毛细管气相色谱法测定食品中丙酸

赵亮庆

(文山州质量技术监督综合检测中心，云南文山 663000)

丙酸钙为白色结晶性粉末。单斜板状结晶，无味或具有轻微的丙酸味，对热和光稳定，熔点400℃以上(分解);有吸湿性，可溶于水(1 g约溶于3 mL水)，微溶于甲醇、乙醇，不溶于苯及丙酮［1］。在酸性条件下，产生游离丙酸，对霉菌、枯草杆菌、马铃薯杆菌等的生长有抑制作用，具有广泛的抗菌作用，但不影响酵母菌的繁殖［2］。因此丙酸钙能在面包、糕点、原粮、酱油、面制品、豆制品中作为防霉防腐剂使用。

丙酸钙易于与面粉混合均匀，在作为保险防腐剂的同时，也能在人体内水解成丙酸根离子和钙离子，丙酸是牛羊和牛奶中常见的脂肪酸成份，而钙离子有补钙的作用，它们都可以作为营养物质被人体吸收利用［3］。丙酸钙现已成为国家批准的食品添加剂，在GB2760-2012《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中规定可以再面包、糕点、酱油等食品中使用，使用限量一般不超过2.5 g/kg［4］。在限量使用范围内使用丙酸钙是安全的，但现在仍然存在一些企业超限量使用丙酸钙的现象。

对于食品中丙酸钙的检测一般采取气相色谱法进行测定［3］，采用填充柱进行检测，本方法对仪器分析部分进行了一些必要的改进，使用KB-FFAP石英毛细管柱检测，达到了满意的检测效果。

1 材料与方法

1.1 仪器设备和试剂

气相色谱仪附氢火焰离子化(FID)检测器，带自动进样系统(GC-2010 C11804700156，日本岛津公司);KB-FFAP毛细管色谱柱(规格30 m×0.25 mm ×0.25 μm，KB-FFAP);水蒸气蒸馏装置;磷酸(85%);甲酸;硅油;丙酸标准溶液:标准储备液(10 g/L)，准确萃取250 mg丙酸于25 mL容量瓶中，加水至刻度。标准使用也，酱储备液用水稀释成10、50、100、200、250 mg/L 的标准系列。

1.2 色谱条件

色谱柱为KB-FFAP石英毛细管柱，柱长30 m内径0.25mm，膜厚度0.25μm;柱温初始温度为50℃，保持1 min再以每分钟15℃的速度升温至200℃保持5 min，检测器温度为220℃，进样口温度为200℃;以氮气为载气，压力34.1 kPa，总流量为10.8 mL/min，柱流量0.37 mL/min线速度11.7 cm/s，吹扫流量 3.0 mL/min，分流比 20.0。氢气40.0 mL/min，空气400.0 mL/min，氢火焰离子化检测器(FID)。

1.3 实验步骤

1.3.1 样品处理

称取样品约30 g置于500 mL蒸馏瓶中，分别加入100 mL蒸馏水，10 mL磷酸溶液(1+1)，2～3滴硅油，摇匀并进行水蒸气蒸馏，将250 mL容量瓶置于冰浴中作为吸收装置，待蒸馏出约250 mL液体时取出，在室温下放置30 min，加水至刻度，吸取10mL该溶液，加0.5mL甲酸溶液，混匀，进样量5μL。

1.3.2 配制标准曲线

取各标准浓度溶液10 mL，加0.5 mL甲酸溶液，混匀，进样量 5μL。

1.4 结果计算

样品中丙酸的含量按下列公式计算:

式中，X，试样中丙酸含量，g/kg;A，待测定液中丙酸含量，mg/L;M，试样适量，g。

丙酸钙含量=丙酸含量×1.296 7;

丙酸钠含量=丙酸含量×1.256 3。

2 实验结果

2.1 仪器条件的选择

气相色谱仪测定条件:自动进样，进样体积为5.0 μL，色谱柱为 KB-FFAP石英毛细管柱，柱长30 m，内径0.25 mm膜厚度0.25 μm;柱温初始温度为50℃，保持1 min再以每分钟15℃的速度升温至200℃保持5 min，检测器温度为220℃，进样口温度为200℃;以氮气为载气，压力34.1 kPa，总流量为10.8mL/min，柱流量0.37mL/min线速度11.7 cm/s，吹扫流量3.0 mL/min，分流比20.0。氢气40.0 mL/min，空气400.0 mL/min，氢火焰离子化检测器(FID)。使用此条件，可使丙酸的出峰与溶剂正己烷的出峰分离得很好，并且可以得到满意的仪器响应灵敏度。

2.2 仪器精密度

用同一个样品连续进行6次平行测定，测得丙酸钙含量，相对标准偏差RSD(%)=9.7，说明本方法的测定精密度也完全符合要求。结果见表1。

表1 仪器精密度测定结果

2.3 线性范围及方法检出限测定

本方法在10.0～250.0 mg/L的范围内线性关系良好，相关系数为0.999。用10.0 g/L标样稀释至1 mg/L、5 kg/L进样5 μL，进行方法检出限测定，由测定结果得出丙酸的方法仪器检出限为5 kg/L，以称取30 g样品进样计算，本方法的检出限为0.04 g/kg。

2.4 方法回收率的测定

在30g不含丙酸钙的糕点样品中分别加入40 mg/L和100 mg/L两个水平的丙酸做加标回收率实验，回收率结果见表2，从中可看出方法的加标回收率在不同含量上能达到80%以上，能够满足检测要求。

表2 方法加标回收率测定结果

3 讨论

本方法的实验原理是样品经酸化后，丙酸钙转化为丙酸，丙酸具有与水共沸的性质，经水蒸气蒸馏，收集馏出液于容量瓶中，再经过甲酸酸化用于气相分析。出于该反应为可逆反应，磷酸在反应液中的浓度必须达到一定的量才能使丙酸钙完全转化成丙酸。

国标法气相色谱检测时色谱柱是填充柱，丙酸溶液直接进样，但由于填充柱柱效率低，造成其检出限偏高。而用KB-FFAP毛细管色谱柱，进行测定可以提高柱效，降低检出限，改善了样品的出峰情况。

经样品实验，可以看出方法在50～250 mg/L范围内线性较好，精密度9.7%，检出限0.04 g/kg，此方法用于食品中丙酸钙的测定是可行的。

［1］赵天宝主编.化学试剂·化学药品手册［M］.第2版.北京化学工业出版社，2006.223

［2］王 娟，高秋菊，修丽华，等.第11届全国离子色谱学术报告会论文集［C］，2006.

［3］GB/T 5009.120-2003，食品中丙酸钠、丙酸钙的测定［S］.2003.98.

［4］GB 2760-2012，食品安全国家标准 食品添加剂使用标准.2012.7.