氣相色譜法快速測定食品用二氧化碳中的雜質(zhì)

謝煒 袁征

喀什地區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所 新疆喀什 844000

土壤中可萃取石油烴（C 10- C 40）的萃取方法有快速溶劑萃取、超聲萃取、振蕩萃取、索氏萃取等，每種方法都有其特定的優(yōu)點(diǎn)，而快速溶劑萃取幾乎集合了其他萃取方法的所有優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保。石油烴的測定方法主要有氣相色譜法和紅外分光光度法。使用紅外分光光度法不能完全準(zhǔn)確反映土壤中石油烴的成分信息，還可能出現(xiàn)假陽性結(jié)果；氣相色譜法分離效果好、定量定性更準(zhǔn)確、分析速率快、機(jī)械化程度高。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

食品添加劑二氧化碳專用氣相色譜儀：SC-3000 型，配有SCBWQ 玻 璃 微 球 柱（Φ3mm×2m，180～250μm），TDX-01 碳分子篩填充柱（Φ3mm×1m，180～250μm），OV-101阻 力 柱（Φ3mm×1m，180～250μm），KB-PLOTQ 毛 細(xì) 柱（30m×0.53mm，20μm），雙FID 檢測器，重慶川儀分析儀器公司；原料氣體：食品添加劑二氧化碳，40L 鋼瓶，重慶同輝氣體有限公司[1]。

1.2 實驗原理

一氧化碳通過催化加氫的方法可以轉(zhuǎn)化為甲烷，有機(jī)化合物在氫火焰中燃燒時發(fā)生化學(xué)電離反應(yīng)，產(chǎn)生正、負(fù)離子，檢測器的發(fā)射極與收集極間有電位差，離子對在兩極間形成離子流，由收集極收集的電子流通過負(fù)載高阻產(chǎn)生電壓信號，經(jīng)微電流放大器放大后輸送到記錄器，得到相應(yīng)物質(zhì)的色譜峰。因此考慮采用GC-FID進(jìn)行檢測。由于在GC 中各組分使用分離色譜柱不同，為實現(xiàn)一次進(jìn)樣同時檢測目標(biāo)雜質(zhì)組分，在原有單流路色譜系統(tǒng)上，增加分離通道，一次進(jìn)樣，樣品同時進(jìn)入不同通道進(jìn)行分離，根據(jù)各個通道出峰時間差異，不同通道分離的組分在FID 檢測器上分別產(chǎn)生響應(yīng)信號。通過增加自動切換氣動閥和阻力柱等裝置，在不影響目標(biāo)組分出峰檢測的情況下，對每個分離通道中不必要的、保留時間較長的組分進(jìn)行切割反吹，節(jié)約色譜分離檢測時間。在使用一臺GC 的情況下，得到了滿意的結(jié)果。比較國標(biāo)GB1886.228-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑二氧化碳》中規(guī)定采用四臺GC 分別進(jìn)樣檢測的方法，本研究所建立的方法速度更快、采用儀器少。通過實驗數(shù)據(jù)驗證，檢測時間不超過國標(biāo)法的三分之一。為了進(jìn)一步提高其靈敏度和重復(fù)性，優(yōu)化了色譜條件，增加了定量環(huán)體積，取得了滿意的結(jié)果。

1.3 樣品采集及制備

采用帶5mL 蒸餾水的U 形多孔玻璃板吸收管，以0.5L/min的流速采集空氣樣品。把吸收管中的吸收液用洗耳球吹進(jìn)比色管，然后將取出1mL 吸收液，把它放置在2mL 的樣品瓶中，若氣溫很高，為了確保采樣效率好，可將冰塊放置在吸收管周圍，以實現(xiàn)降溫目的[2]。

2 果與討論

2.1 色譜柱的選擇

改造后的SC3000 型食品添加劑二氧化碳專用氣相色譜儀配備了3 種組分分析色譜柱和1 個阻力柱：SCBWQ 玻璃微球柱、TDX-01 碳分子篩填充柱、KB-PLOTQ 毛細(xì)柱、OV-101 阻力柱。3 種分析色譜柱均為非極性或弱極性色譜柱，對食品添加劑二氧化碳中各雜質(zhì)表現(xiàn)出很好的分離效果。SCBWQ 柱用以分離總烴（C3H8）；TDX-01 柱用以分離一氧化碳、甲烷；KB-PLOTQ柱用以分離環(huán)氧乙烷、丙烷、甲醇、乙醛、氯乙烯、苯。而阻力柱用以在不影響目標(biāo)組分出峰檢測的情況下，將每個分離通道中不必要的、保留時間較長的組分進(jìn)行切割反吹，節(jié)約色譜分離檢測時間。

2.2 色譜柱的選擇

在實驗室常用的毛細(xì)管柱中選擇非極性（DB-1）、弱極性（DB-5）、中極性（DB-1701、HB-5）、極性柱（DB-210）進(jìn)行試驗驗證。根據(jù)待測物的性質(zhì)，以及參考相關(guān)文獻(xiàn)，最終選擇DB-1701毛細(xì)管柱（30m×0.32mm×0.25μm），分離效果最理想。

2.3 頂空溫度、平衡時間

當(dāng)乙醇沸點(diǎn)達(dá)到78.4℃時，為了查看平衡溫度為此法帶來的影響，本研究分別在0、80、85、90℃下把水樣平衡30min。結(jié)果證明，靈敏度隨溫度的升性取樣針分別移取10、20、50、100、200μL，再用蒸餾水定容至10mL，則乙醇標(biāo)準(zhǔn)系列濃度分別為3.15、6.29、15.7、31.5、62.9mg/L。按照儀器條件將氣相色譜調(diào)至最佳狀態(tài)，分別取1μL 標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)樣，每個濃度重復(fù)測定3 次，以峰面積對應(yīng)乙醇的濃度繪制校準(zhǔn)曲線，得到乙醇線性回歸方程為Y=460.54X-280.67，相關(guān)系數(shù)r=0.9999[3]。

氣相色譜儀配備有二閥四柱系統(tǒng)，同時配備了三個定量管、二個FID 檢測器可以自動合并，從而實現(xiàn)快速準(zhǔn)確地分析出食品添加劑二氧化碳中各雜質(zhì)組分。采用外標(biāo)法確定了食品添加劑二氧化碳中雜質(zhì)組分的保留時間，很好的實現(xiàn)了定性分析。該方法可以通過一次性進(jìn)樣，快速的準(zhǔn)確的分析食品添加劑二氧化碳中的總烴、一氧化碳、甲烷、環(huán)氧乙烷、甲醇、乙醛、氯乙烯、苯含量，且分析方法線性度良好，精密度較高，與現(xiàn)行國標(biāo)《GB1886.228-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑二氧化碳》檢測方法，使用4 臺甚至更多儀器設(shè)備來檢測，提高了工作效率。該方法適用于食品添加劑二氧化碳中雜質(zhì)的測定，為食品添加劑二氧化碳中雜質(zhì)分析提供了一種新的快速分析手段。該方法成本低，符合國家提倡的綠色和環(huán)保方向。

3 結(jié)語

綜上所述，氣相色譜法測定結(jié)果表明，該方法操作簡單、準(zhǔn)確度和精密度高、線性范圍適宜、方法檢出限較低，試驗過程中無二次污染，可用于環(huán)境空氣和固定污染源廢氣中乙醇的監(jiān)測。