劉葉明　徐美娟　孫淑華　林景峰

摘要：隨著食品添加劑的廣泛應(yīng)用，人們的食品安全意識(shí)逐步增強(qiáng)，對(duì)食品添加劑的關(guān)注度越來(lái)越高。在食品添加劑中最為重要的一類是防腐劑，如果其超劑量的使用，被人體吸收后會(huì)造成潛在危害。因此，出于監(jiān)測(cè)防腐劑濫用的目的，研究人員建立了許多有效的檢測(cè)方法，本文對(duì)食用合成防腐劑的提取凈化和檢測(cè)方法進(jìn)行了全面綜述。

關(guān)鍵詞：防腐劑；檢測(cè)方法；食品；監(jiān)測(cè)

致病微生物極易對(duì)食品生產(chǎn)、運(yùn)輸、包裝和消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行侵染，如果存在對(duì)致病菌繁殖有利外部條件（水分、pH值、溫度等），那么食品中諸如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、無(wú)機(jī)鹽、維生素等有效成分，就會(huì)被致病菌利用并引起食品腐敗，食品防腐劑可以對(duì)致病菌繁殖起到抑制作用，因此，有效解決了食品變質(zhì)后產(chǎn)生的安全問(wèn)題。其作用機(jī)理主要有以下兩個(gè)方面：其一，作用于微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，比如苯甲酸及其鹽類，它們具有易滲透到細(xì)胞膜內(nèi)部的物理性質(zhì)，使細(xì)胞膜的通透性發(fā)生改變，導(dǎo)致微生物利用氨基酸的代謝過(guò)程放緩，從而達(dá)到防腐效果；其二，作用于與微生物代謝相關(guān)的功能蛋白及酶類，比如在微生物代謝中脫氫酶系統(tǒng)中，山梨酸及其鹽類具有抑制該系統(tǒng)中酶活性的功能，從而達(dá)到防腐的作用；又如，微生物細(xì)胞膜上的相關(guān)蛋白由于對(duì)羥基苯甲酸酯類的存在而變性，進(jìn)而對(duì)微生物呼吸代謝鏈中相關(guān)代謝酶的活性產(chǎn)生抑制作用，而阻礙微生物繁殖。當(dāng)今，食品中所添加的防腐劑主要以化學(xué)合成防腐劑居多，大量文獻(xiàn)研究表明，食品中的化學(xué)合成防腐劑使用過(guò)量，極易產(chǎn)生誘癌性、致畸性和食物中毒等問(wèn)題，嚴(yán)重危害人們身體健康。因此，有必要對(duì)防腐劑的最大添加量進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。

1 樣品的預(yù)處理方法

鑒于食品樣品的基質(zhì)組成比例相當(dāng)復(fù)雜，如需要對(duì)其中的防腐劑進(jìn)行分析，一般需要對(duì)待測(cè)樣品中的目標(biāo)成分進(jìn)行提取與凈化等預(yù)處理。

1.1 超聲波提取和液液萃取法

超聲波提取的原理是在空化作用的情況下，超聲波作用過(guò)程中產(chǎn)生的能量會(huì)傳遞到樣品中，樣品中所有分子運(yùn)動(dòng)速度會(huì)增加，樣品組分會(huì)快速溶解。液液萃取是利用待測(cè)樣品中各組分對(duì)所選萃取溶劑的溶解程度不同，從而達(dá)到分離待測(cè)樣品中各組分的目的。有學(xué)者采用超聲波提取和液液萃取的方式分別提取化妝品和食品中的防腐劑，然后采用色譜法進(jìn)行定量分析。

1.2 熱解吸法

熱解吸法原理：首先將目標(biāo)組分吸附到固相吸附劑，然后通過(guò)加熱的方式將其從固相吸附劑上解吸下來(lái)的方式，有學(xué)者采用固相萃取—熱解吸—毛細(xì)柱氣相色譜法同時(shí)測(cè)定飲料中的山梨酸和苯甲酸的含量。

1.3 超臨界流體萃取法

流體在超臨界狀態(tài)下，具有滲透能力較高和溶解能力較強(qiáng)的物理性質(zhì)，可以將其作為溶劑，利用其具有物理性質(zhì)來(lái)分離混合物中的目標(biāo)組分。在分析化妝品中防腐劑時(shí)，有學(xué)者等利用超臨界流體萃取法成功萃取相關(guān)目標(biāo)成分。

1.4 固相微萃取法

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，該方法被作為一種無(wú)需使用溶劑并且快速靈敏的食品樣品預(yù)處理方法，具體的方式是通過(guò)將被廣泛采用的固相微萃取纖維涂于熔融石英絲表面，但該方法也存一些不足的地方：比如其涂層技術(shù)比較復(fù)雜、耐熱性比較差、吸附量比較有限等缺陷，使其在進(jìn)一步應(yīng)用受到制約。有學(xué)者通過(guò)在固相微萃取器中加入活性炭纖維體等材料，與傳統(tǒng)涂層方式相比，產(chǎn)生對(duì)目標(biāo)組分更多的吸附量，并且制作工藝要求也比較低，使醬油中提取苯甲酸的測(cè)定方法大大簡(jiǎn)化，并且該方法的準(zhǔn)確度、精密度、回收率均大幅提高。在上述的食品樣品預(yù)處理方法中，由于固相微萃取法具有無(wú)溶劑使用，回收率高，精密度與準(zhǔn)確度好等特點(diǎn)，是食品樣品預(yù)處理的發(fā)展趨勢(shì)。

2 食品合成防腐劑的檢測(cè)方法

目前，針對(duì)食品合成防腐劑的檢測(cè)方法，主要有薄層色譜分析法、毛細(xì)管電泳法、分光光度法、氣相色譜法及氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜法及液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法、兩點(diǎn)電位滴定法、單掃示波極譜法等。

2.1 薄層色譜分析方法

薄層色譜分析法（TLC—液相吸附色譜，在對(duì)羥基苯甲酸酯類的各合成產(chǎn)物進(jìn)行分離的實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)者采用的固定相為普通硅膠，薄層色譜的展開(kāi)劑為濃度比例為24∶5∶0.3的苯、乙酸乙酯和冰醋酸混合液，成功將未參與反應(yīng)的酸與其酯分離，并測(cè)定了各合成產(chǎn)物中酯的生成率，該方法兼顧了柱色譜和紙色譜簡(jiǎn)單快速的優(yōu)點(diǎn)，但其定量效果及重復(fù)性比較差。

2.2 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳的原理是：在高壓直流電場(chǎng)的作用下，在毛細(xì)管分離通道中，由于待測(cè)樣品中各組分之間的單位場(chǎng)強(qiáng)下離子遷移的速率和其分配行為存在差異，可以利用該性質(zhì)對(duì)樣品中目標(biāo)組分進(jìn)行分離。有學(xué)者采用毛細(xì)管電泳法成功測(cè)定了在液體藥物中的苯甲酸等防腐劑含量，此法具有預(yù)處理簡(jiǎn)單、檢測(cè)時(shí)間短、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，但也有選擇性低等缺點(diǎn)。

2.3 分光光度法

2.3.1 紫外分光光度法 在近紫外波長(zhǎng)區(qū)域，對(duì)于具有較強(qiáng)吸收峰的共軛型有機(jī)化合物中的苯甲酸和山梨酸，常規(guī)檢測(cè)方法是對(duì)苯甲酸和山梨酸用乙醚提取后，進(jìn)行堿滴定，最后采用水蒸氣蒸餾紫外分光光度法測(cè)定。其測(cè)定步驟比較繁瑣且檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度也比較低。有學(xué)者對(duì)該方法加以改進(jìn)，直接用乙醚萃取紫外分光光度法測(cè)定苯甲酸，改進(jìn)后的方法具有檢測(cè)周期短，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，最低方法檢出限為1.00微克·克-1，加標(biāo)回收率可達(dá)到98%。

2.3.2 熒光光譜法 對(duì)于具有Л電子共軛的不飽和結(jié)構(gòu)的芳香族化合物，當(dāng)待測(cè)物接收以激發(fā)光光源提供的能量，會(huì)產(chǎn)生Л-Л能級(jí)躍遷的過(guò)程，即其基態(tài)分子獲得提供的能量后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)躍遷的過(guò)程，而且當(dāng)其從激發(fā)態(tài)重新回到基態(tài)時(shí)，其產(chǎn)生熒光的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度可以通過(guò)熒光檢測(cè)器捕捉，可以利用該性質(zhì)，通過(guò)測(cè)量苯甲酸的熒光發(fā)射強(qiáng)度對(duì)食品樣品中苯甲酸進(jìn)行定量。有學(xué)者通過(guò)醋酸銨—醋酸緩沖溶液中加入待測(cè)防腐劑羥甲基甘氨酸鈉，其釋放的甲醛可以與乙酰丙酮反應(yīng)，生成二氫吡啶衍生物，其在510納米顯示熒光性。因此，通過(guò)測(cè)定二氫吡啶衍生物的熒光發(fā)射強(qiáng)度，從而對(duì)防腐劑羥甲基甘氨酸鈉進(jìn)行定量。

2.3.3 卡爾曼濾波法 卡爾曼濾波法是廣泛采用的多元校正算法。有學(xué)者分別將乙酸乙酯和Na2HPO4溶液作為萃取劑和反萃取劑，采用卡爾曼濾波法、多波長(zhǎng)線性回歸法和比值導(dǎo)數(shù)波譜法對(duì)醬油、食醋中的山梨酸和苯甲酸進(jìn)行檢測(cè)并分析對(duì)比結(jié)果。其中，在山梨酸和苯甲酸濃度產(chǎn)生較大差值時(shí)，卡爾曼濾波法的檢測(cè)結(jié)果比其余兩種方法準(zhǔn)確度明顯提高，并且，該方法還可以同時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)待測(cè)物中是否有干擾物質(zhì)存在。

2.3.4 導(dǎo)數(shù)熒光法 在對(duì)氨基苯甲酸和對(duì)氨基苯甲酸甲酯溶解到乙醇與正己烷混合溶液之后，它們便具有相互重疊的激發(fā)光譜與熒光光譜的波長(zhǎng)范圍，可以通過(guò)導(dǎo)數(shù)熒光光譜法進(jìn)行含量測(cè)定。有學(xué)者利用“零點(diǎn)交叉剝量法”在兩種化合物一階導(dǎo)數(shù)熒光光譜中的關(guān)系，可以同時(shí)測(cè)定對(duì)氨基苯甲酸和對(duì)氨基苯甲酸甲酯的含量，該方法不僅快速簡(jiǎn)便，而又不需要分離待測(cè)的兩種物質(zhì)。

2.4 氣相色譜法及氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法

氣相色譜是一種通過(guò)柱色譜為吸附載體，以氣體為流動(dòng)相的分離待測(cè)物質(zhì)的分析方法，有學(xué)者應(yīng)用配備氫火焰離子化檢測(cè)器的氣相色譜儀檢測(cè)食品中的防腐劑，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線外標(biāo)法進(jìn)行定量檢測(cè)，雖然在成本核算方面，常規(guī)的滴定法、紫外分光光度法、薄層色譜法等成本較低，但此設(shè)備具有更簡(jiǎn)便、更靈敏、更精確的優(yōu)點(diǎn)。氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法是把氣相色譜的高效分離技術(shù)和能提供豐富待測(cè)物結(jié)構(gòu)信息的質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合的一種分析方法。有學(xué)者在對(duì)食品中羥基苯甲酸酯類物質(zhì)的測(cè)定中，通過(guò)中空纖維膜液相微萃取技術(shù)萃取目標(biāo)成分，然后采用氣相色譜—離子阱質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析目標(biāo)成分。

2.5 液相色譜法及液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法

液相色譜法具有應(yīng)用范圍廣、分離效率高等特點(diǎn)，已經(jīng)作為食品樣品中分析防腐劑的最常用手段。有學(xué)者采用液相色譜分析方法測(cè)定藥合制劑與糖漿制劑的苯甲酸、山梨酸和對(duì)羥基苯甲酸酯類的含量，具有操作快捷，穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，并且在實(shí)際中藥日常生產(chǎn)流程的質(zhì)量控制工作中，該方法的準(zhǔn)確度和精密度均能夠滿足實(shí)際的生產(chǎn)要求。有學(xué)者通過(guò)超臨界流體萃取技術(shù)對(duì)化妝品中的防腐劑和抗氧化劑進(jìn)行萃取，采用液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)目標(biāo)化合物同時(shí)進(jìn)行分析，其線性范圍在1×10-9～2×10-6之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值都小于18%，檢出限在4.7×10-9～142.0×10-9之間，該方法與常規(guī)方法相比，其具有較高的靈敏度與較好的選擇性，尤其適宜于痕量分析。

2.6 兩點(diǎn)電位滴定法

兩點(diǎn)電位滴定法作為一種快速準(zhǔn)確定量苯甲酸鈉的新方法，可代替《中國(guó)藥典》中對(duì)于苯甲酸鈉含量的常規(guī)檢測(cè)。在極弱酸堿的環(huán)境中，常規(guī)的高氯酸非水滴定法在滴定終點(diǎn)之前的滴定曲線較為平坦，如果該過(guò)程存在較小滴定體積的變化，很難滿足pH值改變量在0.3以上的標(biāo)準(zhǔn)要求。有學(xué)者通過(guò)兩點(diǎn)電位滴定法很好地解決了上述問(wèn)題，并將該方法與高氯酸非水滴定法進(jìn)行對(duì)比，兩點(diǎn)電位滴定法檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確，并且在極弱酸堿的環(huán)境下，兩點(diǎn)電位滴定法可以作為一種新的檢測(cè)方法。

2.7 單掃示波極譜法

有學(xué)者應(yīng)用單掃示波極譜法，對(duì)食品中山梨酸進(jìn)行簡(jiǎn)便測(cè)定。在該實(shí)驗(yàn)的最佳條件下，單純聯(lián)氨或單純山梨酸均不起極譜波。當(dāng)引入聯(lián)氨后，山梨酸可以快速與聯(lián)氨反應(yīng)，并在Ep=1.26V處產(chǎn)生一個(gè)比較靈敏的極譜波。光譜掃描實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，與山梨酸的最大吸收波長(zhǎng)255納米相比，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的反應(yīng)產(chǎn)物，其最大波長(zhǎng)吸收峰在265納米處產(chǎn)生，并且該吸收峰紅移了10納米，吸光度達(dá)到原來(lái)的2倍。通過(guò)添加陽(yáng)離子、陰離子和非離子表面活性劑后，該極譜波信號(hào)強(qiáng)度明顯減弱并直到消失，通過(guò)上述現(xiàn)象推斷，由于山梨酸與聯(lián)氨反應(yīng)后生成酰肼產(chǎn)物，可產(chǎn)生一個(gè)新的吸收峰，該吸收峰可能導(dǎo)致的極譜波行為和吸附性特征。

3 展望

在食品等產(chǎn)品中，被添加的食品合成防腐劑通過(guò)阻止致病菌的繁殖等方式來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。但是，一些食品廠家大量添加甚至濫用食品合成防腐劑，會(huì)給社會(huì)造成許多食品安全問(wèn)題。因此，為了監(jiān)控合成防腐劑的使用量，研究人員開(kāi)發(fā)了上述許多有效的檢測(cè)分析方法，其各有特點(diǎn)，基本能夠滿足對(duì)防腐劑監(jiān)控的要求。未來(lái)，在食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控中，需要一種更為簡(jiǎn)便快速，準(zhǔn)確可靠，易于向大眾推廣普及的檢測(cè)方法，尤其是面向偏遠(yuǎn)地區(qū)非專業(yè)人員的定性、定量檢測(cè)食品合成防腐劑的方法，這需要研究人員合力研究。

作者簡(jiǎn)介：劉葉明（1982—），男，碩士，從事食品檢測(cè)方法研究。E-mail：ymliu_bio@foxmail.com