HPLC法測定火腿腸中山梨酸、苯甲酸提取條件優(yōu)化

李英，欒麗英

（1.煙臺南山學(xué)院，山東煙臺265713；2.魯東大學(xué)，山東煙臺264025）

HPLC法測定火腿腸中山梨酸、苯甲酸提取條件優(yōu)化

李英1，欒麗英2

（1.煙臺南山學(xué)院，山東煙臺265713；2.魯東大學(xué)，山東煙臺264025）

研究了HPLC方法測定火腿腸中山梨酸、苯甲酸含量時影響山梨酸、苯甲酸提取的3個主要因素：超聲時間、沉淀劑用量和料液比。并通過單因素和正交試驗得到火腿腸中山梨酸、苯甲酸提取的最優(yōu)工藝條件。當超聲時間為15min、亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各添加3mL、料液比為1∶11（g/mL）時提取效果最好。數(shù)據(jù)表明該方法線性關(guān)系相關(guān)系數(shù)良好（0.999 9～1.000 0），平均加標回收率均在90%以上，簡化了預(yù)處理過程，具有檢測速度快、靈敏度和準確度高、自動化程度高等優(yōu)點。

高效液相色譜法；火腿腸；山梨酸；苯甲酸；提取

在火腿腸的生產(chǎn)加工中使用較廣泛的防腐劑以苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽為主[1]。防腐劑可以抑制和殺滅微生物，但過量和超標加入會破壞食品中維生素、在一定程度上會抑制骨骼生長，危害腎、肝臟的健康，并引起毒性反應(yīng)[2]。我國食品添加劑使用衛(wèi)生標準中對火腿腸類肉制品中苯甲酸、山梨酸及其鉀鹽的使用范圍和最大使用量都有規(guī)定[3-4]。但由于不法生產(chǎn)廠家違規(guī)使用防腐劑，在流入市場的火腿腸制品的檢測中仍可檢出苯甲酸和超標加入的山梨酸。

高效液相色譜技術(shù)（HPLC）廣泛應(yīng)用于各種食品添加劑的檢測[5-11]，是目前檢驗防腐劑最常用且有效的方法，HPLC可以同時檢測多種防腐劑，在簡便快捷、真實有效的基礎(chǔ)上還提高了檢測效率。在國標GB/T 5009.29-2003《食品中山梨酸、苯甲酸的測定》中苯甲酸、山梨酸測定的液相色譜法中，沒有提及火腿腸類肉制品的樣品處理方法[4]?；鹜饶c制品中含高蛋白、高脂肪及淀粉等基質(zhì)成份較多，并且苯甲酸、山梨酸的脂溶性造成了樣品處理的復(fù)雜，在HPLC檢測火腿腸中山梨酸鉀、苯甲酸鈉的過程中，用普通的提取方法不是很理想，提取不夠完全[12-15]，干擾因素很多。本文通過試驗研究影響提取火腿腸中的山梨酸、苯甲酸的3個因素：超聲時間、沉淀劑選擇、料液比，對樣品處理方法進行了改進和研究，優(yōu)化了檢測過程，使得最終的檢測方法簡單快速、靈敏準確、檢測限低、經(jīng)濟可行。

1 材料

1.1 儀器與設(shè)備

Agilent1100高效液相色譜儀：美國安捷倫公司；AL104電子天平（精確至0.000 1 g）：梅特勒-托利多（中國）有限公司；HR7628/00食品加工機：飛利浦電子（上海）有限公司；VORTEX-6漩渦混合器：其林貝爾儀器制造有限公司；JT-1027HT超聲波清洗機：深圳市潔拓超聲波清洗機設(shè)備有限公司；TOMYMX-307套筒式微量冷凍離心機：天美（中國）科學(xué)儀器有限公司；WP-UP-1510實驗室專用超純水機：四川中浪科技有限公司。

其他：微量移液器（100、200、1 000μL）；刻度移液管（5、10mL）；離心管（100mL）；比色管（50mL）；有機相濾膜（0.45μm）；2mL注射器；2mL樣品瓶（Agilent）等。

1.2 試劑和材料

1）材料：火腿腸（市售）。

2）試劑：三氯乙酸（色譜純），甲醇（色譜純），磷酸二氫鉀，磷酸氫二鈉，亞鐵氰化鉀、乙酸鋅均為優(yōu)級純；山梨酸、苯甲酸混合標準品（美國sigma公司）；超純水。

2 方法

2.1 樣品制備

首先用食品加工機將火腿腸樣品絞碎，混勻，裝入樣品袋備用。每個樣品攪拌完后應(yīng)認真清潔食品加工機，并擦干，防止樣品互相污染。

2.2 試樣提取時間的優(yōu)化

稱取5 g經(jīng)充分絞碎過的均勻試樣至50mL的比色管中，在稱取的過程中要避免交叉污染，加入30mL左右的甲醇-磷酸鹽緩沖液，1mL1%的三氯乙酸，在振蕩器上振蕩3min，放入超聲機中超聲處理。在單因素優(yōu)化試驗中，超聲的時間分別選擇5、10、15、20min和25min。

2.3 試樣凈化沉淀劑種類的選擇及用量的優(yōu)化

向超聲后的樣品提取液中分別加入亞鐵氰化鉀和乙酸鋅、鎢酸鈉或硫酸銅作為沉淀劑，定容后振蕩3 min，繼而轉(zhuǎn)入100mL離心管中，4 000 r/min離心5 min。在選取亞鐵氰化鉀和乙酸鋅作為最佳沉淀劑后，按照兩者各為1、2、3、4mL和5mL的添加量，以沉淀濕重為評價指標進行沉淀劑使用量的優(yōu)化。離心前對離心管進行稱重，離心后對離心管和沉淀的總重進行再次稱重，兩者的差值即為沉淀的濕重。

2.4 試樣提取料液比的優(yōu)化

按照火腿腸與甲醇-磷酸鹽溶劑1∶5、1∶7、1∶9、1∶11、1∶13（g/mL）的比例進行料液比的優(yōu)化，其中超聲波提取時間為15min，沉淀劑為亞鐵氰化鉀和乙酸鋅。

2.5 山梨酸和苯甲酸含量的測定

2.5.1 液相色譜條件

儀器配置：超高效液相色譜儀（Agilent1100）；色譜柱：Phenomenex C18液相色譜柱（4.6mm×250mm，5μm）；流動相：A為5%甲醇-0.02mol/L乙酸銨水溶液，C為甲醇；流速：1.000mL/min；進樣量：10μL；柱溫：40℃；檢測器：紫外檢測器；波長：230 nm。流動相梯度洗脫參數(shù)見表1。

表1 流動相梯度洗脫Table1 Gradient elution of mobile phase

2.5.2 標準曲線的制作

標準工作液：準確移取山梨酸、苯甲酸國標液（1 mg/kg）5mL，至50mL容量瓶中，加水稀釋至刻度。將配制好的標準工作液密封后避光4℃保存，有效期為3個月。

標準系列溶液：準確移取標準工作液適量，至10mL比色管中，加水稀釋至刻度，配制成山梨酸、苯甲酸混標，濃度為：0.2、0.5、1.0、5.0、10.0mg/L。

2.5.3 樣品中山梨酸和苯甲酸含量的測定

樣品提取液過0.45 um濾膜后備用。測試條件同2.5.1。

3 結(jié)果分析

3.1 標準曲線

分別取1mL 0.2、0.5、1.0、5.0、10.0mg/L的標準溶液進儀器，以山梨酸、苯甲酸混合標準品濃度（mg/L）為橫坐標、峰面積為縱坐標，得出山梨酸、苯甲酸的標準曲線，得到線性方程、相關(guān)系數(shù)，根據(jù)3倍信噪比計算檢出限，結(jié)果見表2。

3.2 波長的選擇

苯甲酸檢測的最佳波長在230 nm，而山梨酸檢測的最佳波長在254 nm，為了同時測定兩種組分，選擇檢測波長為230 nm，以獲得最大靈敏度。

表2 線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍及檢出限Table2 Linear equation，correlation coefficient，linear range and detection limit

3.3 超聲提取時間選擇

在山梨酸、苯甲酸平均回收率大于90%時，當超聲時間為5、10、15、20、25min在其他處理方法相同的條件下，同一個加標的火腿腸樣品中山梨酸、苯甲酸提取效果見圖1。

圖1 超聲時間對提取效果的影響Fig.1 The effect of ultrasonic time on results

由圖1可看出，在室溫條件下，超聲時間在5min～15 min之間時，隨著時間延長，提取效果明顯增強，超聲提取時間為15 min時，提取效果最明顯，超過15min，增加效果不明顯。選定提取時間10、15、20min做正交試驗。

3.4 沉淀劑的選擇

火腿腸類制品蛋白質(zhì)含量較高，因而在樣品的處理過程中，應(yīng)該選取沉淀效果較好的沉淀劑以達到去除樣品中蛋白質(zhì)的目的。目前使用的最主要的蛋白質(zhì)沉淀劑有3種：亞鐵氰化鉀和乙酸鋅、鎢酸鈉、硫酸銅。選取同一陰性火腿腸樣品，添加相同量的山梨酸、苯甲酸混合標準溶液，分別采用3種沉淀劑進行試驗，試驗結(jié)果如圖2。

由圖2可知，使用亞鐵氰化鉀和乙酸鋅作為沉淀劑能較好的沉淀蛋白質(zhì)，進而防止了色譜柱的堵塞，延長了設(shè)備的使用壽命。

3.5 沉淀劑的用量

圖2 不同沉淀劑對提取效果的影響Fig.2 The effect of different precipitation agent on results

當使用亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各1mL時，有少量沉淀析出，稱量后發(fā)現(xiàn)沉淀的濕重為2.05 g；當使用亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各2mL時，有大量沉淀析出，稱量后發(fā)現(xiàn)沉淀的濕重為4.96 g；當使用亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各3、4mL和5mL時，沉淀的析出量與使用2mL時大體相同，分別為5.13、5.20 g和5.18 g。以節(jié)約試劑為原則，選用兩種沉淀劑各2mL。

3.6 提取溶劑量的選擇

山梨酸、苯甲酸都是微溶于水的物質(zhì)，但易溶于乙醚、甲醇、乙醇等有機溶劑?；鹜饶c是一種蛋白質(zhì)含量多的復(fù)雜基質(zhì)，比較適合用甲醇-磷酸鹽作為提取劑。本文選取甲醇-磷酸鹽作為提取溶劑來提取山梨酸和苯甲酸，按照樣品與提取溶劑1∶5、1∶7、1∶9、1∶11、1∶13（g/mL）的比例進行提取效率的研究。選取同一陰性火腿腸樣品添加相同量的山梨酸、苯甲酸混合標準溶液，試驗結(jié)果如圖3。

圖3 不同料液比對提取效果的影響Fig.3 The effect of different ratio of material to liquid on results

由圖3可知，樣品質(zhì)量與提取溶劑甲醇-磷酸鹽緩沖液體積比為1∶9、1∶11、1∶13（g/mL）3種比例提取效果均較好，在試驗結(jié)果良好的基礎(chǔ)上，以最佳的提取效果和最少的溶劑量為原則，選取樣品質(zhì)量與提取溶劑的體積比1∶9為最適的用量。選定料液比1∶7、1∶9、1∶11（g/mL）3種比例做正交試驗。

3.7 脂肪對分析方法的干擾與消除

火腿腸樣品脂肪含量較高，這對試驗結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，比如可能會導(dǎo)致色譜的峰形不規(guī)則，影響試驗結(jié)果的分析；也可能會使進樣閥堵塞或磨損，甚至堵塞色譜柱，最終導(dǎo)致儀器的使用壽命降低。由于提取液所含脂肪在震蕩時可以產(chǎn)生球狀懸浮物，漂浮在提取液的上層，并且在加入蛋白質(zhì)沉淀劑后，減少了脂肪的乳化，脂肪與提取液充分離析。將樣品提取液于95℃的恒溫水浴鍋中加熱15min，使脂肪充分融化[12]。取出并冷卻至室溫后，于-1℃條件下冷藏，大部分的脂肪會在冰點處析出，經(jīng)處理后的樣品提取液中基本不含脂肪，以消除脂肪對測定結(jié)果的干擾。

3.8 采用不同提取方法測定火腿腸中山梨酸和苯甲酸含量的正交試驗結(jié)果

選取超聲時間、料液比、沉淀劑3個關(guān)鍵因素設(shè)計正交試驗，以確定最佳提取條件，提取次數(shù)為1次。正交因素水平見表3[16-17]。

表3 正交試驗因素水平表Table3 Orthogonal experimental factor level table

正交試驗結(jié)果見表4。

表4 正交試驗結(jié)果Table4 Orthogonal experimental results

續(xù)表4 正交試驗結(jié)果Continue table4 Orthogonal experimental results

表4的正交試驗結(jié)果表明，以上3種因素的影響順序為A﹥B﹥C，即極差R最大的是超聲時間，第2水平為優(yōu)，以超聲時間15min為最佳；其次是沉淀劑，第3水平為優(yōu)，以亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各加3mL為最好；極差最小的是料液比，第3水平為優(yōu)，即樣品質(zhì)量與提取溶劑的體積比1∶11（g/mL）時，對山梨酸、苯甲酸的提取效果最好。綜上所述，三因素的最優(yōu)水平組合為A2B3C3，即超聲提取時間為15min，沉淀劑亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各添加3mL，料液比1∶11（g/mL）試驗效果最佳。以該最優(yōu)組合進行3次平行驗證試驗，得出平均回收得率為98.51%，說明該優(yōu)化工藝參數(shù)可用于指導(dǎo)火腿腸制品中山梨酸、苯甲酸的提取。

3.9 加標回收率和方法精密度試驗

本方法測量精密度主要是通過加標回收率來表示。待測樣品選用未檢出山梨酸、苯甲酸的火腿腸（即陰性樣品）作為加標回收率實驗樣品，向破碎均勻的火腿腸中添加0.25、0.5、1mg/kg 3個不同濃度的山梨酸、苯甲酸混合標準溶液，依照上述最優(yōu)前處理方法[即料液比1∶11（g/mL）、亞鐵氰化鉀和乙酸鋅各添加3mL、超聲15min]進行檢測，對每個不同濃度分別進行6次平行試驗，然后取平均值，測得回收率如表5。

表5 山梨酸、苯甲酸的加標回收率和精密度結(jié)果Table5 Recovery and precision results of sorbitol acid and benzoic acid

續(xù)表5山梨酸、苯甲酸的加標回收率和精密度結(jié)果Continue table5 Recovery and precision results of sorbitol acid and benzoic acid

由表5可以看出，用本方法進行加標回收試驗時，回收率在91.95%到95.28%之間，相對標準偏差變異系數(shù)在1.6%到4.2%之間，說明此檢測方法的準確度和精密度都很高。

4 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，當超聲時間為15min、亞鐵氰化鉀和乙酸鋅添加量為3mL、料液比為1∶11（g/mL）時提取效果較好，并且本方法對火腿腸中的山梨酸、苯甲酸測定效果良好，回收率高。該方法線性關(guān)系相關(guān)系數(shù)良好（0.999 9～1.000 0），平均加標回收率均在90%以上。

本檢測方法實現(xiàn)了火腿腸類制品中山梨酸和苯甲酸的優(yōu)良的提取分離，適用于各種火腿腸中山梨酸、苯甲酸的定性、定量測定。具有前處理方法簡單、多個樣品同時測定、針對性強、分析周期短、檢出限低等優(yōu)點，檢測方法實用，結(jié)果可靠，適于樣品大批量的樣品檢測，具有較高的實用價值。

[1]王捍東,肖功年.山梨酸及其鹽在我國食品工業(yè)應(yīng)用中存在的問題及建議[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(26):13102-13104

[2]董長波.HPLC法測定火腿腸中苯甲酸和山梨酸的方法研究[J].中國熱帶醫(yī)學(xué),2008,8(9):1632-1633

[3]國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.GB 2760-2014食品安全國家標準食品添加劑使用標準[S].北京:中國標準出版社,2014

[4]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.29-2003食品中山梨酸、苯甲酸的測定[S].北京:中國標準出版社,2003

[5]牟冠文,李光浩.食品防腐劑的概況及其檢測方法[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2006,32(10):103-107

[6]張莉,張英宣.高效液相色譜法測定糕點類食品中的防腐劑、甜味劑[J].石河子大學(xué)學(xué)報,2004,22(3):210-210

[7]王士霞.肉制品中防腐劑檢測方法及應(yīng)用研究[D].青島:青島大學(xué),2011

[8]鄭睿行,張旭,方芳,等.高效液相色譜法測定醬腌菜制品中EDTA殘留量[J].中國食品添加劑,2011(2):156-159

[9]Pereira V,Camara J S,Cacho J,et al.HPLC-DAD methodology for the quantification of organic；acids furans and polyphenols by direct injection of wine samples[J].Journal of Separation Science,2010,33 (9):1204-1215

[10]高文惠,龐軍,高林,等.高效液相色譜法同時測定食品中多種添加劑[J],中國食品學(xué)報,2014,14(12):148-153

[11]陳海燕,俞幸幸,李平.高效液相色譜法同時測定黃酒中安賽蜜、苯甲酸、山梨酸、糖精鈉[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2012,22(8):1777-1778

[12]Ma K,Yang Y N,Jiang X X,et al.Simultaneous determination of 20 food additives by high performance liquid chromatography with photo-diode array detector[J].Chinese Chemical Letters,2012,23(4): 492-495

[13]Snyder LR,Kinkland JJ,Glajch JL.實用高效液相色譜法的建立[M].王杰,趙嵐峰,王樹力,等譯.北京:華文出版社,2001:25-47

[14]陳俊,周路明.亞鐵氰化鉀-乙酸鋅在HPLC測定醬油中防腐劑的應(yīng)用[J].中國調(diào)味品,2007(10):72-74

[15]胡漢高.HPLC法同時檢測食品中多種防腐劑和人工合成色素的方法研究[D].武漢:武漢工業(yè)學(xué)院,2012

[16]李云雁,胡傳榮.試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2008:124-146

[17]李志西,杜雙奎.試驗優(yōu)化設(shè)計與統(tǒng)計分析[M].北京:科學(xué)出版社, 2010:148-155

Optimization of Extraction Condition on the Determination of Sorbic Acid and Benzoic Acid in Ham Sausage by High Performance Liquid Chromatography

LI Ying1，LUAN Li-ying2
（1.Yantai Nanshan University，Yantai265713，Shandong，China；2.Ludong University，Yantai264025，Shandong，China）

The effects of three main factors on the extraction of sorbic acid and benzoic acid in HPLC：ultrasonic time，precipitation agent，and material liquid ratio were studied. By single factor extraction tests and the orthogonal tests the optimum extracting conditions for sorbic acid and benzoic acid in ham sausage were confirmed as follows：the ultrasonic time 15 min，added potassium ferrocyanide and zinc acetate each for 3 mL as precipitant，liquid material ratio 1 ∶ 11 （g/mL）. The results showed that the method had good linear correlation coefficient（0.999 9-1.000 0），and the average recovery rate of the method was more than 90 %，which had the advantages of simple，fast detection，high sensitivity，high accuracy，and high automation degree.

high performance liquid chromatography；ham sausage；sorbic acid；benzoic acid；extraction

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.028

2016-05-14

2015年度山東省青年教師教育教學(xué)研究課題（一般項目）（15SDJ160）

李英（1983—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學(xué)。