馬曉年,陳俊秀,農蕊瑜,李 潔,李 怡
(昆明市疾病預防控制中心,昆明 650228)
醬油主要是以大豆、小麥、淀粉等為原料,經預處理、制曲、發(fā)酵及配制等工藝[1]生產的具有特殊色香味的液體調味品,以咸味為主,亦有鮮味、香味等,能增加和改善菜肴的口味,是日常餐桌上不可或缺的調味品。研究表明,醬油具有抗氧化、降血壓、降低膽固醇、抗癌、抗過敏、降血脂等功能[2],且富含多種人體必需的營養(yǎng)物質,如糖類、氨基酸、礦物質、維生素等[3,4]。
醬油在長期存儲中易受微生物污染而發(fā)生變質,在醬油中添加食品防腐劑可抑制微生物的繁殖,改善其質量,延長保質期?;瘜W防腐劑因經濟、有效、便捷等優(yōu)點被廣泛用于醬油防腐。因丙酸及其鹽類毒性低,苯甲酸在酸性環(huán)境下對多種微生物有抑制作用且溶解性好,山梨酸能與微生物酶系統(tǒng)中的巰基結合,從而破壞許多重要酶系的作用,達到抑制微生物增殖及防腐的目的,脫氫乙酸對霉菌、酵母菌、細菌有很強的抑制力[5],故這些物質被廣泛用作醬油防腐[6,7]。但化學防腐劑對人體有不同程度的損害[8-10],只能限量使用[11,12]。因此,建立簡單、快速、準確的檢測方法對于防腐劑使用的控制具有重要意義。有學者對這4 種防腐劑進行了研究,廖敏等[13]采用高效液相色譜法(HPLC)測定了醬油中的苯甲酸及山梨酸;王蘭等[14]采用高效液相色譜法測定了黃豆醬油、白樺樹汁飲料、薄荷糖、月餅及牛肉醬中苯甲酸及山梨酸的含量;周純潔等[15]建立了高效液相色譜法同時測定醬油中苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的檢測方法;張小芳等[16]建立了高效液相色譜法同時測定醬油和食醋中苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的檢測方法;夏靜等[17]將醬油樣品經Oasis HLB 柱進行固相萃取凈化,利用高效液相色譜法同時測定醬油中苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的含量。梁立廣等[18]建立了頂空技術串聯(lián)氣相色譜法檢測醬油中丙酸鹽的含量。賴國銀等[19]利用凱氏定氮蒸餾裝置,建立了同時檢測蠔油、醬油、魚露中丙酸鈉(鈣)的高效液相色譜法;李霞等[20]采用氫火焰離子化檢測器-氣相色譜測定食品中丙酸及丙酸鹽的含量。本研究建立了高效液相色譜檢測方法,可以同時測定醬油中丙酸、苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸含量,以期為這方面研究提供參考。
U3000 型高效液相色譜儀(附二極管陣列檢測器,美國賽默飛公司);電子天平(0.01 mg,瑞士梅特勒-托利多公司);賽多利斯Arium? pro DI 超純水系統(tǒng)(德國賽多利斯公司)。
丙酸標準物質、山梨酸標準物質、脫氫乙酸標準物質(壇墨質檢-標準物質中心);苯甲酸標準物質(中國計量科學研究院);乙腈(色譜純,美國JT Baker 公司);磷酸二氫鉀(分析純,汕頭市西隴化工廠有限公司);試驗用水為超純水。
樣品為市購醬油。
1.2.1 混合應用液的配制 準確量取丙酸、苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸標準溶液,用超純水稀釋定容至100 mL,得到500.0 mg/L 的丙酸、苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸混合應用液?;旌蠎靡河? ℃條件下保存。
1.2.2 樣品溶液的制備 準確稱取2.00 g 試樣于50 mL 有蓋離心管中,加25 mL 超純水渦旋混勻,轉移至50 mL 容量瓶中,并用超純水潤洗離心管至容量瓶,定容至刻度,混勻。
1.2.3 色譜條件 色譜柱為Agilent Eclipse C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相A 為0.01 mol/L 磷酸二氫鉀溶液,流動相B 為乙腈,梯度洗脫;流速為1.0 mL/min;檢測波長為214 nm;進樣量為10 μL;柱溫為室溫。洗脫條件見表1。
表1 梯度洗脫程序
1.2.4 檢測波長的選擇 參考國標GB 5009.28—2016[21]在230 nm 波長處對苯甲酸和山梨酸進行測定,參考國標GB 5009.120—2016[22]在214 nm 波長處對丙酸進行測定,參考國標GB 5009.121—2016[23]在293 nm 波長處對脫氫乙酸進行測定。
1.2.5 流動相的選擇 在國標方法GB 5009.28—2016 及GB 5009.121—2016 中,采用乙酸銨水溶液為水相分離苯甲酸、山梨酸及脫氫乙酸,也有研究[24]采用磷酸鹽體系為水相分離苯甲酸、山梨酸及脫氫乙酸。在國標方法GB 5009.120—2016 中采用磷酸氫二銨水溶液為水相分離丙酸,對以上水相體系對目標物質的分離效果進行分析。
1.2.6 pH 的優(yōu)化 pH 對高效液相色譜法檢測丙酸得到的峰型影響較大,測定不同pH(分別為3.40、3.98、4.31、4.41、5.87、6.33、6.92)對4 個待測組分分離效果的影響,選擇最適宜pH。
1.2.7 校準曲線及檢出限 用超純水將混合應用液配制成濃度分別為1.0、5.0、10.0、15.0、30.0、50.0、100.0 mg/L 的標準系列溶液,在確定的分析條件下進行測定,采用外標法以峰面積計算定量,以質量濃度為橫坐標(x),以峰面積為縱坐標(y)繪制標準曲線。
1.2.8 回收率試驗 準確稱取2.0 g 醬油樣品9 份,分別加入一定量的防腐劑待測組分。加標樣品溶液按“1.2.2”的方法制備,按“1.2.3”色譜條件進行檢測,計算平均回收率。
在檢測波長的選擇上,因丙酸的響應值較低,為了兼顧苯甲酸、山梨酸及脫氫乙酸的響應情況,試驗最終選擇214 nm 作為檢測波長。
試驗結果表明,在乙酸銨體系下,丙酸不出峰,而在磷酸鹽體系有較好的分離效果。綜合考慮,采用磷酸二氫鉀溶液為水相,乙腈為有機相分離丙酸、苯甲酸、山梨酸及脫氫乙酸。有機相比例增大時,4 種防腐劑的峰型均較好,且保留時間提前,但苯甲酸和山梨酸無法實現基線分離。有機相比例減小時,4 種防腐劑的峰分離度有所改善,但峰型展寬嚴重,故本試驗采用0.01 mol/L 磷酸二氫鉀溶液和乙腈為流動相進行梯度洗脫。
pH 較低時,丙酸峰型收窄,響應值增大。增大pH,苯甲酸和山梨酸分離度增加,而苯甲酸和丙酸分離度減小。圖1 為不同pH 下4 種防腐劑相應的保留時間。由圖1 可知,pH 在4.0 以下時,山梨酸、苯甲酸的保留時間接近,無法實現基線分離。pH 大于5.0 時,苯甲酸峰型前移,于山梨酸之前出峰,與丙酸的保留時間接近,無法和丙酸實現基線分離??紤]各待測組分的分離度及峰型,試驗最終采用pH為4.4。
圖1 pH 對4 種防腐劑保留時間的影響
采用外標法以峰面積計算定量,以質量濃度為橫坐標,峰面積為縱坐標繪制標準曲線。得到的線性方程、相關系數、檢出限及定量限見表2。由表2可知,丙酸的方法檢出限為0.100 mg/g,定量限為0.300 mg/g;苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的方法檢出限均為0.005 mg/g,定量限均為0.010 mg/g。圖2 為標準品色譜,由圖2 可見,在15 min 內4 個防腐劑均實現了基線分離,且峰型窄、對稱度高,分離效果較理想。
圖2 標準品色譜
表2 4 種防腐劑的線性方程、相關系數、檢出限及定量限
由表3 可知,醬油中不同防腐劑的檢測,3 個水平的平均加標回收率為65.5%~110.0%。圖3 為加標樣品色譜。由表3、圖3 可知,在醬油樣品中,4 個防腐劑組分均無基質干擾,加標平行試驗RSD在3.6%~7.4%,說明該方法可靠,能夠實現準確定量。
圖3 加標樣品色譜
表3 加標回收率結果
該研究建立了同時檢測醬油中防腐劑丙酸、苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的高效液相色譜檢測方法。樣品直接混勻、過濾后上機分析,前處理操作簡單。樣品加水渦旋混勻,0.22 μm 濾膜過濾,以乙腈和0.01 mol/L 磷酸二氫鉀溶液為流動相進行梯度洗脫,經C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)色譜柱分離,采用二極管陣列檢測器進行檢測。丙酸的方法檢出限為0.100 mg/g,定量限為0.300 mg/g;苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的方法檢出限均為0.005 mg/g,定量限均為0.010 mg/g;4 種防腐劑3 個水平的加標回收率為65.5%~110.0%。試驗結果具有較高的回收率及精密度,可滿足醬油中丙酸、苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸的測定要求。