食品及饲料中抗氧化剂的检测技术和应用

刘 博，曹小妹，高文惠

（河北科技大学生物科学与工程学院，石家庄 050018）

抗氧化剂是一类食品添加剂，可防止或延缓食品被氧化。各国使用的抗氧化剂总数约30种，我国常用的抗氧化剂有丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）等[1]。BHA作为抗氧化剂使用始于1954年，1989年世界粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）认为只有大剂量时才会诱发大鼠前胃癌，但对狗无害，目前在我国已被广泛应用于畜禽饲料原料中。人类无前胃，故其每日允许摄入量（ADI）为0～0.5 mg·kg-1。BHT作为抗氧化剂使用始于1940年，近年来研究证实BHT能抑制人体呼吸酶活性，使肝脏微粒体酶活性增加，在希腊、土耳其、印度尼西亚、奥地利等国家被禁用，FAO/WHO于1995年规定其ADI为0～0.125 mg·kg-1，美国食品和药品管理局（FDA）曾一度对其禁用，但后来发现在允许使用剂量范围内其安全性有保证，可继续使用[2]。本文总结了食品与饲料中抗氧化剂检测的常用检测技术，并且展望了抗氧化剂检测方法未来的发展方向。

1 抗氧化剂的检测方法

1.1 分光光度法

分光光度法由于检测限较高一般不用于精确测定，其势必会被检测限较低的高效液相色谱等检测方法所代替。姜晓辉等采用分光光度法测定样品中的PG，检测限为25 mg·kg-1[3]。

1.2 电化学分析法

电化学分析法因其灵敏度高、检测快捷等特性被广泛的应用于检测微量化合物和生物活性成分。且采用此法检测3种抗氧化剂不会出现峰电流重叠问题，不需要采用化学统计学的方法。Chan-Eam等采用无离子表面活性剂为乳化剂和pH为2的缓冲液构成胶束溶液，泊洛沙姆188（PluronicF-68）作为乳化剂、乙酸乙酯作为有机溶剂构成乳化溶剂，差分脉冲伏安法（DPV）进行分析，在胶束溶液和乳化溶液中，BHA最低检测限分别为1.3×10-6和8.5×10-7mol·L-1，同时研究了2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）、特丁基对苯二酚（TBHQ）和PG对该检测方法的影响，结果表明该方法抗干扰性强[4]。Ray-mundoa等研究了在乙醇混合溶液中检测实际样品中的 BHA、TBHQ 和 BHT，在 0.1 mol·L-1，pH为2.0的盐酸溶液（甲醇质量浓度为2 g·L-1）中，在玻碳电极上，BHA、TBHQ和BHT线性范围分 别 是 2.0～100.0、 4.0～100.0、 2.0～20.0 mg·L-1；BHA、TBHQ和BHT在铂电极上线性范围分别是8.0～120.0、10.0～130.0、4.0～30.0 mg·L-1[5]。

1.3 薄层色谱法

薄层色谱法优点是可在短时间内处理大批样品，溶剂用量少，仪器简单。但是这种方法操作比较繁琐，而且不能实现4种抗氧化剂同时检测。Bhattarai等利用此法测定了南极洲地衣中的抗氧化剂，取得了很好的结果[6]。

1.4 高效液相色谱法

高效液相色谱在食品检测领域被广泛应用。其具有检测速度快、分辨率高、灵敏度高、进样量少、容易回收等特点。用于食品或饲料中抗氧化剂检测的高效液相色谱检测器主要有紫外光度检测器、二极管阵列检测器、荧光检测器等。

1.4.1 紫外光度检测器

紫外光度检测器被广泛应用于抗氧化剂的检测，其线性范围宽，适用于梯度洗脱，灵敏度高，不受流速的影响，温度对其影响小，不会损坏样品。林海宏用高效液相色谱-紫外光度检测器快速测定食品中的4种抗氧化剂，选用的检测波长为280 nm，TBHQ、PG、BHA和BHT检测限分别为0.26、0.10、0.16、0.16 μg·mL-1[7]。采用超声波甲醇1次直接萃取，RP-HPLC紫外检测食品及饲料中BHA、BHT，相对标准偏差均小于5%，样品最低检测限均＜0.005 g·kg-1，取得了令人满意的结果[8-19]。

1.4.2 二极管阵列检测器

二极管阵列检测器的优点为灵敏度高、噪音低、线性范围宽、对流速和温度的波动不灵敏，适用于梯度洗脱及制备色谱。张曼等运用高效液相色谱-二极管阵列检测器同时测定饲料中8种抗氧化剂，最低检测限为10 mg·kg-1，饲料中8种抗氧化剂含量在10 mg·kg-1时实验精密度为1.60%～10.46%[20]。以甲醇-水-乙酸体系为流动相，采用梯度洗脱，在30 min内将9种抗氧化剂完全分离并定量测定，测定的线性范围1～200 mg·L-1（r=0.9985～0.9997），最低检测限为2 mg·kg-1，相对标准偏差为1.01%～4.74%[21-24]。研究表明，此法在食品及饲料中抗氧化剂的检测方面能够得到精确的试验结果。

1.4.3 荧光检测器

荧光检测器选择性和灵敏度都很高。徐琴等利用高效液相色谱-荧光检测器对食品中的TBHQ进行检测，最低检测限为0.1 μg·g-1[25]。

1.5 液相色谱-串联质谱法

液相色谱-串联质谱法具有精密分子量测定功能、能够对混合物选择性分析、分辨率高、图库解析等特点。适合化学稳定性差的抗氧化剂检测，而且可进行化合物结构剖析和蛋白质序列测定。林安清等采用此法对饲料中的多种抗氧化剂进行检测，电喷雾（ESI）离子接口的负离子电离方式，以多离子反应检测（MRM），同时对基质成分较为复杂的饲料中BHA、OG、PG、TBHQ、DG、NDGA 6种抗氧化剂同时检测，最低检测限为2 mg·kg-1[26]。研究表明，这种方法在定性方面具有很好的表现[27-28]。

1.6 气相色谱法

气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器，使其又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。研究人员利用气相色谱法对食用植物油中抗氧化剂BHA、BHT进行检测，结果发现国标的操作过程繁琐、复杂、工作量大，并采用了大量的有毒有机试剂；针对上述情况，研究采用乙醇直接浸提食用植物油中的抗氧化剂，大大简化了前处理步骤，方法简便、快速、准确；BHA的平均回收率在90.0%～97.2%，BHT的平均回收率在83.0%～95.1%[29-35]。曾亚丽利用气相色谱对动物油脂中抗氧化剂TBHQ含量进行日常检测，TBHQ组分峰与内标峰的峰面积比和浓度比在0.02～2.0 g·kg-1具有良好的线性相关关系，相关系数达到0.9992，以300%噪声计，最低检测浓度为0.005 g·kg-1[36]。

此外，还有全二维气相色谱/飞行时间质谱法（GC×GC-TOFMS），是一种快速定性筛查的手段。此方法采用GC×GC二维特征谱图、TOFMS谱图库检索的定性手段，可在20.5 min内快速分离和定性分析食品中19种抗氧化剂。陈琦等利用此法测定抗氧化剂含量，待分析物之间及待分析物与样品基质的杂质峰均能得到理想的分离效果[37]。

1.7 毛细管电泳法

毛细管电泳法具有高效、快速、微量、多模式、经济、自动等特点。田晶晶利用此法对食品中天然抗氧化剂检测，5种成分的检出限分别为2×10-6mol·L-1（黄豆苷原），2×10-6mol·L-1（染料木素），5×10-6mol·L-1（芹菜素与其杂质），5×10-6mol·L-1（儿茶素）[38]。另外，胶束毛细管电动色谱法（MECC）是近十年来迅速发展的一种分离分析方法，其结合了高效液相色谱和毛细管电泳的优点，具有高柱效、高选择性、分析速度快、样品用量少、自动化程度较高的特点[39]。Guan等采用胶束毛细管色谱测定食品中PG、BHA、BHT、TB⁃HQ，线性范围为5.0×10-4～2.0×10-6mol·L-1，检测限范围为2.9×10-7～2.7×10-6mol·L-1[40]。

2 展望

目前在食品及饲料中抗氧化剂的检测技术研究方面大多以高效液相色谱为主，该方法在这个领域得到了很好的应用。而电化学分析法、全二维气相色谱/飞行时间质谱法在食品和饲料中抗氧化剂的应用研究较少，其中电化学法由于其灵敏度高、准确度高、测量范围广、测量范围宽、仪器简单等特点，将广泛应用于食品及饲料中抗氧化剂的检测。

[1]杨晓凤.凝胶渗透色谱净化-气相色谱法同时测定饲料中4种抗氧化剂[J].中国饲料,2011（5）:38-39,44.

[2]尹淑涛,薛文通,张惠,等.油脂中合成抗氧化剂检测技术的研究进展[J].中国油脂,2009,34（6）:75-79.

[3]姜晓辉.食品中抗氧化剂BHA、BHT、TBHQ和PG的检测[J].计量与测试技术,2009,36（10）:78-79.

[4]Chan-Eam S,Teerasong S,Damwan K,et al.Sequential injection analysis with electrochemical detection as a tool for economic and rapid evaluation of total antioxidant capacity[J].Talanta,2011,84（5）:1 350-1 354.

[5]Raymundom D S,Paulab M M,Franco C,et al.Quantitative deter⁃mination of the phenolic antioxidants using voltamm etric tech⁃niques[J].LWT-Food Science and Technology,2007,40（7）:1 133-1 139.

[6]Bhattarai H D,Paude l B,Hong S G,et al.Thin layer chromatogra⁃phy analysis of antioxidant constituents of lichens from Antarctica[J].Journal of Natural Medicines,2008,62（4）:481-484.

[7]林海宏.高效液相色谱法快速测定食品中的四种抗氧化剂[J].福建轻纺,2008（7）:10-13.

[8]谢海燕,姜德铭,曹雪,等.反相高效液相色谱法测定油脂及饲料中BHA和BHT[J].粮油食品科技,2009（3）:36-38.

[9]陈育红.肉制品中合成抗氧化剂含量的高效液相色谱法测定[J].食品研究与开发,2010,31（11）:175-177.

[10]蔡发,段小娟,牟志春,等.高效液相色谱法同时测定食品中的12种抗氧化剂[J].食品科学,2010,31（8）:207-211.

[11]郝媛媛,丁轶聪,张岩岩.HPLC-UV法测定食品中抗氧化剂特丁基对苯二酚（TBHQ）[J].中国卫生检验杂志,2010,20（4）:748-749.

[12]李淑娟,冯楠,安娟,等.快速分离液相色谱法同时测定食品中10种脂溶性抗氧化剂[J].中国卫生检验杂志,2010,20（8）:1 890-1 892.

[13]穆同娜,许华,李伟.凝胶渗透色谱-气相色谱法测定食用油脂中抗氧化剂BHA、BHT[J].食品工业科技,2007（1）:228-230.

[14]潘媛,张晓红.HPLC和GC对食用油脂中抗氧化剂BHA、BHT、TBHQ的测定[J].云南大学学报（自然科学版）,2008,30（1）:344-347.

[15]吾拉木·古拉洪.液相色谱测定饲料中4种抗氧化剂的方法研究[J].中国畜禽种业,2011（3）:85-89.

[16]赵质创,郑晓冰,朱虹.高效液相色谱法同时测定食用油脂和膨化食品中3种抗氧化剂[J].化学分析计量,2011,20（2）:43-45.

[17]Sead B,Sing Y Y,Nawi M A,et al.Determination of synthetic phenolic antioxidants in food items using reversed-phase HPLC[J].Food Chemistry,2007,105（1）:389-394.

[18]Toyo′ oka T,Kashiwazaki T,Kato M.On-line screening methods for antioxidants scavenging superoxide anion radical and hydro⁃gen peroxide by liquid chromatography with indirect chemilumi⁃nescence detection[J].Talanta,2003,60（2-3）:467-475.

[19]Celik S E,Ozyurek M,Guclu K,et al.Determination of antioxi⁃dants by a novel on-line HPLC-cupric reducing antioxidant ca⁃pacity（CUPRAC）assay with post-column detection[J].Analytica Chimica Acta,2010,674（1）:79-88.

[20]张曼,何佳,林安清,等.高效液相色谱法同时测定饲料中8种抗氧化剂[J].口岸卫生控制,2006,11（5）:30-32.

[21]胡小钟,余建新,钱浩明,等.油脂中九种抗氧化剂的反相高效液相色谱法分离和测定[J].分析科学学报,2000,16（1）:23-26.

[22]林勤保,李小梅,宋欢,等.旋涡震荡萃取-超高效液相色谱法检测脂肪食品模拟物橄榄油中6种抗氧化剂[J].食品科学,2010,31（12）:233-238.

[23]林捷,张彩云,郑申西,等.凝胶渗透色谱-高效液相色谱法测定食品中抗氧化剂BHA、BHT、TBHQ[J].中国卫生检验杂志,2010,20（7）:1 694-1 696.

[24]夏春,赵成仕,臧爱香.固相萃取-高效液相法测定炒货食品及坚果制品中的多种抗氧化剂[J].化学分析计量,2010,19（2）:52-54.

[25]徐琴,林洪,江志刚,等.高效液相色谱荧光检测法测定食品中的特丁基对苯二酚[J].分析化学,2007,35（6）:932.

[26]林安清,张曼,唐丹舟,等.液相色谱-串联质谱法同时检测饲料中多种抗氧化剂[J].分析测试学报,2007,26（1）:278-280.

[27]李秀勇,牟峻,刘惠涛,等.超高效液相色谱-质谱法测定油脂中的10种抗氧化剂[J].分析化学,2008,36（3）:369-372.

[28]凌云,储晓刚,张峰,等.超高效液相色谱-串联质谱法同时测定调味料中的17种防腐剂和抗氧化剂[J].色谱,2011,29（8）:723-730.

[29]黄锦燕,张全美,王守卿,等.采用甲醇提取-气相色谱法检测食用油中两种抗氧化剂的研究[J].化学分析计量,2011,20（5）:89-91.

[30]程航,郭肖媚,梁莹,等.气相色谱法测定饲料中的特丁基对苯二酚[J].饲料研究,2011（8）:48-49.

[31]刘旭,任正东,潘静,等.气相色谱法快速测定食用油中3种抗氧化剂[J].中国油脂,2011,36（9）:85-87.

[32]林春晓,李行方,叶泽群.气相色谱法检测食用植物油中多种抗氧化剂方法研究[J].中国热带医学,2009,9（7）:1 360-1 361.

[33]李春娟,鞠福龙,李东刚.GC-MS法同时检测葡萄酒中10种防腐剂和抗氧化剂[J].中国酿造,2009（6）:149-152.

[34]魏树龙,寇丽娟,梁春实,等.气相色谱-质谱联用法测定植物油和鸡肉中抗氧化剂BHA、BHT和TBHQ[J].农产品加工（学刊）,2011,259（10）:101-104.

[35]向俊,漆爱明,毛丽秋.中空纤维膜液相微萃取技术/气相色谱-质谱法对食品中防腐剂与抗氧化剂的测定[J].分析测试学报,2009,28（5）:560-563.

[36]曾亚丽.气相色谱内标法测定动物油脂中抗氧化剂[J].现代食品科技,2010,26（8）:904-906.

[37]陈琦,黄峻榕,凌云,等.全二维气相色谱/飞行时间质谱快速定性筛查食品中32种防腐剂和抗氧化剂[J].分析化学,2011,39（5）:723-727.

[38]田晶晶.毛细管电泳分离检测抗生素和抗氧化剂[D].合肥:合肥工业大学,2009.

[39]王立双.食品中酚类防腐剂和抗氧化剂的高效液相色谱分析[D].石家庄:河北大学,2009.

[40]Guan Y Q,Chu Q C,Fu L,et al.Determination of phenolic antiox⁃idants by micellar electrokinetic capillary chromatography with electrochemical detection[J].Food Chemistry,2006,94（1）:157-162.