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文档简介

学位论文数据集 中图分类号0 6 5 7 学科分类号1 5 0 2 5 论文编号1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 9 9 2 密级 公开 学位授予单位代码1 0 0 1 0 学位授予单位名称 北京化工大学 作者姓名 杨闻翰 学号2 0 0 8 0 0 0 9 9 2 获学位专业名称 化学 获学位专业代码0 7 0 3 0 2 课题来源 自然科学基金项目 研究方向 食品安全 论文题目 食品中着色剂及天然抗氧化剂茶多酚的检测方法的研究 关键词 超高压液相色谱一串联质谱,固相萃取一超高压液相色谱,天然食用色 素,人工合成色素,茶多酚,食品基质,检测方法 论文答辩日期 2 0 1 1 年5 月1 7 日论文类型 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称 工作单位 学科专长 指导教师 杜振霞 教授北京化工大学 分析化学 评阅人l 吕超 教授北京化工大学 分析化学 评阅人2 袁洪福 教授 北京化工大学 分析化学 评阅人3 评阅人4 评阅人5 徽员会捕 魏芸教授 北京化工大学 分析化学 答辩委员1 汪乐余 教授 北京化工大学 分析化学 答辩委员2 王志华教授 北京化工大学 分析化学 答辩委员3 李增和 副教授北京化工大学 分析化学 答辩委员4 张普敦副教授 北京化工大学 分析化学 答辩委员5 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t13 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中 查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 食品中着色剂及天然抗氧化剂茶多酚的检测方法的研究 摘要 食品安全问题是关系到我国国民健康的重要问题,也是近年持续受到 关注的学科领域,本论文以此为侧重点,着重研究食品安全中的食品添加 剂滥用的问题,特别是食品中着色剂和抗氧化剂的检测方法的研究。本论 文以超高压液相色谱配合紫外检测器( u h p l c u v ) 及配合串联质谱检测 器( p l c m s m s ) 为基础,建立了四种天然食用着色剂、六种人工合 成着色剂和天然抗氧化剂茶多酚在多种食品基质中的检测的方法,并且以 大孔吸附树脂为填料创新性地自制成固相萃取( s p e ) 小柱,作为对天然着 色剂检测的前处理方法,此外对天然红花黄色素的质谱断裂机理以及其抗 氧化活性做了一定的研究。本论文具体包括六个部分: 1 利用u h p l c - m s m s 对从红花中提取纯化的红花黄色素 ( c 抓h 锄i n sy e l l o w ) 进行结构分析,其包含4 种主要成分,分别为 h y d r o x y s a f | f l o r y e l l o w a ( 对羟基红花黄a ) ( 3 4 o ) ,s a m o r y e l l o w a ( 红 花黄a ) ( 2 7 4 ) ,a n h y d r o s a m o ry e l l o wb ( 脱水红花黄a ) ( 2 3 2 ) 和 s a m o m i n c ( 红花黄c ) ( 8 3 ) 。并且利用d p p h 法对红花黄色素的抗 氧化活性进行测定,与常用的抗氧化剂v c 进行对比,得出v c 对d p p h 的清除能力是红花黄色素提取物的2 3 3 6 倍。另一方面,建立了测定碳酸 类、果汁类饮料中4 种色素成分的s p e - u h p l c 检测方法。利用大孔吸附 树脂作为填料,自制成s p e 固相萃取柱,对饮料中的红花黄色素进行吸 北京化工人学硕l 学位论文 附解吸,通过优化固相萃取条件,使得各组分回收率为9 2 1 1 6 ,相对 标准偏差为o 7 8 托6 4 。 2 建立了天然色素密蒙黄在碳酸饮料、果汁饮料、肉制品和复合调 味料四种基质中检测的s p e u h p l c 的方法。利用大孔吸附树脂作为填料, 创新性的自制成s p e 固相萃取柱,对食品中的密蒙黄色素进行吸附解吸, 此s p e 小柱可以简化复杂基质的前处理步骤,并且通过活化再生步骤可 以实现s p e 小柱的重复使用。通过优化固相萃取条件,使得各组分回收 率为8 1 3 1 0 6 2 ,相对标准偏差在8 8 以内。密蒙黄色素主成分在 o 5 l om g l 范围内具有良好线性关系,线性系数均不小于o 9 9 9 ,饮料基 质、肉制品和调味料基质的检测限分别为o 5m g 瓜g ,5m g k g 和5m g k g , 方法可以满足国内的检测要求。 3 建立了天然色素落葵红和黑豆红在碳酸饮料、果汁饮料、肉制品 和复合调味料四种基质中检测的u h p l c m s m s 方法。此方法前处理简 单,软饮料直接稀释,固体基质利用o 0 5 的甲酸水均质提取,石油醚去 除脂肪和油脂。分别用多反应监测模式和紫外检测器检测天然色素落葵红 和黑豆红。外标法定量,在线性范围内,在选定三个添加水平,落葵红色 素的回收率和误差分别为8 9 1 1 0 6 7 ,r s d 9 2 ,黑豆红色素的回收 率和误差分别为7 8 2 1 0 2 2 ,r s d 4 6 。 4 建立了5 种人工合成着色剂在碳酸饮料基质中检测的u h p l c u v 方法。此方法前处理为利用聚酰胺树脂粉末的固相基质分散萃取,吸附色 素的聚酰胺依次用柠檬酸水溶液和甲醇:甲酸= 6 :4 ( 体积比) 溶液洗涤,最 后洗脱下来的人工色素洗脱液用氮气吹干后定容,用紫外检测器检测5 u 摘要 种人工色素。外标法定量,在线性范围内,在选定三个添加水平,回收率 和误差分别为8 3 3 7 1 0 6 9 ,r s d 6 3 。 5 建立了人工合成着色剂喹啉黄在果汁饮料和配制酒基质中检测的 u h p l c m s 方法。此方法前处理为利用聚酰胺树脂粉末的固相基质分散 萃取,吸附色素的聚酰胺依次用1 乙酸水溶液和纯水洗涤,最后用无水 乙醇:氨水:水= 7 :2 :l ( 体积比) 的溶液洗脱喹啉黄色素,洗脱下来的色素 洗脱液氮气吹干后定容,用质谱检测器的选择离子监测模式检测喹啉黄色 素,发现喹啉黄色素主要包含4 个主要组分k l 1 、k l 2 、k l 3 和k l - 4 , 所以分别对4 个组分进行添加回收实验。外标法定量,在线性范围内,在 选定三个添加水平,配制酒和果汁饮料基质的回收率和误差分别为 ” 6 9 7 4 1 0 8 81 ,r s d 6 5 和6 9 3 2 1 0 4 9 3 ,r s d 7 2 。 6 建立了天然抗氧化剂茶多酚在肉制品、肉灌肠和复合调味料基质 中检测的切1 p l c m s m s 方法。此方法前处理为对固体基质用5 甲醇水 溶液涡旋超声提取两次,萃取液离心后定容,利用正己烷去除掉提取出的 少量的脂肪和油脂,用质谱检测器的多反应监测模式检测茶多酚3 个组 份,对3 个组分进行添加回收实验。外标法定量,在线性范围内,在选定 3 到4 个添加水平,肉制品基质中除去e g c g 组份的回收率和误差分别为 7 7 9 0 1 0 3 5 2 ,r s d 8 3 。肉灌肠基质的回收率和误差分别为 6 9 1 l 一1 2 3 5 6 ,r s d 9 9 。复合调味料基质的回收率和误差分别为 7 0 4 3 9 4 】8 r s d 1 2 1 。 关键词:超高压液相色谱串联质谱,固相萃取超高压液相色谱,天然食 l 北京化工大学硕士学位论文 用色素,人工合成色素,茶多酚,食品基质,检测方法 am e t h o dr e s e a r c hf o rd e t e r m i n a t i o no f c o l o u ra n t sa n dn a t u r a la n t i o d a n tt e a p o i y p h e n o li nf o o d s a b s t r a c t t h ef o u rc o n l p o n e n t so fc a n h 锄i n sy e l l o wi ns o d 嬲a n df m i t 嘶n l 【s s p e c o l u n mw a sm a d eb yu s i n gm a c r o p o r o u sr e s i na sf i l l e rt oa b s o r ba n dd e s o r b c a n h 锄i n sy e l l o wd u r i n gt h ep r e t r e a t m e n t t h er e c o v e r i e so fe a c hc o m p o n e n t w e r eb e t w e e n9 2 a n d1 16 a n dr s d sv a r i e df 如mo 7 8 t o6 6 4 2 c r o c i ny e l l o ww a sd e t e n i l i n e di ns o r 嘶1 1 l 【s ,s a u s a g e sa 1 1 ds a u c e sb y u l t r a h i 曲p r e s s u r el i q u i dc h r o m a t o g r a p h yc o u p l e dw i t l lu l t r a v i o l e td e t e c t o r 龇l da 1 1 a l y z e dw i t h i n5m i n a ni m l o v a t i v ep r e t r 咖e i l tm e t h o db a s e do n h o m e m a d em a c r o p o r o u sr e s i n s o l i d p h a s ee x t r a c t i o n ( s p e ) c o l u i n nw a s e s 切b l i s h e d t h es p ec o l u i mp a c k e dw i t hm a c r o p o r o u sr e s i n sc o u l ds i m p l i 每 t h es 锄p l ep r 印a r a t i o no fm u l t i m 撕c e sa n db er e u s e db yr e g e n e r a t i o ns t 印s t l l i o u g ho p t i m i z a t i o no fs o l i d - p h a s ee x t m c t i o nc o n d i t i o n s ,1 er e c o v e r i e so f 摘要 c r o c i ny e l l o wa d d e dt os o r “n b ,s a u s a g e sa n ds a u c e sa tt h r e el e v e l sr a n g e d f b m8 1 3 t o10 6 2 a n dr e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n s ( r s d s ) w e r ew i t h i n 8 8 t h el i m i t so f ( 1 u 叭i t a t i o no fs o rd r i n l ( s ,s a u s a g e sa n ds a u c e sw e r e0 5 m k g ,5m g 瓜ga n d5 m g l ( gr e s p e c t i v e l y t h em e t h o dc a ns a t i s 匆t h e r e q u i r e i n e m so fd o m e s t i cd e t e c t i o no fc r o c i ny e l l o w 3 t t l eu l t i a - h i g hp r e s s u r el i q u i d c h r o m a t o g r a p h yc o u p l e dw i t hu v d e t e c t o ra 1 1 dt a n d e mm a s sw a se n 叩l o y e df o rt h ed e t e m i n a t i o no fb l a c kb e a n r e da i l d & 塔p 耽删6 馏r e di ns o rm n l 【s ,s a u s a g e sa n ds a u c e s t h e p r e t r e a t m e n tm e t h o dw a ss i 瑚p l e s o r 嘶1 1 l ( s a i i l p l e sw e r ed i l u t e dw i t hw a t e r d i r e c t l y s a u s a g ea n ds a u c es 锄叩1 e sw e r ee x t r a c t e dw i t h0 0 5 f o m l i ca c i d s o l u t i o n ,a 1 1 dp e t r o l e u me t h e rw 弱u s e dt or e m o v et h ef a t sa j l do i l s m u l t i p l e r e a c t i o nn l o n i t o r i n g ( m i 弋m ) s c a nm o d eo ft h et a l l d e mm a s sd e t e c t o ra n du v d e t e c t o rw e r eu s e dt od e t e c t 丑嬲p z k 朋6 朋三r e da n db l a c kb e a nr e d t h e r e c o v 耐e so fb 础p 胞m 6 朋厶r e da d d e dt 0s o r 嘶n k s ,s a u s a g e sa n ds a u c e sa t t h r e el e v e l sr a n g e d 舶m8 9 1 t o10 6 7 a n dr e l a t i v es t a n d a md e v i a t i o i l s ( r s d s ) w e r ew i t h i n9 2 ,a n dt h er e c o v e r i e so fb l a c kb e a nr e dr a n g e d 五r o m7 8 2 t 010 2 2 a n dr s d sw e r ew i t h i n4 6 4 t l l eu 1 仃a _ h i 曲p r e s s u r e 1 i q u i dc h r o m a t o 鲫h yc o u p l e dw i t hu v d e t e c t o rw a se m p l o y e df o rt h ed e t 锄i n a t i o no f5s y i l t l l e t i cp i g m e n t si ns o d a d r i n b t h ep r e 仃e a t n l e n tm e t h o dw a st h e s o l i d - 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p h a s ee x t r a c t i o nu l t r a h i g hp r e s s u r el i q u i dc h r o m a t o g r a p 奴 n a t u m lp i g i l l e n t s ,硼i f i c i a lc o l o 啪t s ,t e ap o l y p h e n o l ,f o o dm 砌c e s ,d e t e c t i o n m e t h o d 目录 目录 第一章绪论1 1 1 食品安全问题1 1 2 食品着色剂的概述和分类1 1 3 天然着色剂的特点1 1 4 主要的天然着色剂2 1 4 1 红花黄色素2 1 4 2 密蒙黄色素3 1 4 3 黑豆红色素和落葵红色素4 1 5 人工合成着色剂的特点5 1 6 主要的人工合成着色剂5 1 7 天然抗氧化剂茶多酚7 1 7 1 茶多酚的简介7 1 7 2 茶多酚的组分和结构8 1 8 食品中添加剂含量的检测8 1 8 1 样品的前处理技术9 1 8 1 1 溶剂萃取9 1 8 1 2 固相萃取9 1 8 1 3 基质固相分散萃取1 0 1 8 1 4 大孔树脂吸附净化1 0 1 8 1 5 其他的前处理方法1 1 1 8 2 检测方法1 1 1 8 2 1 高效液相色谱法1 1 1 8 2 2 液相色谱一质谱联用方法1 3 1 8 2 3 紫外一可见分光光度法1 3 1 8 2 4 其他的检测方法1 4 1 9 本论文研究的意义和主要任务1 4 第二章红花黄色素组分活性研究以及其在饮料中的固相萃取超高压液 相色谱质谱测定方法的建立1 6 2 1 前言1 6 x 2 2 6 3 碳酸类饮料样品处理1 9 2 2 6 4 果汁类饮料样品处理2 0 2 2 6 5 固相萃取柱的活化再生2 0 2 2 7 红花黄色素提取物抗氧化活性的测定2 0 2 2 7 1 溶液的配制2 0 2 2 7 2 红花黄色素的配制2 0 2 2 7 3 红花黄色素抗氧化活性的测定2 0 2 3 结果与讨论2 l 2 3 1 红花黄色素组分的确证2 l 2 3 1 1 色谱条件的优化2 l 2 3 1 2 各组分结构及含量的确证2 2 2 3 2 大孔树脂的筛选及固相萃取条件的优化2 3 2 3 3 固相萃取柱的活化再生2 8 2 3 4 红花黄色素提取物抗氧化活性研究2 8 2 3 4 1v c 对d p p h 的清除作用2 8 2 3 4 2 红花黄色素提取物溶液对d p p h 的清除作用2 9 2 3 5 线性范围与检出限2 9 2 3 6 方法的回收率与精密度3 0 2 4 小结3 1 第三章密蒙黄色素在食品中的固相萃取超高压液相色谱检测方法的研 究3 2 2 3 3c o 口u ,u 1 x ,口 一 一品 【r 一 一样一分及一部剂言验试 前实 1 o 厶2口u 口u 口o 目录 3 2 2 设备及仪器3 4 3 2 3 标准储备液的配制3 4 3 2 4 仪器条件及参数3 4 3 2 5 样品前处理3 5 3 2 5 1 固相萃取柱的制备3 5 3 2 5 2 大孔树脂的筛选及固相萃取条件的优化3 6 3 2 5 3 食品样品提取与净化3 6 3 2 6 固相萃取柱的活化再生3 7 3 3 结果与讨论3 7 3 3 1 液相分离条件的优化与各组分色谱峰的确证3 7 3 3 2 固相萃取条件的优化3 7 3 3 3 固相萃取柱的活化再生3 9 3 3 4 大孔吸附树脂填料s p e 小柱的优势3 9 3 3 5 食品中密蒙黄色素检测4 0 3 4 小结4 2 第四章黑豆红和落葵红天然色素在食品中的超高压液相色谱质谱检测 方法的建立4 3 4 1 前言4 3 4 2 实验部分4 4 4 2 1 试剂及样品4 4 4 2 2 设备及仪器4 4 4 2 3 标准储备液的配制4 5 4 2 4 黑豆红色素检测的仪器条件4 5 4 2 5 落葵红色素检测的仪器条件及质谱参数4 5 4 2 6 黑豆红和落葵红色素样品前处理过程4 6 4 2 7 添加回收率的测定4 6 4 3 结果与讨论4 8 4 3 1 黑豆红液相分离条件的优化4 8 4 3 2 黑豆红色素添加样品前处理4 8 4 3 3 黑豆红色素线性范围与检出限4 9 4 3 4 黑豆红色素检测方法的回收率与精密度4 9 4 3 5 落葵红液相分离条件的优化5 0 4 3 6 落葵红检测器的选择与质谱条件5 1 x i l 北京化工大学硕士学位论文 第五章五种常用人工合成着色剂在碳酸饮料中的超高压液相色谱检测 方法的建立5 6 5 1 前言5 6 5 2 实验部分5 6 5 2 1 试剂及样品5 6 5 2 2 设备及仪器5 7 5 2 3 标准储备液的配制5 7 5 2 4 五种人工合成着色剂检测的仪器条件5 7 5 2 5 碳酸饮料样品前处理过程5 8 5 2 6 添加回收率的测定5 8 5 3 结果与讨论5 8 5 3 15 种人工色合成着色剂分离条件的优化5 8 5 3 2 碳酸饮料的前处理5 9 5 3 35 种人工着色剂的线性范围与检出限5 9 5 3 45 种人工着色剂检测方法的回收率与精密度6 0 5 4 小结6 2 第六章喹啉黄色素在果汁饮料和配制酒中的超高压液相色谱质谱检测 方法的建立6 3 6 1 前言6 3 6 2 实验部分6 3 6 2 1 试剂及样品6 3 6 2 2 设备及仪器6 4 6 2 3 标准储备液的配制6 4 6 2 4 喹啉黄色素检测的仪器条件6 5 6 2 5 果汁饮料和配制酒样品前处理过程6 5 6 2 6 添加回收率的测定6 6 6 3 结果与讨论6 6 x i 3 3 4 5 5 5 5 5 ,乏 一 一度 一 手j 一 一密 一 圭日1 一 一精 一 = 一 一 一与 一 一限率 一 理出收 一 处检回 一 前与的 一 口叩围法 一 样范方 一 加性测 一 添线检 一 素素素 一 色色色 一 红红红 一 葵葵葵 一 落落落结 7 8 9 d 3 3 3 4 4 4 4 4 目录 6 3 1 喹啉黄色素分离条件及质谱检测器的优化6 6 6 3 2 果汁饮料和配制酒的前处理6 8 6 3 3 喹啉黄色素的线性范围与检出限6 9 6 3 4 喹啉黄色素检测方法的回收率与精密度7 0 6 4 小结7 1 第七章天然抗氧化剂茶多酚在肉制品、肉灌肠和复合调味料中的超高压 液相色谱串联质谱检测方法的建立7 2 7 1 前言7 2 7 2 实验部分7 3 7 2 1 试剂及样品7 3 7 2 2 设备及仪器7 3 7 2 3 标准储备液的配制7 4 7 2 4 茶多酚检测的仪器条件7 4 7 2 5 肉制品、肉灌肠和复合调味料的前处理过程7 5 7 2 6 添加回收率的测定7 5 7 3 结果与讨论7 6 7 3 1 茶多酚分离条件及质谱检测器的优化7 6 7 3 2 肉制品、肉灌肠和复合调味料的前处理7 8 7 3 3 茶多酚的线性范围与检出限7 8 7 3 4 茶多酚检测方法的回收率与精密度7 9 7 4 小结8 1 第八章结论与创新点8 3 8 1 结论8 3 8 2 论文的创新点8 4 参考文献8 5 致谢8 9 研究成果及发表的学术论文9 0 x 北京化工大学硕二t 学位论文 作者与导师简介9 1 目录 c o n t e n t s c h a p t e r1i n t r o d u c 廿o n 1 1 1f o o ds a f e t ) ,p r o p l e m 1 1 2 n l eo v e i v i e w 觚dc l a s s i f i c a t i o no fc o l o r 觚t 1 1 31 1 :l ed h a r 乏l c t e r i s t i co f n a t l 】r a ic o l o r a n t 1 1 4m a i nn a t i l 】瑚c o l o r 锄t s 2 1 4 1c a m l a n l i n sy | e n o w 2 1 4 2c r o c i i ly e n o w 3 1 4 3b l a c kb e 觚r e d 锄db 础p 砌,柏朋三r e d 4 1 5t h ed k 删e r i s t i co fa r t i f i c i a lc o l 0 = 阳n t 一5 1 6m a i na r t i 丘c i a lc o l o r 觚t s 5 1 7n a t l l r a la n t i o x i d 锄tt e ap o l y p h e n o l 7 1 7 1t h eo v e r y i e wo f t e ap o l y p h e n o l 7 1 7 2t h ec o m p o n e n t sa n ds n l l c t u r c so f i c ap o l y p h 舳o l 8 1 8t h ed e t e c t i o no f f b o da d d i t i v e s 。8 1 8 1s 锄叩l e 脚咖e n tt e c b 匡l o l o 百销9 1 8 1 1s o l v e n te x n 础i o n 9 1 8 1 2s o l i d p h a s ee x n - 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