气相色谱法测定食品中苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸含量

摘 要：目的：建立气相色谱法测定食品中苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸含量的方法。方法：样品经酸化处理后，使用乙醚进行提取，气相色谱仪分离和定量分析。结果：苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸在各自线性范围内线性关系良好，精密度相对标准偏差在2.04%～4.23%，平均回收率在98.77%～100.14%，检出限分别为1.29 mg·kg-1、1.13 mg·kg-1和1.03 mg·kg-1，均符合相关要求。结论：本文建立的气相色谱法具有高精密度、高准确度和强选择性的特点，适用于酱油、果汁和腐乳等食品中苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸的测定。

关键词：食品；苯甲酸；山梨酸；脱氢乙酸；气相色谱法

Abstract： Objective： To establish a gas chromatography method for the determination of benzoic acid， sorbic acid， and dehydroacetic acid in food. Method： The samples were treated with acidification， extracted with ether， and then separated and quantitatively analyzed by gas chromatography. Result： Benzoic acid， sorbic acid and dehydroacetic acid had good linear relationships in their respective linear ranges. The relative standard deviation obtained from precision experiments was between 2.04% and 4.23%， and the recovery rate of spiked samples was between 98.77% and 100.14%， the detection limits were 1.29 mg·kg-1， 1.13 mg·kg-1 and 1.03 mg·kg-1. Conclusion： The established gas chromatography method has high precision， accuracy， and strong selectivity， and is suitable for the determination of benzoic acid， sorbic acid and dehydroacetic acid in soy sauce， fruit juice and fermented bean curd.

Keywords： food; benzoic acid; sorbic acid; dehydroacetic acid; gas chromatography method

食品防腐剂的使用对于延长食品保质期和防止微生物污染至关重要。然而，防腐剂过量摄入可能对人体健康产生不良影响，如对消化系统和神经系统的潜在损害[1]。因此，食品中防腐剂含量的检测成为保障食品安全的关键环节。传统检测方法如高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）尽管应用广泛，但在某些复杂食品基质中的适用性有限，并且前处理过程烦琐，检测成本较高[2]。

食品工业中，防腐剂的使用是保障食品质量和安全的重要手段。苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸是最常用的3种防腐剂，它们广泛应用于各种加工食品中，能够有效抑制微生物的生长，从而延长食品的保质期，防止食品腐败变质。尽管它们在食品安全方面发挥着积极作用，但长期摄入含有过量防腐剂的食品可能对人体健康产生潜在的危害。研究表明，过量摄入防腐剂可能导致消化系统、神经系统的紊乱，甚至对肝脏和肾脏功能造成损害。因此，必须对食品中的防腐剂含量进行严格控制，以确保食品在延长保质期的同时不会对消费者的健康造成危害。目前，食品安全检测中广泛采用的防腐剂含量检测方法是高效液相色谱法。这种方法因其高效、准确而被广泛应用，特别是在食品中多种防腐剂的检测中占有重要地位。然而，HPLC在面对某些复杂食品基质时，存在一定的局限性。例如，HPLC的前处理步骤较为复杂，通常需要多步骤的样品提取和净化，使得整个检测过程费时费力，增加了操作的难度；面对某些复杂样品时，灵敏度仍有待进一步提升；检测多种防腐剂时，通常需要分别测定，因此需要消耗大量的试剂和耗材，导致检测成本较高，难以满足大规模食品检测的需求。基于上述问题，提升防腐剂检测方法的效率和经济性显得尤为重要，研究和开发一种能够简化操作流程、降低检测成本，同时保持高精度和高灵敏度的分析方法是解决这些问题的关键[3-4]。

本文提出并建立了一种能够同时测定食品中苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸含量的气相色谱分析方法。相比于传统的检测方法，该方法能够有效提高检测效率，通过同时测定3种常见防腐剂，缩短了检测时间，且其操作步骤简单，避免了传统方法中多次提取、净化等步骤，从而使整个检测过程更加简便、快捷。这些改进使得该方法在当前食品安全检测需求中具有更广泛的应用前景，不仅能够满足日常检测工作的高效性要求，还能够为大规模食品检测提供可靠的技术保障，推动食品检测技术的进一步发展。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

酱油、果汁、腐乳，市售。

乙醚（不含过氧化物）；石油醚（沸点为30～60 ℃）；无水硫酸钠（分析纯）；盐酸溶液（6 mol·L-1）；氯化钠溶液（40 g·L-1，加入少量3 mol·L-1的盐酸溶液进行酸化处理）。

GC-2010型气相色谱仪；氢火焰离子化检测器；电子天平（精确度为万分之一）；K-D浓缩器。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

取2 mL样品置于25 mL的带塞量筒内，加入0.5 mL盐酸溶液（6 mol·L-1）进行酸化。用乙醚提取2次，每次振荡2 min，并将所得乙醚层转移至另一个25 mL带塞量筒中。使用3 mL酸性氯化钠溶液对乙醚层进行2次清洗，静置5 min后，分离出乙醚层，并通过无水硫酸钠过滤至浓缩瓶。在40 ℃水浴中将溶剂蒸干。然后，用2 mL乙醚和石油醚（1∶3，V/V）混合溶剂溶解残留物，待上机测定[5-6]。

1.2.2 标准溶液配制

准确称量3种防腐剂标准品各0.1 g（精确至0.1 mg），并将其分别转移到100 mL容量瓶中。使用乙醚和石油醚的混合溶剂（1∶3，V/V）对标准品进行稀释，定容，配制成浓度为1 mg·mL-1的标准储备液。使用乙醚和石油醚混合溶剂对标准储备液进行进一步稀释，配制成20 μg·mL-1、50 μg·mL-1、100 μg·mL-1、200 μg·mL-1和300 μg·mL-1的标准系列溶液[7]。

1.2.3 色谱条件

使用GC-2010气相色谱仪并配备氢火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector，FID），Rtx-5色谱柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；起始温度设定为90 ℃，保持2 min，然后以50 ℃·min-1的速率升温至150 ℃；进样口和检测器温度均为230 ℃；载气为氢气，流量为30 mL·min-1；辅助气流量为300 mL·min-1；尾吹气流量为30 mL·min-1；分流比为1∶1[8]。

2 结果与分析

2.1 色谱柱的选择

在进行3种食品防腐剂的分离过程中，对比HP-1与Rtx-5两种色谱柱的性能。经过评估，发现Rtx-5柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）分离效率更高。因此，本文选择Rtx-5色谱柱作进行后续实验。

2.2 色谱柱温的选择

经过一系列实验验证，确定了色谱柱的最佳升温程序：起始温度90 ℃，维持2 min，然后按照50 ℃·min-1的速度升温至150 ℃。该条件下，山梨酸、苯甲酸和脱氢乙酸能够有效分离，溶剂峰未受到影响，且各组分色谱峰的峰面积均达到峰值。

2.3 标准曲线

按1.2.2方法配制标准系列溶液，以峰面积与浓度为纵横坐标，绘制标准曲线。结果表明，山梨酸、苯甲酸和脱氢乙酸的标准曲线分别为y=480.65x+4 435.8，y=628.56x+5 599.4和y=856.09x+1 943.3，相关系数R2分别为0.999 2、0.999 1和0.999 8。3种防腐剂均在20～300 μg·mL-1保持良好的线性关系。

2.4 精密度

以瓦罐酱油为实验基质，添加2 mL浓度为300 μg·mL-1的标准溶液，并在同一参数下重复测定8次。如表1所示，3种防腐剂峰面积的相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）分别为4.23%、2.38%和2.04%，表明其精密度良好。

2.5 准确度

以瓦罐酱油为试样，平行称取2份样品，分别加入50 μg·mL-1和300 μg·mL-1的标准溶液2 mL，进行加标回收实验，结果见表2。可以看出，苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸的平均回收率分别为99.80%、98.77%和100.14%，表明该方法的回收效果非常理想，具有较高的准确性。

2.6 检出限

按照3倍信噪比计算检出限，得出苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸3种防腐剂的检出限分别为1.29 mg·kg-1、1.13 mg·kg-1和1.03 mg·kg-1。

2.7 实际样品测定

市场上购买酱油、果汁、腐乳类食品样品26份，采用本方法进行食品中苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸检测，发现所有检出的防腐剂含量（苯甲酸0.09～0.15 g·kg-1、山梨酸0.08～1.07 g·kg-1、脱氢乙酸0.05～0.40 g·kg-1）均低于《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）限量值。详细检出结果见表3。

3 结论

本文建立了气相色谱法检测食品中苯甲酸、山梨酸和脱氢乙酸3种防腐剂的方法。3种防腐剂均在20～300 μg·mL-1保持良好的线性关系，相关系数R2均大于0.999；精密度RSD在2.04%～4.23%，3种防腐剂的加标回收率分别为98.77%、99.80%和100.14%，表明该方法精密度好、准确度高，且具有操作简便、分离效果优良等优点，可为食品安全检测提供可靠的技术支持。

参考文献

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[2]叶美玲，孙军华，胡琼，等.烘焙食品中常用防腐剂的检测及残留量分析[J].精细化工中间体，2022，52（2）：69-73.

[3]邓迎春，徐晓楠，郭旭光，等.高效液相色谱法同时测定食品中安赛蜜、苯甲酸（钠）、山梨酸（钾）、脱氢乙酸（钠）和糖精钠[J].中国卫生检验杂志，2020，30（8）：918-921.

[4]张娜，任春香，吴英良，等.毛细管气相色谱法同时测定果汁中山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸[J].食品安全质量检测学报，2020，11（9）：2744-2747.

[5]冯俊富，朱飞如，余开科，等.高效液相色谱法同时测定饮料中的苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸和糖精钠[J].现代食品，2021，27（18）：219-224.

[6]陈艳.高效液相色谱法同时测定四川豆瓣中安赛蜜、苯甲酸、山梨酸、糖精钠及脱氢乙酸[J].中国食品添加剂，2020，31（10）：109-116.

[7]谭朝勤，吴新.高效液相色谱法同时测定面包糕点中苯甲酸（钠）、山梨酸（钾）、安赛蜜、糖精钠和脱氢乙酸（钠）的含量[J].广东化工，2009，36（6）：166-168.

[8]孙中强，胡美华，江助林，等.铁路站车肉制品中多种防腐剂含量检测分析[J].中国卫生检验杂志，2023，33（6）：671-674.

作者简介：高小云（1993—），女，山东青岛人，本科，助理工程师。研究方向：食品防腐剂检测。