一種快速測定醬油和醋中對羥基苯甲酸酯的方法

對羥基苯甲酸酯又稱羥苯甲酯或尼泊金酯，因其存在酚羥基結(jié)構(gòu)，可破壞細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)變性，抑制微生物的酶系統(tǒng)活性，造成微生物的新陳代謝異常，從而阻止其正常生長和繁殖，具有抑菌作用[1]；又因其晶體無色或白色、無味，不會(huì)影響產(chǎn)品的色澤和風(fēng)味，在人體內(nèi)代謝迅速、不會(huì)產(chǎn)生累積，所以被國際公認(rèn)為安全、高效、廣譜的防腐劑，在食品工業(yè)、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛使用。隨著研究的深入，1978年，ISHIDATE等[2]研究表明對羥基苯甲酸酯可以引發(fā)染色體畸變；1998年，ROUTLEDGE等[3]發(fā)現(xiàn)對羥基苯甲酸酯存在雌激素活性；2002年，日本東京都衛(wèi)生研究所報(bào)道，即使微量攝入對羥基苯甲酸丁酯，也會(huì)造成實(shí)驗(yàn)大鼠精子數(shù)量和濃度的顯著下降，對雄性小鼠生殖系統(tǒng)造成不良影響[4]；2008年，DARBRE等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，對羥基苯甲酸酯具有雌激素和抗雄激素活性，不僅會(huì)影響男性生殖功能，還有可能增加乳腺癌的發(fā)病率；2012年，SUGANDHA等[6]證實(shí)對羥基苯甲酸酯確實(shí)會(huì)增加女性患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。對羥基苯甲酸酯的激素活性被越來越多的人所重視，在食品工業(yè)中的應(yīng)用也受到了一定的限制。目前，我國要求醬油、醋中對羥基苯甲酸酯類及其鈉鹽（以對羥基苯甲酸計(jì)）最大使用量均為0.25g·kg-1[7]，食品中對羥基苯甲酸酯的檢測方法主要有氣相色譜法[8-11]、氣相色譜-質(zhì)譜法[12-15]、液相色譜法[16-19]、液相色譜-質(zhì)譜法[20-22]、毛細(xì)管電泳法等[23]。GB5009.31—2016是目前食品中檢測對羥基苯甲酸酯類的主要方法[24]，但是操作煩瑣，消耗時(shí)間長、試劑用量大，不利于大批量樣品的檢測工作。本文研究建立了測定醬油、醋中對羥基苯甲酸酯類樣品前處理方法，該方法前處理工作操作簡單，檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，在實(shí)驗(yàn)室檢測中既能提高工作效率，又可減少試劑用量，適宜大批量樣品的檢測工作。同時(shí)，本文的研究內(nèi)容也對其他品類樣品的前處理方法具有指導(dǎo)意義。1材料與方法1.1材料與試劑4種對羥基苯甲酸酯類混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg·L-1）：購自國家標(biāo)物中心；乙酸乙酯：HPLC級，德國Merk公司；NaCl、NaHCO3：均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；實(shí)驗(yàn)用水均為Millipore現(xiàn)制水。1.2儀器與設(shè)備7890B氣相色譜儀：美國Agilent；MultiReax渦旋振蕩器：德國Heidolph；3-18KS高速冷凍離心機(jī)：美國Sigma；電子天平：美國Ohaus。1.3方法1.3.1溶液配制飽和NaCl的飽和NaHCO3溶液：在飽和NaHCO3溶液中加入NaCl至過飽和。飽和NaHCO3的飽和NaCl溶液：在飽和NaCl溶液中加入NaHCO3至過飽和。1.3.2樣品前處理稱取5g（精確至0.001g）均勻樣品于50mL離心管中，加入10mL乙酸乙酯，振搖3min后，5000r·min-1離心5min，取上清液于新的50mL離心管中，加入10mL飽和NaCl的飽和NaHCO3溶液，振搖3min后，5000r·min-1離心5min，取5mL上清液，氮吹至近干，加1mL乙醇復(fù)溶，過0.22μm有機(jī)濾膜，待測。1.3.3色譜條件色譜柱：HP-5（美國Agilent，30m×0.32mm，0.25μm）；載氣：氮?dú)?；恒流模式?mL·min-1。進(jìn)樣口溫度：250℃；進(jìn)樣模式：不分流；進(jìn)樣體積：1μL。程序升溫：100℃保持1min；20℃·min-1升溫至170℃；12℃·min-1升溫至220℃，保持1min；10℃·min-1升溫至250℃，保持8min。FID檢測器溫度：280℃；空氣流速：450mL·min-1；氫氣流速：40mL·min-1。2結(jié)果與分析2.1鹽酸酸化步驟的去除在樣品前處理過程中加入1∶1鹽酸1mL對樣品進(jìn)行酸化，可以將對羥基苯甲酸的鈉鹽酸化為對羥基苯甲酸，但是對羥基苯甲酸的沸點(diǎn)為336.2℃，不易被汽化，需經(jīng)甲酯化后方能使用氣相色譜法進(jìn)行測定[10]。若不進(jìn)行甲酯化，由于對羥基苯甲酸的酸度比碳酸強(qiáng)，使用飽和碳酸氫鈉洗滌樣液時(shí)，樣液中的對羥基苯甲酸會(huì)與碳酸氫鈉反應(yīng)再次生成對羥基苯甲酸鈉鹽，因此原方法中加入1∶1鹽酸1mL對樣品進(jìn)行酸化，對檢測結(jié)果無影響。本文使用含有對羥基苯甲酸甲酯和對羥基苯甲酸乙酯的醬油樣品就是否需要酸化樣品進(jìn)行了6個(gè)平行樣的對比，結(jié)果如表1所示。在樣品前處理過程中加入1∶1鹽酸對樣品酸化和不進(jìn)行酸化，測定結(jié)果無顯著差異。另外，考慮到節(jié)儉、環(huán)保的要求，本文方法不再進(jìn)行樣品酸化。表1樣品酸化比對實(shí)驗(yàn)結(jié)果表2.2萃取試劑的選擇在實(shí)驗(yàn)用水和18%的NaCl溶液（模擬醬油的含鹽量）中加入終濃度均為10mg·L-1的4種對羥基苯甲酸酯類，選擇常用試劑甲醇、乙醇、乙醚、乙酸乙酯和乙腈，分別進(jìn)行萃取。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，甲醇和乙醇均能分別與實(shí)驗(yàn)用水和NaCl溶液互溶，無分層現(xiàn)象發(fā)生，不適宜作為對羥基苯甲酸酯的萃取試劑；乙腈可以與實(shí)驗(yàn)用水互溶，但與NaCl溶液混勻后仍分層現(xiàn)象明顯，因此在提取過程中可以通過鹽析作用得到乙腈層，乙腈可以用作對羥基苯甲酸酯的萃取試劑；乙醚和乙酸乙酯與實(shí)驗(yàn)用水和NaCl溶液混勻后均分層現(xiàn)象明顯，可以用作對羥基苯甲酸酯的萃取試劑。按1.3.2的操作經(jīng)離心、氮吹、復(fù)溶、過膜后測定，結(jié)果如圖1所示，用乙醚和乙酸乙酯提取實(shí)驗(yàn)用水中的對羥基苯甲酸酯類，上機(jī)檢測，采用乙酸乙酯萃取時(shí)，4種對羥基苯甲酸酯的加標(biāo)回收率基本在105%左右，明顯優(yōu)于乙醚；用乙醚、乙酸乙酯和乙腈提取18%NaCl溶液中的對羥基苯甲酸酯類，使用乙酸乙酯萃取時(shí)，4種對羥基苯甲酸酯的加標(biāo)回收率基本在100%～105%，整體上優(yōu)于乙醚和乙腈。因此，最終選擇乙酸乙酯作為萃取試劑。圖1不同提取溶劑的對羥基苯甲酸酯類回收率圖乙酸乙酯提取18%NaCl溶液中對羥基苯甲酸酯類的回收率相對提取實(shí)驗(yàn)用水的回收率偏低，可能是由于乙酸乙酯在實(shí)驗(yàn)用水和18%NaCl溶液中的溶解度不同，溶于實(shí)驗(yàn)用水中的乙酸乙酯相對NaCl溶液更多一些，造成乙酸乙酯層的體積減小，在溶質(zhì)基本不變的情況下，溶劑體積減小，必然導(dǎo)致濃度的增高。2.3凈化溶劑的選擇在5g醬油樣品中加入10mg4種對羥基苯甲酸酯的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，使用乙酸乙酯提取，分別采用20mL10g·L-1的NaHCO3溶液、20mL飽和NaCl溶液、10mL飽和NaCl溶液+10mL10g·L-1NaHCO3溶液、10mL10g·L-11的NaHCO3溶液、10mL飽和NaCl溶液、5mL飽和NaCl溶液+5mL10g·L-1NaHCO3溶液對提取液進(jìn)行凈化。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，提取液經(jīng)含有NaHCO3的溶液凈化后，有機(jī)層中的深色雜質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)移至水相中；若凈化液中無NaHCO3，深顏色的雜質(zhì)仍留存在有機(jī)層中，說明NaHCO3對提取液中的深色雜質(zhì)有良好的去除作用，凈化溶液中應(yīng)含有NaHCO3。凈化后的有機(jī)層，按1.3.2的操作氮吹、復(fù)溶、過膜后測定，結(jié)果如圖2所示。使用20mL10g·L-1的NaHCO3溶液凈化提取液后，4種對羥基苯甲酸酯的加標(biāo)回收率大多高于110%，對羥基苯甲酸乙酯的加標(biāo)回收率高于120%，過高的回收率說明20mL10g·L-1的NaHCO3溶液不適宜用作本實(shí)驗(yàn)的凈化。同時(shí)，對比10mL10g·L-1的NaHCO3溶液凈化，凈化溶液濃度相同，加入的體積不同導(dǎo)致加標(biāo)回收率明顯差異，再次驗(yàn)證了乙酸乙酯在水溶液中的溶解量增加，會(huì)導(dǎo)致加標(biāo)回收率的上升。同理，對比20mL飽和NaCl溶液和10mL飽和NaCl溶液凈化后的加標(biāo)回收率，對比10mL飽和NaCl溶液+10mL10g·L-1NaHCO3溶液和5mL飽和NaCl溶液+5mL10g·L-1NaHCO3溶液的加標(biāo)回收率，凈化溶液體積越大，其加標(biāo)回收率相對偏高，因此凈化過程中凈化溶液的體積應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。圖2不同凈化溶液的對羥基苯甲酸酯類回收率圖前期的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明NaHCO3對去除提取液中雜質(zhì)具有重要的作用，而且凈化溶液的使用量會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。為了進(jìn)一步驗(yàn)證凈化溶液體積相同，不同的溶質(zhì)組合對加標(biāo)回收率的影響，實(shí)驗(yàn)室比對飽和NaCl的飽和NaHCO3溶液，飽和NaHCO3的飽和NaCl溶液，飽和NaCl的10g·L-1NaHCO3溶液的凈化效果。分別取10mL凈化溶液凈化10mL提取液，提取液中的深色雜質(zhì)都能轉(zhuǎn)移至水相中。通過圖3的加標(biāo)回收率比較，采用飽和NaCl的飽和NaHCO3溶液凈化后，4種對羥基苯甲酸酯的綜合回收率相對更優(yōu)。圖3不同凈化溶液的對羥基苯甲酸酯類回收率圖2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、準(zhǔn)確度及精密度用乙醇配制4種目標(biāo)物混標(biāo)系列濃度4.0mg·L-1、10.0mg·L-1、20.0mg·L-1、50.0mg·L-1、100mg·L-1、200mg·L-1和300mg·L-1進(jìn)行測試，分別以4種對羥基苯甲酸酯類的峰面積A為縱坐標(biāo)，以質(zhì)量濃度ρ（mg·L-1）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，詳見表2。表24種目標(biāo)物的線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)表在未檢出對羥基苯甲酸酯類的醬油樣品和醋樣品中，分別添加6平行的0.6mg·kg-1（GB5009.31—2016的檢出限）、2.0mg·kg-1、4.0mg·kg-1和10.0mg·kg-1的對羥基苯甲酸酯，按照1.3.2進(jìn)行樣品前處理，檢測結(jié)果詳見表3。4種目標(biāo)物在不同添加水平的回收率基本在70%～120%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.90%～7.06%，表明該方法的準(zhǔn)確度和精密度均較好。按照國標(biāo)方法檢出限水平添加，也能準(zhǔn)確定量，能滿足日常檢測醬油、醋中對羥基苯甲酸酯類的要求。表3方法回收率和精密度實(shí)驗(yàn)表（n=6）2.5討論本文樣品前處理方法可以準(zhǔn)確、快速高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保地測定醬油、醋中的對羥基苯甲酸酯類，單個(gè)樣品的前處理時(shí)間約30min，批量樣品的前處理時(shí)間與單個(gè)樣品的區(qū)別主要在于試劑添加的耗時(shí)，同時(shí)有機(jī)試劑用量少，檢出限也滿足GB5009.31—2016的要求。然而存在的問題是，GB2760—2014中的限量要求是針對“對羥基苯甲酸酯類及其鈉鹽”，而其指定檢測方法GB5009.31—2016為僅能測定“對羥基苯甲酸酯類”，本文樣品前處理方法也未考慮“對羥基苯甲