食品合成防腐剂的检测方法综述

食品合成防腐剂的检测方法综述作者：刘叶明徐美娟孙淑华林景峰来源：《新农业》2016年第03期摘要：随着食品添加剂的广泛应用，人们的食品安全意识逐步增强，对食品添加剂的关注度越来越高。

在食品添加剂中最为重要的一类是防腐剂，如果其超剂量的使用，被人体吸收后会造成潜在危害。

因此，出于监测防腐剂滥用的目的，研究人员建立了许多有效的检测方法，本文对食用合成防腐剂的提取净化和检测方法进行了全面综述。

关键词：防腐剂；检测方法；食品；监测致病微生物极易对食品生产、运输、包装和消费等各个环节进行侵染，如果存在对致病菌繁殖有利外部条件（水分、pH值、温度等），那么食品中诸如蛋白质、糖类、脂肪、无机盐、维生素等有效成分，就会被致病菌利用并引起食品腐败，食品防腐剂可以对致病菌繁殖起到抑制作用，因此，有效解决了食品变质后产生的安全问题。

其作用机理主要有以下两个方面：其一，作用于微生物的细胞壁和细胞膜，比如苯甲酸及其盐类，它们具有易渗透到细胞膜内部的物理性质，使细胞膜的通透性发生改变，导致微生物利用氨基酸的代谢过程放缓，从而达到防腐效果；其二，作用于与微生物代谢相关的功能蛋白及酶类，比如在微生物代谢中脱氢酶系统中，山梨酸及其盐类具有抑制该系统中酶活性的功能，从而达到防腐的作用；又如，微生物细胞膜上的相关蛋白由于对羟基苯甲酸酯类的存在而变性，进而对微生物呼吸代谢链中相关代谢酶的活性产生抑制作用，而阻碍微生物繁殖。

当今，食品中所添加的防腐剂主要以化学合成防腐剂居多，大量文献研究表明，食品中的化学合成防腐剂使用过量，极易产生诱癌性、致畸性和食物中毒等问题，严重危害人们身体健康。

因此，有必要对防腐剂的最大添加量进行严格监管。

1 样品的预处理方法鉴于食品样品的基质组成比例相当复杂，如需要对其中的防腐剂进行分析，一般需要对待测样品中的目标成分进行提取与净化等预处理。

1.1 超声波提取和液液萃取法超声波提取的原理是在空化作用的情况下，超声波作用过程中产生的能量会传递到样品中，样品中所有分子运动速度会增加，样品组分会快速溶解。

液液萃取是利用待测样品中各组分对所选萃取溶剂的溶解程度不同，从而达到分离待测样品中各组分的目的。

有学者采用超声波提取和液液萃取的方式分别提取化妆品和食品中的防腐剂，然后采用色谱法进行定量分析。

1.2 热解吸法热解吸法原理：首先将目标组分吸附到固相吸附剂，然后通过加热的方式将其从固相吸附剂上解吸下来的方式，有学者采用固相萃取—热解吸—毛细柱气相色谱法同时测定饮料中的山梨酸和苯甲酸的含量。

1.3 超临界流体萃取法流体在超临界状态下，具有渗透能力较高和溶解能力较强的物理性质，可以将其作为溶剂，利用其具有物理性质来分离混合物中的目标组分。

在分析化妆品中防腐剂时，有学者等利用超临界流体萃取法成功萃取相关目标成分。

1.4 固相微萃取法自20世纪90年代以来，该方法被作为一种无需使用溶剂并且快速灵敏的食品样品预处理方法，具体的方式是通过将被广泛采用的固相微萃取纤维涂于熔融石英丝表面，但该方法也存一些不足的地方：比如其涂层技术比较复杂、耐热性比较差、吸附量比较有限等缺陷，使其在进一步应用受到制约。

有学者通过在固相微萃取器中加入活性炭纤维体等材料，与传统涂层方式相比，产生对目标组分更多的吸附量，并且制作工艺要求也比较低，使酱油中提取苯甲酸的测定方法大大简化，并且该方法的准确度、精密度、回收率均大幅提高。

在上述的食品样品预处理方法中，由于固相微萃取法具有无溶剂使用，回收率高，精密度与准确度好等特点，是食品样品预处理的发展趋势。

2 食品合成防腐剂的检测方法目前，针对食品合成防腐剂的检测方法，主要有薄层色谱分析法、毛细管电泳法、分光光度法、气相色谱法及气相色谱—质谱联用法、液相色谱法及液相色谱—质谱联用法、两点电位滴定法、单扫示波极谱法等。

2.1 薄层色谱分析方法薄层色谱分析法（TLC—液相吸附色谱，在对羟基苯甲酸酯类的各合成产物进行分离的实验中，有学者采用的固定相为普通硅胶，薄层色谱的展开剂为浓度比例为24∶5∶0.3的苯、乙酸乙酯和冰醋酸混合液，成功将未参与反应的酸与其酯分离，并测定了各合成产物中酯的生成率，该方法兼顾了柱色谱和纸色谱简单快速的优点，但其定量效果及重复性比较差。

2.2 毛细管电泳法毛细管电泳的原理是：在高压直流电场的作用下，在毛细管分离通道中，由于待测样品中各组分之间的单位场强下离子迁移的速率和其分配行为存在差异，可以利用该性质对样品中目标组分进行分离。

有学者采用毛细管电泳法成功测定了在液体药物中的苯甲酸等防腐剂含量，此法具有预处理简单、检测时间短、检测结果准确度高等优点，但也有选择性低等缺点。

2.3 分光光度法2.3.1 紫外分光光度法在近紫外波长区域，对于具有较强吸收峰的共轭型有机化合物中的苯甲酸和山梨酸，常规检测方法是对苯甲酸和山梨酸用乙醚提取后，进行碱滴定，最后采用水蒸气蒸馏紫外分光光度法测定。

其测定步骤比较繁琐且检测时间长，检测结果准确度也比较低。

有学者对该方法加以改进，直接用乙醚萃取紫外分光光度法测定苯甲酸，改进后的方法具有检测周期短，检测结果准确的优点，最低方法检出限为1.00微克·克-1，加标回收率可达到98%。

2.3.2 荧光光谱法对于具有Л电子共轭的不饱和结构的芳香族化合物，当待测物接收以激发光光源提供的能量，会产生Л-Л能级跃迁的过程，即其基态分子获得提供的能量后，会产生一个从基态到激发态跃迁的过程，而且当其从激发态重新回到基态时，其产生荧光的发射信号强度可以通过荧光检测器捕捉，可以利用该性质，通过测量苯甲酸的荧光发射强度对食品样品中苯甲酸进行定量。

有学者通过醋酸铵—醋酸缓冲溶液中加入待测防腐剂羟甲基甘氨酸钠，其释放的甲醛可以与乙酰丙酮反应，生成二氢吡啶衍生物，其在510纳米显示荧光性。

因此，通过测定二氢吡啶衍生物的荧光发射强度，从而对防腐剂羟甲基甘氨酸钠进行定量。

2.3.3 卡尔曼滤波法卡尔曼滤波法是广泛采用的多元校正算法。

有学者分别将乙酸乙酯和Na2HPO4溶液作为萃取剂和反萃取剂，采用卡尔曼滤波法、多波长线性回归法和比值导数波谱法对酱油、食醋中的山梨酸和苯甲酸进行检测并分析对比结果。

其中，在山梨酸和苯甲酸浓度产生较大差值时，卡尔曼滤波法的检测结果比其余两种方法准确度明显提高，并且，该方法还可以同时监测目标待测物中是否有干扰物质存在。

2.3.4 导数荧光法在对氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸甲酯溶解到乙醇与正己烷混合溶液之后，它们便具有相互重叠的激发光谱与荧光光谱的波长范围，可以通过导数荧光光谱法进行含量测定。

有学者利用“零点交叉剥量法”在两种化合物一阶导数荧光光谱中的关系，可以同时测定对氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸甲酯的含量，该方法不仅快速简便，而又不需要分离待测的两种物质。

2.4 气相色谱法及气相色谱—质谱联用法气相色谱是一种通过柱色谱为吸附载体，以气体为流动相的分离待测物质的分析方法，有学者应用配备氢火焰离子化检测器的气相色谱仪检测食品中的防腐剂，通过标准曲线外标法进行定量检测，虽然在成本核算方面，常规的滴定法、紫外分光光度法、薄层色谱法等成本较低，但此设备具有更简便、更灵敏、更精确的优点。

气相色谱—质谱联用法是把气相色谱的高效分离技术和能提供丰富待测物结构信息的质谱技术相结合的一种分析方法。

有学者在对食品中羟基苯甲酸酯类物质的测定中，通过中空纤维膜液相微萃取技术萃取目标成分，然后采用气相色谱—离子阱质谱联用技术分析目标成分。

2.5 液相色谱法及液相色谱—质谱联用法液相色谱法具有应用范围广、分离效率高等特点，已经作为食品样品中分析防腐剂的最常用手段。

有学者采用液相色谱分析方法测定药合制剂与糖浆制剂的苯甲酸、山梨酸和对羟基苯甲酸酯类的含量，具有操作快捷，稳定性好的优点，并且在实际中药日常生产流程的质量控制工作中，该方法的准确度和精密度均能够满足实际的生产要求。

有学者通过超临界流体萃取技术对化妆品中的防腐剂和抗氧化剂进行萃取，采用液相色谱—质谱联用法对目标化合物同时进行分析，其线性范围在1×10-9～2×10-6之间，相对标准偏差值都小于18%，检出限在4.7×10-9～142.0×10-9之间，该方法与常规方法相比，其具有较高的灵敏度与较好的选择性，尤其适宜于痕量分析。

2.6 两点电位滴定法两点电位滴定法作为一种快速准确定量苯甲酸钠的新方法，可代替《中国药典》中对于苯甲酸钠含量的常规检测。

在极弱酸碱的环境中，常规的高氯酸非水滴定法在滴定终点之前的滴定曲线较为平坦，如果该过程存在较小滴定体积的变化，很难满足pH值改变量在0.3以上的标准要求。

有学者通过两点电位滴定法很好地解决了上述问题，并将该方法与高氯酸非水滴定法进行对比，两点电位滴定法检测结果更为准确，并且在极弱酸碱的环境下，两点电位滴定法可以作为一种新的检测方法。

2.7 单扫示波极谱法有学者应用单扫示波极谱法，对食品中山梨酸进行简便测定。

在该实验的最佳条件下，单纯联氨或单纯山梨酸均不起极谱波。

当引入联氨后，山梨酸可以快速与联氨反应，并在Ep=1.26V处产生一个比较灵敏的极谱波。

光谱扫描实验也证实，与山梨酸的最大吸收波长255纳米相比，会产生一个新的反应产物，其最大波长吸收峰在265纳米处产生，并且该吸收峰红移了10纳米，吸光度达到原来的2倍。

通过添加阳离子、阴离子和非离子表面活性剂后，该极谱波信号强度明显减弱并直到消失，通过上述现象推断，由于山梨酸与联氨反应后生成酰肼产物，可产生一个新的吸收峰，该吸收峰可能导致的极谱波行为和吸附性特征。

3 展望在食品等产品中，被添加的食品合成防腐剂通过阻止致病菌的繁殖等方式来延长产品的保质期。

但是，一些食品厂家大量添加甚至滥用食品合成防腐剂，会给社会造成许多食品安全问题。

因此，为了监控合成防腐剂的使用量，研究人员开发了上述许多有效的检测分析方法，其各有特点，基本能够满足对防腐剂监控的要求。

未来，在食品安全风险监控中，需要一种更为简便快速，准确可靠，易于向大众推广普及的检测方法，尤其是面向偏远地区非专业人员的定性、定量检测食品合成防腐剂的方法，这需要研究人员合力研究。

作者简介：刘叶明（1982—），男，硕士，从事食品检测方法研究。

E-mail：ymliu_bio@。