高效液相色譜柱后衍生法測(cè)定啤酒中甲醛含量

曾文祥 李珍妮 曾川 鐘敏

摘 要：本文利用甲醛與乙酰丙酮及銨離子反應(yīng)生產(chǎn)黃色產(chǎn)物原理，研究出高效液相色譜柱后衍生法測(cè)定啤酒中甲醛含量方法，考察了方法專屬性、檢出限、定量限、標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍、方法準(zhǔn)確度、衍生溫度及取樣量因素，試驗(yàn)結(jié)果表明本方法檢出限為0.2 mg/L，定量限為0.5 mg/L，甲醛上機(jī)濃度在0.01～5.0 mg/L

范圍線性良好，確定了衍生器反應(yīng)溫度為80 ℃，取樣量為0.5 mL。本方法與GB/T 5009.49—2008相比，具有前處理簡(jiǎn)單，樣品無需蒸餾，精密度準(zhǔn)確度更高等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：啤酒;甲醛;高效液相色譜;柱后衍生

Determination of Formaldehyde in Beer by HPLC with Post-column Derivatization

ZENG Wenxiang1， LI Zhenni1， ZENG Chuan1， ZHONG Min2

（1.Gongbei Customs Technology Center， Zhuhai 519000， China; 2.Guangdong Pharmaceutical University， Zhongshan 528400， China）

Abstract： This article utilizes the theory of formaldehyde reacts with acetyl acetone and ammonium ions to produce yellow products， to establish a method for a determination of formaldehyde in beer by HPLC with post-column derivatization. After studying the factors of method specificity， accuracy， LOD， LOQ， standard curve linear range， post-column derivatization temperature and sampling volume， the experimental results showed that the LOD was 0.2 mg/L，?the LOQ was 0.5 mg/L， the linearity of formaldehyde concentration was good in the range of 0.01～5.0 mg/L，?the detection temperature was determined to be 80 ℃， and the sampling volume was 0.5 mL. Comparing with GB/T 5009.49—2008， this method has the advantages of simpler pretreatment， especially cutting out the step of distillation， and higher precision and accuracy.

Keywords： beer; formaldehyde; HPLC; post-column derivatization

甲醛，化學(xué)式HCHO，又稱蟻醛，是無色有刺激性氣體，易溶于水和揮發(fā)于空氣中，對(duì)人體眼鼻等有刺激性，長(zhǎng)時(shí)間接觸高濃度的甲醛容易致癌，已被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)列為一類致癌物[1]。近年來經(jīng)常有報(bào)料食品中檢出甲醛的新聞，食品中甲醛的來源廣泛，主要有：①不良商家將甲醛添加至食品中用于保鮮;②甲醛是細(xì)胞生理代謝的正常產(chǎn)物，許多天然食品自身產(chǎn)生甲醛本底，如水產(chǎn)品及水發(fā)產(chǎn)品中的牛百葉、魷魚、銀耳等[2];③食品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生甲醛，如食品發(fā)酵。啤酒作為發(fā)酵食品，甲醛又是細(xì)胞代謝的正常產(chǎn)物，所以啤酒在生產(chǎn)過程中或有少量甲醛產(chǎn)生，《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵酒及其配制酒》（GB 2758—2012）規(guī)定啤酒中甲醛含量應(yīng)≤2.0 mg/L[3]，故對(duì)啤酒進(jìn)行甲醛檢測(cè)，顯得十分必要。目前啤酒中甲醛含量的檢測(cè)方法主要為GB/T 5009.49—2008乙酰丙酮紫外分光光度法[4]，該方法需要對(duì)啤酒樣品進(jìn)行蒸餾除雜，蒸餾過程容易損失甲醛，導(dǎo)致結(jié)果偏低;同時(shí)甲醛與乙酰丙酮衍生產(chǎn)物不穩(wěn)定，當(dāng)樣品數(shù)量比較多，或者實(shí)驗(yàn)員測(cè)定衍生產(chǎn)物吸光度速度不夠快時(shí)，會(huì)導(dǎo)致前后樣品從開始衍生到測(cè)定紫外吸光度時(shí)間差異較大，導(dǎo)致定量結(jié)果不準(zhǔn)確。針對(duì)上述問題，參照《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》（2015版）4.9節(jié)化妝品中游離甲醛的檢測(cè)方法[5]，開發(fā)出高效液相色譜柱后衍生法測(cè)定啤酒中甲醛含量方法，相對(duì)于GB/T 5009.49—2008乙酰丙酮紫外分光光度法，本方法具有前處理時(shí)間更短、無需蒸餾、回收率更高、重現(xiàn)性更好、利用色譜柱分離，樣品雜質(zhì)干擾更少等優(yōu)點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

安捷倫1260高效液相色譜儀（配二極管陣列檢測(cè)器）;Pickering柱后衍生儀;不同牌子啤酒市購;甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 mg/L。試驗(yàn)所用試劑及配制：10%磷酸溶液，取1 mL磷酸溶液，用水定容至10mL;衍生化溶液，稱取62.5 g乙酸銨，7.5 mL冰乙酸，5 mL乙酰丙酮，加水至1 000 mL。

1.2 色譜條件

色譜柱：Symmetry?C18（5 μm×250 mm×4.6 mm）;流動(dòng)相：0.2%磷酸溶液等度洗脫;流量：0.8 mL/min;柱溫：30 ℃;進(jìn)樣量：50 μL;檢測(cè)波長(zhǎng)：420 nm;柱后衍生儀衍生液流速：0.5 mL/min;柱后衍生反應(yīng)器溫度80 ℃。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)溶液配制

取甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋成1 mg/L和10 mg/L，分別取稀釋后的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液適量于10 mL比色管中，加入0.2 mL 10%磷酸溶液，用水定容，配成濃度0 mg/L、0.01 mg/L、0.025 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L和5.0 mg/L標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，上機(jī)測(cè)定。

1.3.2 樣品處理

準(zhǔn)確移取0.5 mL樣品于10 mL比色管中，加入0.2 mL 10%磷酸溶液，用水定容，過0.45 μm濾膜作為待測(cè)溶液，上機(jī)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法專屬性

濃度為0 mg/L（試劑空白）的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)色譜圖目標(biāo)峰（保留時(shí)間5.13 min）附近未出現(xiàn)干擾峰（圖1），方法專屬性良好。

2.2 方法檢出限與定量限

分別配制濃度為1.0 mg/L、0.5 mg/L、0.2 mg/L、0.1 mg/L、0.05 mg/L、0.025 mg/L、0.01 mg/L、0.005 mg/L和0 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，上機(jī)測(cè)定，用儀器軟件計(jì)算信噪比（計(jì)算模式6SD，選取色譜5.5～7.5 min作為基線噪音），信噪比結(jié)果見表1。

試驗(yàn)結(jié)果顯示濃度為0 mg/L色譜圖無目標(biāo)峰，濃度0.01 mg/L的信噪比為6.3，濃度0.025 mg/L的信噪比為12.8，綜合色譜圖基線情況，分別擬取0.01 mg/L、0.025 mg/L作為本方法儀器檢出限、定量限，對(duì)應(yīng)方法的檢測(cè)限和定量限分別為0.2 mg/L、0.5 mg/L。

移取0.5 mL樣品，平行測(cè)定3次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示空白樣品甲醛含量低于檢出限（0.076 5 mg/L）;另移取0.5 mL樣品，分別按照方法檢出限0.2 mg/L和方法定量限濃度0.5 mg/L，加入甲醛標(biāo)液，進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，平行測(cè)定6次，扣除樣品空白后，計(jì)算回收率及變異系數(shù)，檢出限加標(biāo)平均回收率為105.9%，變異系數(shù)為7.80%（表2）;定量限加標(biāo)回收率為102.4%，變異系數(shù)為3.89%（表3）。樣品空白及樣品定量限濃度加標(biāo)實(shí)驗(yàn)色譜圖如圖2、圖3所示。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

配制濃度0 mg/L、0.01 mg/L、0.025 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L和5.0 mg/L標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，上機(jī)測(cè)定，以甲醛濃度為橫坐標(biāo)，甲醛衍生物的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。甲醛濃度在0.01～5 mg/L

與之對(duì)應(yīng)衍生物峰面積呈線性，線性方程為y=462.237 053x+1.683 071 8，相關(guān)系數(shù)為1.000。

2.4 方法準(zhǔn)確度考察

取未檢出甲醛（<0.2 mg/L）的空白樣品0.5 mL，

分別按照方法定量限、GB 2758—2012甲醛判定限量、10倍判定限量即0.5 mg/L、2.0 mg/L、20.0 mg/L濃度水平進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，平行試驗(yàn)6次，扣除樣品空白，計(jì)算平均回收率和RSD，試驗(yàn)結(jié)果顯示（見表3）回收率在95.8%～102.4%，RSD在0.70%～3.89%，本方法準(zhǔn)確度良好。

2.5 柱后衍生反應(yīng)器溫度考察

配制濃度為1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別將柱后衍生儀反應(yīng)器溫度設(shè)為30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃和120 ℃，每個(gè)設(shè)定溫度下，重復(fù)進(jìn)樣3次，并計(jì)算平均峰面積。以溫度為橫坐標(biāo)，平均峰面積為縱坐標(biāo)，繪制曲線圖（圖4）;實(shí)驗(yàn)顯示衍生物峰面積隨衍生溫度升高而變大，90 ℃衍生物峰面積達(dá)到最大，但與80 ℃差別不大，100～120 ℃衍生物峰面積有輕微變小，綜合考慮衍生物峰面積和溫度太高對(duì)儀器和衍生管路的影響，本方法以80 ℃作為柱后衍生儀反應(yīng)器溫度。

2.6 取樣量對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響考察

取未檢出甲醛（<0.2 mg/L）的空白樣品適量于100 mL比色管中，加入0.2 mL濃度為1 000 mg/L的甲醛標(biāo)液，用空白樣品定容至刻度，制成濃度為2 mg/L加標(biāo)樣品。分別取加標(biāo)樣品0.1 mL、0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL和8.0 mL于10 mL比色管中進(jìn)行試驗(yàn)，按試驗(yàn)方法平行測(cè)定3次，計(jì)算3次平均回收率，以取樣量為橫坐標(biāo)，平均回收率為縱坐標(biāo)，繪制曲線圖（圖5），試驗(yàn)顯示當(dāng)取樣量為0.5 mL時(shí)，加標(biāo)回收率最高96.7%，當(dāng)增加取樣量時(shí)，加標(biāo)回收率降低，當(dāng)取樣量低于

0.5 mL時(shí)加標(biāo)回收率稍微偏低，可能是取樣量太少，上機(jī)濃度太低導(dǎo)致加標(biāo)回收率偏低，故將0.5 mL確定為本方法取樣量。

2.7 樣品分析

按試驗(yàn)方法，對(duì)多種品牌啤酒進(jìn)行空白樣品檢測(cè)，及判定限量2 mg/L濃度水平加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示各品牌的啤酒甲醛含量均為未檢出（<

0.2 mg/L），甲醛含量均符合國家要求，2 mg/L水平加標(biāo)回收率在92.3%～102.1%，說明本方法適用大多數(shù)品牌啤酒中甲醛含量測(cè)定，方法專屬性強(qiáng)。

3 結(jié)論

本方法采用高效液相色譜分離出樣液中的甲醛，再經(jīng)過柱后衍生儀，在線與乙酰丙酮反應(yīng)，在420 nm

波長(zhǎng)下紫外檢測(cè)器檢測(cè)，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，儀器最低響應(yīng)濃度為0.01 mg/L，方法檢出限和定量限分別為0.2 mg/L、0.5 mg/L，各濃度水平加標(biāo)回收率及RSD（n=6）均滿足檢測(cè)分析要求，確定了衍生器反應(yīng)溫度為80 ℃，最佳取樣量為0.5 mL;本方法適用于市面上大多數(shù)品牌啤酒甲醛含量檢測(cè)，各品牌啤酒2 mg/L濃度水平加標(biāo)回收率在92.3%～102.1%。與GB/T 5009.49—2008方法相比，本方法只需取0.5 mL樣品定容至10 mL和配制標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)溶液上機(jī)即可，樣品前處理更加簡(jiǎn)便，無需蒸餾凈化樣品，同時(shí)確保了每個(gè)樣品衍生化時(shí)間一致，檢測(cè)結(jié)果精密度更高。

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