	96.9%	2.3%

防腐剂、抗氧化剂分析启动包

货号	描述
8B-S123-FBJ	Strata-X-A 200mg/3mL 50/PK
KJ0-4282	保护柱套
AJ0-6076	保护柱芯 10/PK