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:
时间 |
20mM磷酸二氢钾(pH2.5) |
乙腈 |
0 |
100 |
0 |
5 |
100 |
0 |
5.1 |
72 |
28 |
22 |
72 |
28 |
22.1 |
100 |
0 |
25 |
100 |
0 |
10种水溶性防腐剂标准品图谱
乳酸(乳酸钙)、乙酸(双乙酸钠)、丙酸钠放大图谱(200nm)
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 |