基于改性碳納米管分散固相萃取吸附劑-高效液相色譜法檢測(cè)醬菜中3種食品防腐劑

萬(wàn)洪善， 袁 芹

(連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222006)

引 言

民以食為天，食以安為先，食品安全關(guān)系到人類健康和國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。防腐劑可防止食品變質(zhì)，延長(zhǎng)食品的保存期[1]，但是，食品生產(chǎn)、加工或制造過(guò)程中超范圍、超限量使用及濫用食品添加劑，可使食品受到污染，影響到食品安全[2]。

苯甲酸鈉、山梨酸鉀和尼泊金乙酯是較為常用的防腐劑,可防止食品變質(zhì)發(fā)酸、延長(zhǎng)保質(zhì)期。苯甲酸鈉的急性毒性較小，但過(guò)量服用苯甲酸鈉鹽,容易改變?nèi)梭w細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的吸收，且細(xì)胞膜抑制脂肪酶等酶的活性，影響正常的生理代謝；山梨酸鉀的毒性低于苯甲酸，其防腐效果及安全性優(yōu)于苯甲酸鈉,過(guò)量食用，會(huì)引起過(guò)敏以及消化異常等情況；尼泊金乙酯具有良好的抑菌作用及穩(wěn)定性，過(guò)量使用易導(dǎo)致人類乳腺腫瘤[3-4]。

本文在前期研究的基礎(chǔ)上，以自制的海藻酸鈉改性的碳納米管用作dSPE固相吸附富集材料。研究表明，經(jīng)海藻酸鈉改性后的碳納米管具有較好的吸附性、水溶性，以及廣泛的pH適用性[6-8]。結(jié)合HPLC同時(shí)測(cè)定醬菜中的3種食品防腐劑，探討碳納米管在食品檢測(cè)中的應(yīng)用。

1 材料及方法

1.1 儀器及試劑

LC-20 AT HPLC儀，日本島津公司；臺(tái)式高速離心機(jī)，德國(guó)Sigma公司；電子分析天平，上海精密科學(xué)儀器公司。

SAL-MWCNT-COOH，自制；苯甲酸鈉、山梨酸鉀、尼泊金乙酯標(biāo)準(zhǔn)品，上海生化試劑有限公司;甲醇、乙腈，色譜純，天津賽孚瑞科技有限公司。

醬菜:購(gòu)于江蘇省連云港市某超市。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

用去離子水分別配制1 000 μg/mL的3種食品防腐劑標(biāo)準(zhǔn)品的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，取上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用去離子水稀釋成不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)系列工作液。

1.3 樣品預(yù)處理

將10 g經(jīng)粉碎勻質(zhì)后的醬菜樣品于40 mL具塞離心管中,加入100 μL質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL的內(nèi)標(biāo)工作液,然后，加入20 mL乙醇-水(體積比80∶20),渦旋混勻1 min,置于超聲波清洗器中超聲提取10 min,離心5 min(5 000 r/min),收集上清液5 mL至改性后的SAL-MWCNTS-COOH dSPE柱，依次用去離子水、乙醇、乙腈洗滌，洗脫液過(guò)0.22 μm濾膜后供HPLC分析。

1.4 HPLC條件

色譜柱為C18柱，5μm×4.6 mm×250 mm，流動(dòng)相：乙腈和水；梯度洗脫程序?yàn)槌跏紩r(shí)V(乙腈)∶V(水)=50∶50，7 min時(shí)體積比為62∶38，14 min時(shí)為78∶22,28 min時(shí)為92∶8，30 min時(shí)為100∶0,保持3 min～5 min。柱溫為25 ℃，進(jìn)樣體積為10 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 dSPE條件的優(yōu)化

2.1.1 提取液濃度的優(yōu)化

由于企業(yè)和監(jiān)管部門職責(zé)的劃分不明確，企業(yè)在安全和效益的平衡等方面，沒(méi)有做好有效把控，未能落實(shí)主體責(zé)任，安全管理工作落實(shí)不到位。具體體現(xiàn)如下：①注重效益的觀念尚未轉(zhuǎn)變，缺乏對(duì)安全運(yùn)輸?shù)恼J(rèn)識(shí)，安全生產(chǎn)主體責(zé)任沒(méi)有落實(shí)到位。②缺少安全生產(chǎn)管控方法。從企業(yè)安全生產(chǎn)管控實(shí)際來(lái)說(shuō)，采取的主要措施包括安全隱患排查治理，以及道路運(yùn)輸企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。很多企業(yè)尚未構(gòu)建有效的安全隱患排查治理機(jī)制，沒(méi)有實(shí)行安全隱患閉環(huán)管理。除此之外，在安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化方面，未能發(fā)揮其作用。

食品防腐劑的提取方法主要以甲醇-水、乙醇-水為提取液。本文在參考文獻(xiàn)[9]的基礎(chǔ)上,選擇乙醇-水作為提取液,比較了60%、75%、80%、85%、90%乙醇-水的提取效率。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，采用80%乙醇水溶液對(duì)3種食品防腐劑提取，效果總體最佳,均達(dá)到94.2%以上的回收率,故選擇80%乙醇-水溶液作為提取液。

2.1.2 提取液pH值的影響

添加混合標(biāo)準(zhǔn)中間液(1 000 μg/mL)400 μL于10 mL空白醬菜樣品提取液中,加水稀釋至40 mL,SAL-MWCNT-COOH用量為200 mg,pH值調(diào)節(jié)為2～6,溫度設(shè)置25 ℃，如1.3所述進(jìn)行操作，研究了提取液pH值對(duì)回收率的影響,結(jié)果見圖1。

圖1 提取液pH對(duì)回收率的影響

由圖1可知,苯甲酸鈉和山梨酸鉀在pH為4.5時(shí)回收率最大，尼泊金乙酯的回收率在pH值為4.5～6時(shí)不隨pH值發(fā)生改變，為了研究方便，因此,本實(shí)驗(yàn)選擇提取液的pH值為4.5進(jìn)行dSPE研究。

2.1.3 SAL-MWCNT-COOH用量的影響

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),SAL-MWCNT-COOH用量對(duì)實(shí)驗(yàn)有一定影響，用量過(guò)少則不能完全吸附底物，用量過(guò)多則會(huì)影響上樣時(shí)的流速。提取液pH值為4.5，T=25 ℃條件下，考察SAL-MWCNT-COOH復(fù)合物用量對(duì)醬菜中3種食品防腐劑的回收率影響，結(jié)果見圖2。

圖2 SAL-MWCNT-COOH用量對(duì)回收率的影響

由圖2可知，SAL-MWCNT-COOH復(fù)合物的用量為125 mg時(shí)，3種食品防腐劑的回收率較高，繼續(xù)增大投放量，回收率變化不大，且會(huì)影響上樣速率及洗脫效果，綜合考慮，SAL-MWCNT-COOH復(fù)合物的用量選定為125 mg。

2.1.4 洗脫液的選擇

考慮到3種食品防腐劑的溶解性，在上述優(yōu)化后的最佳條件下分別比較了甲醇、乙腈、丙酮和乙酸乙酯4種溶劑的洗脫效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以乙腈作洗脫劑時(shí)醬菜中3種防腐劑的回收率較高(圖3)，故選擇用乙腈作洗脫劑。

圖3 不同洗脫液對(duì)回收率的影響

對(duì)乙腈進(jìn)行體積優(yōu)化，洗脫溶劑體積對(duì)回收率的影響如第30頁(yè)表1所示。由表1可知，3種食品防腐劑的洗脫回收率隨著洗脫液體積增大而增大，當(dāng)洗脫液體積為25 mL時(shí)，3種食品防腐劑洗脫回收率較高；當(dāng)洗脫液體積大于25 mL時(shí)，3種食品防腐劑的洗脫回收率變化不大，故本實(shí)驗(yàn)選擇洗脫劑乙腈的用量為25 mL。

表1 洗脫溶劑體積對(duì)回收率的影響

2.2 線性范圍和檢測(cè)限

用內(nèi)標(biāo)法定量，平行測(cè)定3次。以標(biāo)液的質(zhì)量濃度(X，mg/L)與峰面積(Y)作標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線的回歸方程如表2所示，在0.2 μg/L～200.0 μg/L線性范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均≥0.999 1。以1.0 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品，按3倍信噪比計(jì)算，3種食品防腐劑的檢出限為0.014、0.011、0.016 μg/L；以10倍信噪比計(jì)算，其定量下限為0.124、0.101、0.092 μg/L。

表2 線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及方法的檢出限

2.3 樣品加標(biāo)回收率與方法精密度

采用在空白樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法,對(duì)醬菜樣品中3種食品防腐劑進(jìn)行添加回收率實(shí)驗(yàn),加標(biāo)濃度為0.2 μg/kg～200.0 μg/kg，每個(gè)濃度平行進(jìn)行6個(gè)水平分析。結(jié)果顯示，3種食品防腐劑的加標(biāo)回收率分別為83.5%～92.1%、81.6%～93.8%和82.7%～91.3%，精密度(RSD)為5.8%～8.8%(如表3所示)。

表3 加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

本文基于海藻酸鈉改性的碳納米管作為dSPE吸附填料結(jié)合HPLC，用于檢測(cè)醬菜中3種食品防腐劑，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，3種食品防腐劑的回歸方程在0.2 μg/L～200.0 μg/L線性范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 1，加標(biāo)回收率分別為83.5%～92.1%、81.6%～93.8%和82.7%～93.1%，精密度(RSD)為5.8～8.8%?？蓾M足痕量分析的要求。