山梨酸的检测.doc

山梨酸的检测课程：涂料分析与检测
09材料331
0913283106
金胜南
日期2011.6.12
山梨酸的检测
摘要山梨酸及其钠盐、钾盐是一种新型食品添加剂, 能抑制细菌、霉菌和酵母菌等的生长, 效果显著, 对食品风味无不良影响; 能参与人体新陈代谢, 并
被氧化生成二氧化碳和水, 故可看成是食品成分, 对人体无害。

这篇文章就从山梨酸的特性、指标、各种检测方法、商业意义及进展等方面来阐述山梨酸。

关键词山梨酸；特性；指标；检测方法
The of Sorbic acid
Abstract:The sorbic acid and sodium salt, potassium is a new type of food additives,which can restrain bacterial, mould and yeast Mother the growth of bacteria etc, the effect is significant, Flavor of food without adverse effects and can participate in the body's metabolism, and it is oxidated generating carbon dioxide and water, it can be as food ingredients and it is harmless to the human body. This article is from the sorbic acid, index, the characteristics of all kinds of test methods, commercial significance and progress to illustrate the sorbic acid.
Key words:Sorbic acid; Characteristics; Indicator; Detection method 在食品工业中，一般说来，在正常规定的使用范围内使用防腐剂对人体没有毒害或毒性极小。

因此，食品防腐剂的定性与定量的检测在食品安全性方面是非常重要的。

山梨酸对霉菌、酵母菌、好气性细菌的生长发育具有良好的抑制作用。

本篇文章通过总结山梨酸的特性和指标，列举多种检测山梨酸的方法，以使我们更加了解山梨酸。

1 山梨酸的特性
1.1 主要特点
1.1.1 防霉效果良好。

山梨酸及钾盐的防霉能力明显高于苯甲酸及盐类，山梨酸钾的防霉效果是苯甲酸钠的5—10倍。

山梨酸的用量一般在0.2-1.0克/千克之间。

1.1.2 产品毒性低、安全性高。

山梨酸盐的毒副作用只是苯甲酸盐的1/4、食盐的1/2。

山梨酸及钾盐在人体内的安全使用范围为：每天每千克体重的使用量不超过25毫克。

1.1.3 不改变食品特性。

山梨酸是一种不饱和脂肪酸，进入人体后，参与人体的新陈代谢过程，代谢产物为二氧化碳和水。

所以，山梨酸可以看作是食品的一部分，在食品中应用，不会破坏食品的色、香、味和营养成分。

1.1.4 应用范围宽广。

山梨酸及钾盐可以用于饮料、酒、调味品、肉制品、水产制品、酱腌菜等多种食品的防腐之中，且对水果保鲜也有效果。

1.1.5 使用方便。

在使用山梨酸及钾盐时，可以直接添加，也可以喷洒或者浸渍。

正是由于其具有使用灵活的特点，所以，联合国粮农组织、世界卫生组织、美国、英国、日本以及中国、东南亚国家，都推荐山梨酸及钾盐作为多种食品的防腐保鲜剂。

1.1.6 稳定性山梨酸（钾）在密封状态下稳定，暴露在潮湿的空气中易吸水，氧化而变色。

山梨酸钾对热稳定性较好，分解温度高达270℃。

1.2 注意事项
1.2.1 山梨酸只有透过细胞壁进入微生物体内才能起作用，分子态的抑菌活性比离子态强。

当溶液pH小于4时，抑菌活性强，而pH大于6时，抑菌活性降低。

1.2.2 山梨酸与过氧化氢溶液混合使用时，抗微生物活性会显著增强。

1.2.3 山梨酸主要对霉菌、酵母和好气性腐败菌有效，而对厌气性细菌和乳酸菌几乎无作用。

山梨酸在微生物数量过高的情况下发挥不了作用，因此它只适用于具有良好的卫生条件和微生物数量较低的食品的防腐。

1.2.4 山梨酸为酸型防腐剂，其作用受pH值影响。

但它的酸性较苯甲酸弱，适宜pH范围较苯甲酸广。

配制山梨酸溶液时，可先将山梨酸溶解在乙醇、碳酸氢钠或碳酸钠的溶液中，随后再加入食品中。

溶解时不要使用铜、铁容器。

1.2.5 山梨酸为酸型防腐剂，其作用受pH值影响。

但它的酸性较苯甲酸弱，适宜pH范围较苯甲酸广。

配制山梨酸溶液时，可先将山梨酸溶解在乙醇、碳酸氢钠或碳酸钠的溶液中，随后再加入食品中。

溶解时不要使用铜、铁容器。

1.2.6 山梨酸用于需要加热的产品中，为防止山梨酸受热挥发，应在加热过程的后期添加。

1.3 使用范围和方式
目前已广泛地用于食品、饮料、酱菜、烟草、医药、化妆品、农产品、饲料等行业中，从发展趋势看，其应用范围还在不断扩大。

山梨酸（钾）属酸性防腐剂，在接近中性（PH6.0-6.5)的食品中仍有较好的防腐作用。

在使用时可以用直接添加，喷洒，浸渍，干粉喷雾，在包装材料上处理等多种方式。

1.4 用量介绍
山梨酸类有山梨酸、山梨酸钾和山梨酸钙三类品种。

山梨酸不溶于水外，使用时须先将其溶于乙醇或硫酸氢钾中，使用时不方便且有刺激性，故一般不常用；规定其使用范围小，所以也不常使用；山梨酸钾则没有它们的缺点，易溶于水、使用范围广，我们经常可以在一些饮料、果脯、罐头等食品看到它的身影；在这里我重点介绍一下山梨酸钾：它为不饱和六碳酸；一般市场上出售的山梨酸钾呈白色或浅黄色颗粒，含量在98%-102%；无臭味、或微有臭味，易吸潮、易氧化而变褐色，对光、热稳定，相对密度1.363，熔点在270℃分解，其1%溶液的PH：7-8。

山梨酸钾为酸性防腐剂，具有较高的抗菌性能，抑制霉菌的生长繁殖；其效果随PH的升高而减弱，PH达到3时抑菌达到顶峰，PH达到6时仍有抑菌能力，但最底浓度（MIC）不能底于0.2%，实验证明PH：3.2比 PH2.4的山梨酸钾溶液浸渍，未经杀菌处理的食品的保存期短2-4倍。

1.5 主要指标
山梨酸的质量指标：应符合GB1905—2000技术要求。

出口到欧美发达国家的产品，还应同时符合FCCIV等相关标准。

包括色泽及外形：白色结晶粉末；熔点：132—135℃；含量（以干基计）：99.0%—101.0%；灼烧残渣：≤0.2%；重金属（以Pb计）：≤0.001%；砷牗以As 计牍：≤0.0002%；水分：≤0.5%；贮存：存放在阴凉干燥处，避光，禁止与有毒有害物品共同存放。

2 山梨酸的检测方法
2.1 高效液相色谱法测定山梨酸[1]
采用高效液相色谱法测定咸菜中的山梨酸,方法简单,快速,分离效果好,灵
敏度较高。

2.1.1 实验部分
2.1.1.1 试剂甲醇（色谱纯）。

2.1.1.2 山梨酸标准溶液由国家标准物质中心提供,标准溶液浓度为1mg/mL。

再用水稀释10倍配制成100μg/mL混合标准溶液。

2.1.1.3 仪器HP1000 高效液相色谱仪(带紫外检测器)；离心机；pH 计。

2.1.1.4 色谱仪工作条件色谱柱：HPODS Hypersil（C18）5μm ，125×4mm；流动相：甲醇-乙酸铵缓冲溶液(pH4.6)(60+40)；流速：1.0mL/ min。

扫描波长：200.0~300.0；测定波长：220.0。

2.1.1.5 样品预处理准确称取切碎样品
3.000-5.000g，放入。

50mL 比色管中，并加水至刻度，振荡、摇匀、静置半小时后，用定量滤纸过滤，备用。

取上述过滤液用1+1 氨水调至pH7，经0.45μm 滤膜过滤后作为待测液[2]。

2.1.1.6 标准曲线绘制取100μg/mL 混合标准溶液0.0, 0.5, 1.0,2.0 ,5.0 mL
于10mL 容量瓶中,用水定容至刻度,配制成0, 5,10,20, 50μg/mL 混合标准系列, 取10μL注入高效液相色谱仪中,记录各色谱峰保留时间,峰面积,绘制标准曲线。

2.1.1.7 样品测定取10μL 样品待测液注入液相色谱仪中，比较样品与标准组分的保留时间,吸收光谱特性进行定性,用外标法定量。

2.1.2 结果与讨论
2.1.2.1 分离条件的选择在上述色谱条件下测定，保留时间为山梨酸1.682 min，各组份分离效果较好。

标准曲线的回归系数均达到0.999。

2.1.2.2 样品处理咸菜中所含蛋白较少可以不需加沉淀剂,直接浸泡后测定.咸
菜中的氯化钠对实验不干扰。

2.1.2.3合格样品通过对所采10份样品进行检测,样品中所含的山梨酸<0.1mg/kg,全部合格。

2.1.2.4 准确度试验分别对窄菜,咸黄瓜,糖醋蒜进行加标回收测定，山梨酸平均回收率为97.6%，结果见表1。

表1 样品加标回收率测定结果
样品项目加标量（μg）测量值（μg）回收率（%）
窄菜山梨酸 50 45.2 90.4
咸黄瓜山梨酸 50 52.0 104
糖醋蒜山梨酸 50 44.7 89.4
2.1.2.5 精密度试验对同一样品重复测定5 次，山梨酸含量的平均值分别为
0.0969 mg/kg (范围为0.0945~0.100 mg/kg)、0.0932mg/kg(范围
0.0893~0.0964mg/kg),相对标准偏差分别为2.4%、2.3%。

2.2 HPLC法测定山梨酸的含量
将多维生素糖浆直接用纯水稀释后以 HPLC 法测定防腐剂山梨酸的含量。

方法快速、简便、灵敏、准确, 可有效控制多维生素糖浆的质量和用药安全。

2.2.1 试剂与仪器
2.2.1.1 试剂山梨酸对照品( 中国药品生物制品检定所) ; 多维生素糖浆
( 韩国永进药品有限公司); 甲醇为色谱纯, 水为超纯水, 己烷磺酸钠、三乙胺、乙酸为分析纯。

2.2.1.2 仪器岛津 LC-2010C高效液相色谱-紫外仪和CLASSVP色谱工作站。

2.2.2 方法与结果
2.2.2.1 色谱条件色谱柱: Allthna C18柱(4.6*250mm, 5um);流动相 A: 8mmol* L- 1己烷磺酸钠溶液(1000mL溶液加入三乙胺0.25mL和乙酸9.2mL)；流动相B:甲醇; 流速:1.0mL*min-1，按表2进行梯度洗脱；检测波长：280nm；柱温：25℃；进样量:10uL。

表2 梯度洗脱程序
时间（min）流动相A（%）流动相B（%）
0 88 12
12 88 12
14 70 30
50 70 30
51 88 12
60 88 12
2.2.2.2 对照品储备溶液的制备精密山梨酸对照品11.67mg(99.7%),分别置10mL 量瓶中, 均加水溶解并稀释至刻度,摇匀,得到山梨酸(1.1635mg* mL- 1)对照品储备溶液。

2.2.2.3 系统适用性试验分别量取 2.2项下各对照品储备液适量, 加水制成每1mL中约含。

山梨酸0.15mg 的混合标准溶液, 精密量取该混合标准溶液10uL, 按上述色谱条件分析, 记录色谱图。

结果该物质与相邻色谱峰分离度均大于1.5, 理论塔板数均大于2000。

山梨酸的保留时分别为30.1min、17.6min、19.3min、40.3min( 见图1) 。

Voits
0 10 20 30 40 50
Minutes
2.2.2.4 回收率试验采用加样回收法,精密量取已知含量的多维生素糖浆样品
2mL,共5份,各置10mL量瓶中, 用水洗出移液管内的附着液并入量瓶中,分别精密加入2.2项下的四种对照品贮备液各0.5、1、2、3、5mL, 加水稀释至刻度, 摇匀;按本法进行测定并计算平均回收率( n =5),山梨酸平均回收率为101.5%, RSD 为0.7%。

本法回收率符合测定要求, 方法可行。

2.2.2.5样品测定与结果取多维生素糖浆(乐唯多)3批,各精密量取10mL,50mL
量瓶中, 用水洗出移液管内的附着液并入量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,为供试品溶液; 另取山梨酸对照品各适量, 加水制成每1mL中约含山梨酸。

0.3mg 的溶液, 作为对照品溶液。

精密量取供试品溶液和对照品溶液各10uL注入液相色谱仪, 记录色谱图; 按外标法以峰面积计算含量。

根据该品种质量标准规定山梨酸的含量应不超过。

标示量的100.0%。

三批样品测定结果见表3。

表3 样品测定结果（标示量，%）
组分样品1 样品2 样品3
山梨酸
B族维生素的含量测定有比色法[2]、荧光法[3] 、紫外分光光度法[4],这些方法操作繁琐或只能测定一种维生素含量。

本文将样品以纯水稀释后,采用HPLC法进行分析,操作简单,且可使3种B族维生素和防腐剂同时得到准确定。

2.3 导数- 比光谱法[5]
导数- 比光谱法同时测定多组分体系具有不需化学分离和引入过多试剂以及操作简便等特点而日益受到关注[7~8]。

测定食品中防腐剂山梨酸具有重要的卫生学意义。

国家标准方法采用乙醚萃取薄层层析-紫外分光光度法或气相色谱法,操作较繁琐或对仪器要求高,乙醚沸点低且刺激性强。

现用乙酸乙酯作萃取剂,
用导数-比光谱法测定酱油、食醋中的山梨酸,结果表明,该方法计算简便且工作量小,结果准确,很适合实验室的例行分析。

2.3.1 主要仪器和试剂
山梨酸标准液,按GB5009-85规定方法配制;3.0mol/L HCl;质量分数为2%
Na2HPO4的溶液;7530G型紫外分光光度计.
2.3.2 方法
取一定量山梨酸或苯甲酸标准液于分液漏斗中,加2.0mL 3.0mol/L HCl ,用20.0mL乙酸乙酯萃取,将乙酸乙酯层分别用10mL纯水洗涤两次,再用20.0mL 质量分数为2%的Na2HPO4溶液反萃取,将反萃取液放入25mL干燥洁净的比色管中,待乙酸乙酯挥发后,以相应的试剂空白调“0”,测反萃取溶液在229、230、231、232 及233nm的光密度值。

根据导数- 比光谱法原理,采用五点法[6]计算出处理后的样品溶液中山梨酸的浓度,再换算出样品中的浓度。

2.3.3 结果
2.3.3.1 吸收光谱
按实验方法分别测定山梨酸和苯甲酸的吸收光谱,从图2可看出两组分吸收光谱严重重叠。

用单波长分光光度法无法得到单一物质的浓度。

2.3.3.2 Beer定律实用范围
实验结果表明:山梨酸含量0.0～10mg/L ,苯甲酸含量在0.0～25mg/L范围内服从Beer定律,在210～240nm 范围内山梨酸和苯甲酸的光密度加和性良好。

△A/
图2 （1-苯甲酸 2-山梨酸）
2.3.3.3 测定波长及导数间隔因子d 值的选择
用MATLAB5.01编程计算并绘图;计算表明,选择231nm波长计算导数-比光谱
值,此处山梨酸和苯甲酸的吸收较强,且导数-比光谱值的绝对值较大,测定结果
较为满意,因此,测定波长选择229、230 和232、233nm ,在求导过程中,d值过小,
难于消除干扰;d值过大,易造成求导偏离。

本试验选择d = 2时较合适.导数采用
五点法公式进行计算,结果稳定性好。

为图3
（nm）
图3 山梨酸和苯甲酸的导数-比光谱（d=2）
2.3.3.4 萃取溶剂和反萃取溶剂的选择
实验了乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯(环烷烃类,烃类不能萃取山
梨酸和苯甲酸两种物质)；其中乙酸乙酯的刺激性最小,且沸点较乙醚高,故选乙
酯乙酯. 质量分数为2%Na2HPO4溶液,在210～240nm 处吸收较强,而NaHCO3溶液在
此区间几乎无吸收,且萃取效果相当,因此,本实验中采用质量分数为2%的Na2HPO4
溶液.
2.3.3.5 干扰物质的影响
酱油及食醋中成分复杂,含有大量的色素、食盐、有机酸、蛋白质、糖类等,
经过实验方法处理后,均与待测组分分离较好,在所测定的数十份样品中,未见有
干扰测定现象.见表4
表4 合成试样分析结果(μg/mL) (n=6)
编号待测物加入量测得量回收率（%）
1 山梨酸 2.00 1.95 97.50
苯甲酸 10.0 10.0 100.0
2 山梨酸 5.00 5.00 100.0
苯甲酸 8.00 8.03 100.37
3 山梨酸 8.00 8.01 100.12
苯甲酸 5.00 4.95 99.00 4 山梨酸 10.0 9.98 99.80
苯甲酸 2.00 1.97 98.50 5 山梨酸 0.00 0.00
苯甲酸 0.00 0.00
2.3.4 样品分析
2.3.4.1 合成试样分析
取不同配比的山梨酸和苯甲酸混合标准溶液按实验方法测定,结果见表4。

由表4可见,本法用于合成样品的分析,结果准确可靠。

2.3.4.2 样品分析
取酱油或食醋2.0mL,稀释至100.0mL,取稀释后的样品溶液5.0mL,按实验方法测定,由表5可见,本文研究之方法应用于实际样品测定,结果准确、可靠。

表5 实验样品的测定(μg/mL) (n=7)
回收率（%）
山梨酸 0.02 8.43 2.50 2.45 98.30
样品2 苯甲酸 3.48 2.16 4.00 4.09 102.25
山梨酸 5.09 0.98 2.50 2.47 98.80
样品3 苯甲酸 0.78 2.39 4.00 3.85 96.25
山梨酸 4.27 1.21 2.50 2.45 98.00
3 国内外发展情况
当今世界山梨酸的生产厂家主要集中在日本的大赛璐、美国的孟山都、德国的赫司特等少数厂家。

美国山梨酸产量已达2 万吨, 仅孟山都公司就生产1.2 万吨, 美国是食品工业高度发达的国家, 也是山梨酸的消费大国, 其用量超过2万吨, 年消费增长率为3%~5%, 人均耗量为200 克/ 年, 缺口主要从日本进口。

日本是世界上生产山梨酸最多的国家, 其产量约占世界产量的2/3, 目前已达到年产4 万吨/ 年左右, 国内消费量约4 000 吨, 其余部分出口。

随着经济的发展, 人们生活水平的提高, 对食品添加剂的要求更严格, 有些国家已禁用或限用苯甲酸, 主要使用低毒的山梨酸, 因而对山梨酸的需求量增加。

德国赫司特公司的子公司──食品原料公司是全球最大的山梨酸生产商, 该公司已于1995 年完成扩产, 新增227 吨/ 年的生产能力。

目前法兰克福公司的总生产能力已达到9500 吨/ 年, 该公司扩产计划正在研究中, 打算扩大至1.2 万吨/ 年。

4 山梨酸市场发展趋势分析
山梨酸是国内化工市场富有生命力的产品, 未来发展趋势看好。

山梨酸为世界各国公认的安全高效食品添加剂, 其毒性仅是现行国内流行使用的苯甲酸食
品添加剂的1/4。

山梨酸在石油、化工、涂料、胶粘剂、纤维、烟草、化妆品香料( 精) 及有机合成等众多领域内有广泛的应用, 市场需求增加为大势所趋。

依据对国内1998 年进口山梨酸3800吨,1999年6500吨,2000年达6900吨的增长情况分析, 国内化工市场用户耗山梨酸逐年在增多, 这是未来发展趋势决定的。

由此可见, 努力增强国产化自给程度至关重要。

目前，除了以上的测定方法，还有测定山梨酸方法主要有：薄层色谱法、毛细管电泳法、气相色谱法等。

随着越来越多的食品工业、药物配方和化妆品里混合使用防腐剂，只单一的检测某一种防腐剂已经满足不了各行业的要求，因此能够多种测定防腐剂的方法显得尤为重要。

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