食品中丙酸盐测定方法研究进展

唐利，廖雪，冉力源，邱亚林

重庆市永川食品药品检验所（重庆 402160）

目前，丙酸盐作为防腐剂已被广泛应用于食品当中，最为常用的有丙酸钠和丙酸钙[1]。丙酸钙具有较好的吸湿性，溶于水，不溶于有机溶剂，在酸性条件下，能够抑制食品中的霉菌、马铃薯杆菌等细菌的生长[2]，因而经常用于极易变质的面包及豆制品当中[3]，但过量添加剂亦对人体有一定危害。国家标准GB 2060—2014中明确规定丙酸钠盐、钙盐防腐剂在各种食品中的使用限量。现阶段对于食品中丙酸及其钠盐和钙盐的测定方法主要有液相色谱法、气相色谱法。因此，综述了近年来对食品中丙酸及钠盐、钙盐的测定方法及其研究进展。

1 主要检测方法

1.1 液相色谱法

目前，对食品中丙酸盐的检测采用得最多的方法为高效液相色谱法，巩丽青等[4]用沃特斯超高效液相色谱测定糕点中的丙酸钙，前处理采用直接浸提法，并详细分析了测量不确定度。林清荷[5]用安捷伦1260高效液相色谱（二极管检测器）对糕点中的丙酸钙（钠）及其他防腐剂（苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸等）进行测定，流动相采用甲醇与pH 2.5浓度为0.02 mol/L磷酸二氢钾梯度洗脱，该方法结果显示丙酸检出限为1.0 mg/kg，低于国家标准中的30 mg/kg，丙酸的加标回收率为90.0%，精密度RSD为0.88%，该方法在操作上简便，日常检验可以参照该方法进行。

章沙沙等[6]采用高效液相色谱法对面包中的丙酸钙进行检测分析，对前处理方法、流动相及流速的选择进行了讨论；前处理选择超声提取，流动相为1.5 mg/mL的(NH4)2HPO4的溶液，C18色谱柱，柱温25℃，流速0.8 mL/min，波长214 nm，采用该方法对8种面包中的丙酸钙进行检测，线性范围在50～500 μg/mL内呈良好趋势，相关系数0.99以上，方法检出限为0.03 g/kg，回收率在89%～108%之间，精密度范围7.29%～9.71%。该方法简便快捷，出峰时间短，对大批量面包中丙酸钙的检测提供一个较好的选择途径，但该方法仅在面包样品进行验证，食品种类范围较为狭窄。

朱洪亮[7]建立了对丙酸钠（钙）和双乙酸钠同时检测分析的方法，采用Agilent 1100液相色谱仪，用pH 3.0的0.01 mol/L NH4H2PO4水溶液作为流动相，其方法的检出限为2 mg/kg，对面包、月饼、酱油和豆腐干4种样品的加标试验，其回收率范围为87.3%～100.6%，RSD在0.89%～4.53%之间。该检测方法前处理在国家标准基础上进行优化，样品经盐酸酸化，乙醚萃取，流动相定容，此法简便快捷，重现性好，且结果较为准确，节约处理时间，在要求不是很严格并需要快速检测的情况下选择此法是一种较理想的方法。该方法对于其他种类的食品的适用性需后期试验进行验证。吴佳佳[8]根据GB/T 23382—2009中高效液相法对糕点中丙酸钠、丙酸钙的测定，研究标准曲线、标准物质、样品称量、配置的标准溶液及样品处理等引起的不确定度。

向文娟等[9]采用固相萃取仪对样品进行前处理，并讨论萃取条件优化方案，采用液相测定其中丙酸含量。该方法测得检出限为0.03 mg/kg，平行5次测定得到丙酸的RSD为1.32%，将固相萃取前处理方法与国标中的蒸馏法和直接浸提法进行对比，采用这种方法简化国家标准的处理方法，可以提高检测灵敏度及工作效率，为研究提供较好的参考方案。

郝媛媛[10]建立适用于糕点和调味品中丙酸钠（钙）及双乙酸钠含量测定的高效液相色谱法，以(NH4)2HPO4与甲醇混合液为流动相，采用直接浸提法对食品进行预处理，探讨了对波长和流动相的选择，根据测定效果选择波长214 nm，流动相1.5 mg/mL(NH4)2HPO4与甲醇体积比95:5，该条件下线性关系和精密度均较好，对酱油、糕点、面包的丙酸加标回收率范围为95.58%～98.95%。但是该方法仅适用于调味品及糕点类食品，范围较狭窄。

李敏等[11]建立起HPLC对蒜米中的丙酸钙和二乙酸钠进行同时测定，采取磷酸酸化，超声水浴提取，研究结果表明丙酸钙与双乙酸钠浓度范围在0.2～2.0 mg/mL内线性关系良好，相关系数R2均大于0.999，该条件下检出限为1.70 mg/kg，平行6次测定得到回收率较高，相对标准偏差RSD小于3%。该研究方法以苍山蒜米为试验材料，为其他食品提供一个较为简便快捷的参考方案。

在食品安全国家标准GB 5009.120—2016中增加液相色谱法对糕点、醋、面包、酱油及豆类、生湿面制品丙酸钠和丙酸钙的检测，试样的前处理采用蒸馏和直接浸提法2种方法规定选择，采用二极管或紫外检测器，在波长214 nm条件下进行分析，以1.5 mg/mL的(NH4)2HPO4的溶液作为流动相，调节pH 2.7～3.5，流速1.0 mL/min，外标法定量测定丙酸钠、钙盐的含量。

王丽珊等[12]在测定面包中的丙酸钙含量对液相色谱测定条件进行优化以期提高方法回收率、稳定性。赖国银等[13]使用凯氏定氮蒸馏装置进行水蒸气蒸馏提取，采用高效液相仪器进行同时测定蚝油、鱼露等食品中的丙酸盐和双乙酸钠。采用液相的方法前处理大多采用蒸馏法，该方法需要耗费的时间较长，所需要的样品量较大，该方法缩短了一半前处理的时间，减少样品使用量，简化了处理过程，考察流动相的影响，选择甲醇-水（体积比10:90）作流动相，回收率较高，检出限和定量限分别为0.010和0.025 g/kg，可对调味品中的丙酸盐进行测定。董伟博等[14]采用高效液相色谱法对面包中丙酸钙含量进行不确定度评定。

目前高相液相法已经普及到各个检测机构，适用性强，是一种比较灵敏、方便、效率高、检测准确性和稳定性较好的检验方法，已被广泛应用于食品中丙酸盐测定。对于不同种类食品可根据具体情况对方法进行选择并优化以达到更好测定效果。

1.2 气相色谱法

气相色谱法也是目前检测丙酸盐添加剂使用的颇为广泛的检测方法。龚睿蓉[15]对食品中丙酸钙测定，将丙酸钙酸化后，用沸水蒸出，采用乙酸乙酯提取，用石英毛细管柱和安捷伦5890气相色谱，氢火焰离子化检测器对萃取液检测，优化后的方法对酱油和醋（70 g）检出限为0.02 g/kg，对面包和糕点检出限为0.05 g/kg，回收率93.2%～99.3%。Azzam等[16]对烘焙食品中的丙酸含量采用带火焰离子化检测器的毛细管气相色谱进行测定，方法检出限和定量限分别为9.1和26.3 μg/mL，保留时间和峰面积的RSD分别为0.53%和2.55%。赵亮庆[17]采用KB-FFAP石英毛细管气相色谱对食品中的丙酸进行测定，将食品中丙酸钙用50%磷酸溶液酸化后用石英毛细管柱进行分离，测定结果显示丙酸在0.010～0.250 mg/mL内相关系数为0.999，进样量5 μL，以30 g样品计算，建立的方法检出限为0.04 g/kg，标准偏差为1.9%（n=6），回收率在80.3%～84.5%之间。Kavrakovski[18]对市场上烘焙食品中对丙酸钙含量的测定，建立顶空气相色谱法。采用带有火焰离子化检测器（FID）和DB-WAX毛细管柱（30 m×0.53 mm）的气相色谱条件进行测定，在0.1～1.0 mg/mL范围内的校准曲线呈线性关系（r2=0.991 6）。在实验室条件下制备的烘焙食品中，回收率大于95%。

宗万里[19]对糕点中的丙酸含量的测定采用毛细管气相色谱，FID检测器，检测器的温度在250 ℃，用硫酸溶液对样品酸化，无水乙醇定容，其回收率94.6%，相对标准偏差小于1.61%，该方法简便快捷。Qu[20]将试样中的丙酸钙在酸性条件下转化为丙酸，用超声波水浴法提取，收集并调pH。采用气相色谱法外标法定量测定。该条件下检测限为0.01 g/kg，回收率为87.4%～94.4%。测定结果的RSD为1.72%（n=6）。以满足食品品质要求，简化检测步骤，节约检测试剂，缩短检测时间。钱振杰等[21]使用正丁酸内标对检测校正。刘沛明[22]建立起毛细管柱气相色谱法对月饼中的丙酸钙及苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸防腐剂同时测定，样品采用石油醚和乙醚进行提取，气相色谱配置火焰离子化检测器进行定量分析，方法简单快捷；焦宏等[23]采用气相色谱法填充柱代替GB/T 5009.120—2003中高分子聚合物色谱柱对食品中丙酸钠盐和钙盐进行测定，试验验证方法精密度和线性关系较好，检出限0.012 g/kg低于国家标准检出限。周慧敏等[24]采用气相色谱对糕点中丙酸盐进行测定，在前处理将盐进行酸化，采用乙酸乙酯提取，取提取液进行气相测定。试验进行6次平行测定，RSD为2.6%。加标回收率89.5%～93.6%。该处理方法简化了水蒸气蒸馏的繁琐操作，回收率和精密度良好。

GB/T 5009.120—2016中第二法为气相色谱法，与GB/T 5009.120—2003相比有所改进，该法使用毛细管色谱柱，前处理将样品中进行酸化使丙酸盐转化成丙酸，进气相色谱，用氢火焰离子化检测器对其进行检测，检出限为0.03 g/kg。许多研究者在国标方法基础上对该测定方法进行改进并广泛应用。

赵旭峰[25]采用岛津气相色谱，并具体对气相测定条件进行探讨，测得0～250 μg/mL范围内线性良好，检出限0.025 g/kg，精密度小于3%。刘璇[26]采用FOSS 8400凯氏定氮仪对食品进行直接蒸馏处理，采用FFAP毛细管气相色谱仪对食品中丙酸盐进行测定，对GB/T 5009.120—2016方法进行改进，方法检出限为0.003 g/kg，在10～250 μg/mL质量浓度范围，相关系数R大于0.999 9，线性较好，重复6次相对偏差为2.39%，回收率在87.88%～103.31%之间。该方法前处理方便快捷，易操作，准确度高，可根据实际情况进行选择改进。秦德萍[27]参照GB/T 5009.120—2016中第二法气相法中前处理方法进行探讨研究，测定不同蒸馏体积条件下样品中丙酸的回收率，蒸馏体积为250 mL（回收率91%～94%）的回收率高于200 mL（89%～93%），200 mL高于150 mL（75%～81%），同时简化蒸馏吸收液装置，采用DB-FFA毛细管色谱柱对市场上湿面条中丙酸进行快速分析检测，该方法检出限为0.02 g/kg，RSD在3.7%～5.6%之间，说明方法检测结果准确可靠。师真等[28]采用溶剂萃取-气相色谱方法对鲜花饼中的丙酸盐进行测定，详细讨论对样品提取时长、萃取溶液的选择、萃取溶液的用量对丙酸测定的影响，测定结果显示线性相关性0.999，平行6次测定相对标准偏差小于8%，方法检出限为0.001 g/kg，加标回收率82%～104%。该方法可快速检测鲜花饼中丙酸盐的含量，为食品中丙酸检测提供新思路，但是对前处理萃取方法还需进一步优化，以便能够达到更好效果。

王峰[29]对测定糕点中的丙酸盐分别采用气相色谱和液相色谱2种方法进行评价对比，结果表明液相色谱的方法检出限1.0 mg/L，定量限5.0 mg/L，保留时间9.8 min，回收率96.12%，精密度0.60%。气相的方法检出限与定量限分别为2.5和10 mg/L，其回收率为95.13%，RSD为0.45%。表明这2种方法均有较好的平均回收率，在实际选择检测方法时，可以根据具体检测的条件和环境进行方法选择。

1.3 离子色谱法

王娟等[3]采取水蒸气蒸馏法和C18固相萃取柱萃取法对试样进行处理，选择更为方便的C18固相萃取柱萃取法，采用戴安ICS-3000型离子色谱和Ionpac AS11-HC分析柱对食品中的丙酸钙进行检测，该方法条件下的标准曲线相关系数为0.999 7，回收率98.93%，RSD＜1%，进样量20 μL时，最低检出限为5 μg/mL。该方法准确度与灵敏度较好。陈玉波等[30]采用直接提取法和水蒸气蒸馏方法进行样品处理，选择水蒸气蒸馏法采用PIC-10型离子色谱系统梯度淋洗测定提取液中丙酸钙含量，在103～205 mg/L样品溶液中加标量400 mg/L测得回收率为98.98%，平行测定6次的RSD＜0.8%，最低检出限为5 mg/L。杨芳等[31]采用水蒸气蒸馏对样品进行处理，采用离子色谱梯度淋洗对食品中丙酸钙进行检测，测定丙酸含量再使用公式进行换算，加标平均回收率为97.90%，检出限为5 mg/L，平行6次测试的RSD为0.75%，该方法简单、快速，准确度较高，具有一定实用价值。

王勇等[32]采用离子色谱法对食品中丙酸盐的测定，试样采取水蒸馏浸提，选择ICS-3000型离子色谱仪和Ionpac AS11-HC型号阴离子分离柱（250 mm×4 mm），淋洗液为一定浓度的氢氧化钠溶液，等度洗脱，在20.00～40.00 mg/L质量浓度范围内相关系数为0.999 9，且方法检出限为1.00 mg/kg，加标回收率在91.3%～96.2%之间，平行测定12次得到RSD为0.5%～1.2%。该方法具有较低检出限，相对偏差比一般HPLC更低，检测准确，为食品中丙酸盐测定提供新的方法思路。李歆等[33]选择水蒸气蒸馏法对酱油中的丙酸钙进行提取，研究NaOH与KOH梯度淋洗，并采用PRD 210离子色谱柱测定，在5～25 mg/L范围内线性关系相关系数0.999 4，检出限为5 mg/L，加标量为400 mg/L，其回收率为98.35%～99.83%，并研究对比相同试验条件下水蒸气蒸馏法与直接提取法的加标回收率，水蒸气蒸馏法的效率高于直接提取法。戴小辉等[34]建立一种重现性和稳定性良好的离子色谱法对糕点中的添加剂丙酸钙的测定，并研究考察淋洗液浓度、流速及柱温对测定效果的影响，其方法的保留时间和峰面积的相对标准偏差分别为0.18%和1.15%，回收率为91.77%，在0.10～20.0 mg/L范围内相关系数为0.999 7，最低检出质量浓度为0.02 mg/L。

离子色谱法对食品的处理大都采用水蒸气提取的方法，这类检测方法的精密度与回收率较好，且检出限大多由于液相和气相，对于更低浓度的丙酸盐添加剂可采用离子色谱法加以优化进行测定。

2 其他检测方法

除了普遍采用的液相色谱、气相色谱、离子色谱法外，有研究人员采用质谱与色谱联用进行分析测试。焦阳等[35]将乙酸作为内标溶液，采用890-5975C气相色谱-质谱法对出口酱菜中残留丙酸含量进行测定，样品经水蒸气蒸馏处理，以该内标方法得到线性回归的相关系数0.999 5，检出限1 mg/kg，回收率102.1%，相对标准偏差3.0%，该方法灵敏度较高，能准确测定样品中丙酸残留量。郝鹏飞等[36]采用气相色谱-质谱法对腌渍蔬菜中的丙酸进行检测分析，对于腌制蔬菜经过前处理粉碎后采用磷酸酸化，无水乙醇进行提取后用气相色谱-质谱对样品丙酸含量进行测定，结果表明该方法的检出限（S/N=3）为0.20 mg/kg。平行测定6次RSD为1.2%～2.3%，回收率为95.8%～97.9%。质量浓度范围在0～10 μg/mL之间，相关系数R2为0.999 3。目前对于使用气相色谱-质谱法对食品中丙酸及盐类的报道较少，但采用气质联用方法更加精准，检出限低，对于一些出口食品可采用气相-质谱方法进行测定。

宋洁等[37]采用分散固相萃取法净化，离子色谱一质谱法对饼干中丙酸盐的含量进行测定，讨论试验过程样品提取、质谱条件对测定的影响。在0.005～0.1 mg/L，线性相关系数R2为0.998 4，检出限0.000 2 g/kg，加标平行测定10次精密度范围为1.6%～8.5%，回收率89.2%～108%。该方法虽干扰较少，检出限低，但线性关系不太好，采用离子-质谱方法研究较少，需要进一步对方法进行开发研究。

Phechkrajang等[38]建立一种快速、简单的半定量方法，比色法以测定面包样品中丙酸钙的含量。通过硫酸铁铵和丙酸阴离子的反应得到红棕色络合物。产物快速形成，易于观察，丙酸阴离子质量浓度＞0.4 mg/mL。同时建立一种高效液相色谱法，并对比色法测定结果进行验证。研究表明该方法的结果与高效液相色谱法一致。

3 结语

目前，对于食品中丙酸盐防腐剂的测定普遍采用高效液相色谱法、气相色谱法、离子色谱法，采用质谱联用因其成本费用较高，所以应用较少，大部分研究者将方法改进放在样品的前处理部分。由于国家标准的前处理方法蒸馏法较为繁琐，不适用于大批量的检验工作，直接浸提法适用范围狭窄，且2种处理方法对丙酸提取的准确性不是很高，因此，在目前研究基础上，后期探索可根据所需成本、样品形态和数量等实际情况需求对样品进行处理方法的选择，采用仪器设备的选择及仪器条件参数的优化。根据目前研究发现，针对样品处理的繁琐性及适用范围及能否选择更成本更低的仪器问题还需要广大研究者进一步深入研究。