毛細(xì)管氣相色譜法測定食品中丙酸

趙亮慶

(文山州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南文山 663000)

丙酸鈣為白色結(jié)晶性粉末。單斜板狀結(jié)晶，無味或具有輕微的丙酸味，對(duì)熱和光穩(wěn)定，熔點(diǎn)400℃以上(分解);有吸濕性，可溶于水(1 g約溶于3 mL水)，微溶于甲醇、乙醇，不溶于苯及丙酮［1］。在酸性條件下，產(chǎn)生游離丙酸，對(duì)霉菌、枯草桿菌、馬鈴薯?xiàng)U菌等的生長有抑制作用，具有廣泛的抗菌作用，但不影響酵母菌的繁殖［2］。因此丙酸鈣能在面包、糕點(diǎn)、原糧、醬油、面制品、豆制品中作為防霉防腐劑使用。

丙酸鈣易于與面粉混合均勻，在作為保險(xiǎn)防腐劑的同時(shí)，也能在人體內(nèi)水解成丙酸根離子和鈣離子，丙酸是牛羊和牛奶中常見的脂肪酸成份，而鈣離子有補(bǔ)鈣的作用，它們都可以作為營養(yǎng)物質(zhì)被人體吸收利用［3］。丙酸鈣現(xiàn)已成為國家批準(zhǔn)的食品添加劑，在GB2760-2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定可以再面包、糕點(diǎn)、醬油等食品中使用，使用限量一般不超過2.5 g/kg［4］。在限量使用范圍內(nèi)使用丙酸鈣是安全的，但現(xiàn)在仍然存在一些企業(yè)超限量使用丙酸鈣的現(xiàn)象。

對(duì)于食品中丙酸鈣的檢測一般采取氣相色譜法進(jìn)行測定［3］，采用填充柱進(jìn)行檢測，本方法對(duì)儀器分析部分進(jìn)行了一些必要的改進(jìn)，使用KB-FFAP石英毛細(xì)管柱檢測，達(dá)到了滿意的檢測效果。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備和試劑

氣相色譜儀附氫火焰離子化(FID)檢測器，帶自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)(GC-2010 C11804700156，日本島津公司);KB-FFAP毛細(xì)管色譜柱(規(guī)格30 m×0.25 mm ×0.25 μm，KB-FFAP);水蒸氣蒸餾裝置;磷酸(85%);甲酸;硅油;丙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(10 g/L)，準(zhǔn)確萃取250 mg丙酸于25 mL容量瓶中，加水至刻度。標(biāo)準(zhǔn)使用也，醬儲(chǔ)備液用水稀釋成10、50、100、200、250 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.2 色譜條件

色譜柱為KB-FFAP石英毛細(xì)管柱，柱長30 m內(nèi)徑0.25mm，膜厚度0.25μm;柱溫初始溫度為50℃，保持1 min再以每分鐘15℃的速度升溫至200℃保持5 min，檢測器溫度為220℃，進(jìn)樣口溫度為200℃;以氮?dú)鉃檩d氣，壓力34.1 kPa，總流量為10.8 mL/min，柱流量0.37 mL/min線速度11.7 cm/s，吹掃流量 3.0 mL/min，分流比 20.0。氫氣40.0 mL/min，空氣400.0 mL/min，氫火焰離子化檢測器(FID)。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 樣品處理

稱取樣品約30 g置于500 mL蒸餾瓶中，分別加入100 mL蒸餾水，10 mL磷酸溶液(1+1)，2～3滴硅油，搖勻并進(jìn)行水蒸氣蒸餾，將250 mL容量瓶置于冰浴中作為吸收裝置，待蒸餾出約250 mL液體時(shí)取出，在室溫下放置30 min，加水至刻度，吸取10mL該溶液，加0.5mL甲酸溶液，混勻，進(jìn)樣量5μL。

1.3.2 配制標(biāo)準(zhǔn)曲線

取各標(biāo)準(zhǔn)濃度溶液10 mL，加0.5 mL甲酸溶液，混勻，進(jìn)樣量 5μL。

1.4 結(jié)果計(jì)算

樣品中丙酸的含量按下列公式計(jì)算:

式中，X，試樣中丙酸含量，g/kg;A，待測定液中丙酸含量，mg/L;M，試樣適量，g。

丙酸鈣含量=丙酸含量×1.296 7;

丙酸鈉含量=丙酸含量×1.256 3。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 儀器條件的選擇

氣相色譜儀測定條件:自動(dòng)進(jìn)樣，進(jìn)樣體積為5.0 μL，色譜柱為 KB-FFAP石英毛細(xì)管柱，柱長30 m，內(nèi)徑0.25 mm膜厚度0.25 μm;柱溫初始溫度為50℃，保持1 min再以每分鐘15℃的速度升溫至200℃保持5 min，檢測器溫度為220℃，進(jìn)樣口溫度為200℃;以氮?dú)鉃檩d氣，壓力34.1 kPa，總流量為10.8mL/min，柱流量0.37mL/min線速度11.7 cm/s，吹掃流量3.0 mL/min，分流比20.0。氫氣40.0 mL/min，空氣400.0 mL/min，氫火焰離子化檢測器(FID)。使用此條件，可使丙酸的出峰與溶劑正己烷的出峰分離得很好，并且可以得到滿意的儀器響應(yīng)靈敏度。

2.2 儀器精密度

用同一個(gè)樣品連續(xù)進(jìn)行6次平行測定，測得丙酸鈣含量，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(%)=9.7，說明本方法的測定精密度也完全符合要求。結(jié)果見表1。

表1 儀器精密度測定結(jié)果

2.3 線性范圍及方法檢出限測定

本方法在10.0～250.0 mg/L的范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.999。用10.0 g/L標(biāo)樣稀釋至1 mg/L、5 kg/L進(jìn)樣5 μL，進(jìn)行方法檢出限測定，由測定結(jié)果得出丙酸的方法儀器檢出限為5 kg/L，以稱取30 g樣品進(jìn)樣計(jì)算，本方法的檢出限為0.04 g/kg。

2.4 方法回收率的測定

在30g不含丙酸鈣的糕點(diǎn)樣品中分別加入40 mg/L和100 mg/L兩個(gè)水平的丙酸做加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，回收率結(jié)果見表2，從中可看出方法的加標(biāo)回收率在不同含量上能達(dá)到80%以上，能夠滿足檢測要求。

表2 方法加標(biāo)回收率測定結(jié)果

3 討論

本方法的實(shí)驗(yàn)原理是樣品經(jīng)酸化后，丙酸鈣轉(zhuǎn)化為丙酸，丙酸具有與水共沸的性質(zhì)，經(jīng)水蒸氣蒸餾，收集餾出液于容量瓶中，再經(jīng)過甲酸酸化用于氣相分析。出于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，磷酸在反應(yīng)液中的濃度必須達(dá)到一定的量才能使丙酸鈣完全轉(zhuǎn)化成丙酸。

國標(biāo)法氣相色譜檢測時(shí)色譜柱是填充柱，丙酸溶液直接進(jìn)樣，但由于填充柱柱效率低，造成其檢出限偏高。而用KB-FFAP毛細(xì)管色譜柱，進(jìn)行測定可以提高柱效，降低檢出限，改善了樣品的出峰情況。

經(jīng)樣品實(shí)驗(yàn)，可以看出方法在50～250 mg/L范圍內(nèi)線性較好，精密度9.7%，檢出限0.04 g/kg，此方法用于食品中丙酸鈣的測定是可行的。

［1］趙天寶主編.化學(xué)試劑·化學(xué)藥品手冊［M］.第2版.北京化學(xué)工業(yè)出版社，2006.223

［2］王 娟，高秋菊，修麗華，等.第11屆全國離子色譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集［C］，2006.

［3］GB/T 5009.120-2003，食品中丙酸鈉、丙酸鈣的測定［S］.2003.98.

［4］GB 2760-2012，食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn).2012.7.