（食品科学与工程专业论文）小麦粉中三价铁检测方法及制品色泽变化的研究.pdf

中国农业大学硕士学位论文摘要 摘要 为了寻求一种满足检测精度要求且简单、快速、经济的面粉中铁含量的检测方法，本文以 n a f e e d t a 为铁强化剂，探讨了种基于计算机色度学原理的三价铁含量检测方法。并对 n a f e e d t a 强化小麦粉制成的鲜切面和馒头的色泽变化规律进行了初步研究，主要结论如下： ( 1 ) 确立了种利用色度平均值测定小麦粉中三价铁含量的方法。结果表明，面粉用量大于缸， 显色剂用量为2 5 m l ，样品静置时间为1 5 r a i n 时，洲得的三价铁含量与原子吸收法有较好 的一致性。所提出方法标准曲线的相关系数可达o 9 6 8 7 ，具有较高的精密度，适用于铁含 量在0 8 0 m g k g 的面粉。 ( 2 ) 提出了种基于计算机色度学原理的面粉添加剂混合均匀度的检测方法。结果表明：利用 上述条件处理样品，可得到较稳定的测定结果。对同种样品分别用色度法和原子吸收法测定 混合均匀度，结果无显著性差异。 ( 3 探讨了三种等级的n a f e e d t a 强化小麦粉制品一鲜切面和馒头色泽变化的规律及p p o 活性 变化规律，结果表明：随着铁强化量的增加，鲜切面和馒头的色泽都逐渐加深；经适量的铁 强化，鲜切面的亮度有所提高。p p o 活性与铁强化量成正比，1 的n a c i 对p p o 活性有一 定影响。 关键词：面粉鲜切面 馒头 n a f e e d t a 色度值 a b s t r a c t am e t h o dw a se s t a b l i s h e di no r d e rt of i n da l le a s y , q u i c ka n da c c u r a t em e t h o df o rd e t e m f i n a t i n g f e r r i ci r o ni nw h e a tf l o u r t h ec o n t e n to ff e m ci r o nc a nb ed e t e r m i n a t e db ya n a l y z i n gt h ed i g i t a li m a g e s o fp r o c e s s e ds a m p l e s t h ec h r o m ac h a r a c t e r i s t i c so ft h r e ec l a s s e so fn a f e e d t af o r t i f i e dw h e a tf l o u r p r o d u c t sw e r ea l s o d i s c u s s e d t h em a i nc o n c l u s i o n sw e r ea sf o l l o w s 1 ) a m e t h o df o rd e t e r m i n a t i n gf e r r i ci r o ni nw h e a tf l o u rw a se s t a b l i s h e d i tw a ss h o w e dt h a tt h er e s u l t w a ss t a b l ew h e nt h er e a g e n tw a s2 5 m l ，m o r et h a n6 9f l o u rw a su s e da n dt h ed i g i t a li m a g ew a s c a p t u r e da f t e r1 5m i n u n d e rt h ee s t a b l i s h e dm e t h o d , t h ev a l u eo f ，w a s0 9 6 8 7 t h er e c y c l er a t e w a s9 8 。o 1 0 8 ，3 t h e p r e c i s i o n w a sh i g h e r t h a n t h er e s u l to f t h ea t o ma b s o r b i n gs p e c t r u m t h e r e s u l tw a sa c c e p t a b l ew h e nt h ef e r r i ci r o nc o n t e n t e di nt h ef l o u ri s0 8 0 m g k g 2 1am e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no f r m x i n gh o m o g e n e i t yf o rw h e a tf l o u rw a se s t a b l i s h e d i tw a ss h o w e d t h a tt h er e s u l tw a ss t a b l ew h e nt h es a m p l e sw a sp r o c e s s e du n d e rt h ec o n d i t i o na b o v e t h er e s u l t w a sc l o s et oe a c ho t h e rw h e nd e t e r m i n a t i n gt h es a l t l es a m p l eb o t hw i t ht h en e w l ye s t a b l i s h e d m e t h o da n da t o ma b s o r b i n gs p e c t r u mm e t h o d 3 ) t h ec h r o m ac h a r a c t e r i s t i c so ft h r e ec l a s s e so fw h e a tf l o u rp r o d u c t sf o r t i f i e db yn a f e e d t aw e r e d i s c u s s e d i ts h o w e dt h a tw e tn o o d l e sg o td a r k e ra n dd a r k e ra st i m ew e n t t h ec o l o ro fu n f o r t i f i e d w e t n o o d l e s w a sd a r k e r t h a n t h o s e f o r t i f l e d w i t ha l i t t l e i r o n a s f o rs t e a m b r e a d t h ec o n t e n t o f i r o n w a si np r o p o r t i o nt ot h ed a r k n e s so f c o l o r t h ea c t i v i t yo f p p ow a sr e l a t e dt ot h em i l l i n gg r a d ea n d t h ea d d i t i o no fw h e a tf l o u r t h ea c t i v i t yw a si np r o p o r t i o nt ot h ec o n t e n to fi r o n w h e n l n a c i ，w a sa d d e d ，t h ea c t i v i t yo f t h ep p ow a sc h a n g e d k e yw o r d sw h e a tf l o u r ，w e t1 1 0 0 d l e s ，s t e a mb r e a d ，n a f e e d t a ，c h r o m av a l u e 2 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名 芏d 、弗 时问： 如年月叫日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议1 研究生签名：土一、辛时间：山。年月z 日 导师签名： 虞影彦 l 时问：h “ f 年6 月纪日 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 小麦的生产与加工现状 第一章绪论 小麦是世界三大粮食作物之一，其收获面积和总产量在世界谷物产量中居于首位。中国是世 界上最人的小麦生产国和消费国，2 0 0 5 年小麦总产量达为9 7 5 0 万吨。无论是发达国家、发展中 国家还是欠发达国家，小麦加工业都是将原粮加工为成品粮的基础工业，每年需把全球7 0 左右 的小麦加工成面粉。小麦是人类日常生活中非常重要的一种粮食作物，其加工成面粉后可以制 成多种食品，是一种重要的食物原料。无论从生产还是消费量来看，面粉在世界粮食作物都占有 非常重要的位置，是人们日常生活中不可缺少的一种食物原料。 1 2 面粉的营养与强化 小麦中含有淀粉、蛋白质、脂类、维生素、矿物质等多种营养物质，各种营养物质在小麦籽 粒的不同部位含量有很大差异。其中淀粉和蛋白质主要存在于小麦籽粒胚的部分，脂类主要存在 于胚和麸皮中，维生素类物质主要存在于小麦籽粒的胚和糊粉层内，矿物质则在小麦皮层中分布 虽多。 维生素和一些矿物元素是人类不可缺少的营养物质，作为大多数人主食来源的小麦之中的维 生素和矿物质含量很少，而且这些营养物质主要分布在小麦的皮层中。因此，随着小麦被加工成 面粉，维生素和矿物元素大量损失。 维生紊是人体无法合成的一种有机物质，它是调节和维持人体正常新陈代谢的重要物质，某 种维生素缺乏就可能导致相应的疾病。由于饮食习惯等原因，维生素缺乏症在我国比较常见。矿 物质是构成人体骨骼、体液及调节人体化学反应的酶的重要成分，还能维持人体体液的酸碱平衡。 据调查，我国有6 0 的儿童和老人从主食中获锝的矿物元素低于正常值”1 。 随着社会的发展和人们生活水平的提高，食品的营养价值越来越受到重视，人们摄取营养物 质的途径也不断增加，那么中国人是否还缺营养昵? 据一项全国营养调查结果表明，我国5 岁儿 童体重不足检出率为3 5 ，个别贫困地区高达5 0 以上口1 。另外，儿童中因缺铁、钙、锌、维生 素a 、b 族造成的营养性疾病也较多，这种状况严重影响儿童的健康和智力的发育。在大城市， 人们每天吃精米白面，鸡、鸭、鱼、肉等高蛋白饮食，又使人们容易缺乏b 族维生素。 现代社会竞争加剧，每天紧张的工作和学习，更是消耗大量的维生素以及钙、铁、锌。许多 中小学生、青壮年常感到眼睛发干、视力下降、掉头发、头皮屑增多、疲乏无力、记忆力下降等， 这些都是由于以上营养素消耗增加、摄入不足造成的。尤其是老年人，消化功能减退，食量减少， 更容易造成营养素的摄入不足。 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 鉴于国民营养素缺乏的现状，有必要在食品中强化一些营养物质。由于面粉具有消费群体“ 泛、消费数量稳定、强化操作简便等特点，所以很适合营养物质的添加。继食盐加碘、酱油加铁 之后，我国政府又采取了在面粉中添加铁营养强化剂这一有力举措，旨在改善公众营养状况。 目前市场上的强化面粉以“7 + l ”营养强化配方为主。“7 + l ”配方是由国家公众营养与发展中 心推行的主食营养强化方案，准备经过试点厉逐步推开。“7 ”即维生素b l 、b ：、尼克酸、叶酸、 铁、锌和钙7 种必须添加的营养素，7 种营养素及其在每千克面粉中的添加量为：维生素b t 3 5 毫克，维生素b 2 3 5 毫克，尼克酸3 5 毫克，叶酸2 毫克，铁2 0 毫克，锌2 5 毫克，钙1 0 0 0 毫克； 而1 唧维生素a ，是建议添加的营养素口】。强化面粉配方是经国家公众营养改善办公室邀请全国 营养权威专家，针对我国居民膳食营养的实际情况，参考各国的方法反复讨论后确定的。面粉中 添加的这些营养素都是人体所必需的，对人的生长发育、智商提高以及机体免疫力的增强都有非 常重要的作用。 铁：构成血红蛋向，预防及治疗因缺铁引起的贫血：维持人体的免疫功能和抗感染能力。 钙：构成骨骼和牙齿：维持细胞的生理状态、控制神经感应性及肌肉收缩，如减轻腿抽筋， 帮助肌肉放松；有助血液凝固。 锌：细胞分裂的重要物质，对骨骼、生殖器官的发育都有极其重要的作用；维持正常的味觉 和食欲；促进人体免疫功能。 维生素b 1 ：促进正常的生长发育：维持神经、肌肉、心脏的正常活动；缓解疲劳。 维生素b 2 ：将食物转化为能量，与维生素a 共同维护皮肤健康；保护视力。 叶酸：帮助细胞分裂，孕妇若缺乏叶酸会造成胎儿先天性缺陷；制造红细胞的主要原料；增 进皮肤健康，美白肌肤。 尼克酸：具有抗癞皮病作用；参与蛋白质核糖基化过程，与d n a 复制核细胞修复分化有关； 作为葡萄糖耐受因子的组织成分，促进胰岛素反应。 维生素a ：提高视力、防止夜盲症、干眼病等；促进儿童、青少年长高；维持上皮细胞的完 整性，增强免疫力。维生素约有2 0 余种，通常按溶解性质将其分为脂溶性和水溶性两大类，维 生素a 属于脂溶性的，维生素b ，、b 2 属于水溶性的。过量水溶性维生素可咀随尿液排出体外， 但是脂溶性的如果过量，一般不容易排出体外，从而损伤肝脏，因此，不宜过量服用。 营养强化面粉和普通面粉无论从颜色、气味还是手感都难以区别，加工成各种食品在外观上 和口感上也无差异。强化后的面粉营养素生物利用率高，保质期内营养素稳定，无相互反应，强 化后的面粉价格涨幅也不大。营养强化面粉是参照国际标准，针对中国人群的特点确定的配方。 其最大优点是不用改变任何饮食习惯就可以补足人体所需的多种维生素。 由于食物强化具有安全、简单、易被接受、经济上不难承受等特点，食物营养强化被国家公 众营养与发展中心确立为实施整个公众营养改善战略计划的切入点，鉴丁：面粉强化的多种优势， 国家在面粉强化方面将率先采取强制性立法措施【”。近几年来。全国已有数十家面粉厂被批准进 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 行营养强化标示【4 l 。为了更好地推动这项公众营养事业健康发展，制定营养强化面粉的国家标准 工作已在紧锣密鼓地进行。 1 3 面粉中强化铁的必要性 铁是营养强化面粉中的重要成分。是人体含量最丰富的一种微量元素，也是入体必需的微量 矿物元素之一，它是构成血液不可缺少的重要成分，许多生命活动都需要铁参加吼 1 3 1 铁的生理功能 构成组织成分：铁是构成血红蛋白、肌红蛋百、细胞色素等的重要组成部分，参与体内氧的 运输和组织呼吸过程，以及一系列新陈代谢反应等”。 增强免疫功能：铁可以使人体内t 淋巴细胞、血清总补体活性、中性白细胞的杀菌能力 等保持正常嘲。 1 3 2 铁缺乏对人体的影响 贫血；铁缺乏可以造成缺铁性贫血，轻者可导致面色苍白、心悸乏力、注意力不集中、记忆 力减退，重者可以出现心肌变形、心脏扩大等贫血性心脏病。 上皮组织损害：铁缺乏可以使细胞内铁酶和铁蛋白质缺乏，使细胞内多种代谢过程发生障碍。 可引起舌炎、口角炎、角化和萎缩、指甲变形等。 免疫功能低下：铁缺乏可引起免疫球蛋白数最减少，t 细胞数量和功能降低，易出现各种感染 性疾病和癌症等。此外，缺铁还可以导致多动症、异食僻等。 人体研究表明，缺铁可显著降低婴幼儿的应答能力和能动性，并影响其行为和智力，使成人 工作能力下降州。即使在轻度贫血时人体短暂而剧烈的活动能力也有所降低。缺铁还会降低机体 抗感染的能力。在美国。缺铁幼儿铅中毒的发生率比不缺铁者高3 - 4 倍。这是因为缺铁儿童的铁 吸收率增高的同时，对其他二价金属包括有害重金属( 如铅和镉) 的吸收也增加的原因。此外，流 行病学研究表明，缺铁还与有害的妊娠有关，例如，妊娠早期贫血与早产、低出生体重儿及胎儿 死亡率有关，而早产的危险性还特别与缺铁性贫血有关等等。 1 3 3 铁缺乏症普遍存在 铁缺乏是一种世界性的营养失调症，这一问题在发展中国家尤为突出。据估计，发展中国家 有3 0 _ 4 0 的幼儿和育龄妇女、1 4 的男人缺铁6 7 1 ，在发达国家也有7 1 2 的妇女和儿童缺 铁。我国1 9 9 2 年第三次全国营养调查表明，以铁缺乏为主的贫血患病率平均为2 0 。其中儿童、 孕妇和老年人患病率较高嘲。美国1 9 9 1 年的第三次全国健康与营养调查表明亦有约5 的l 2 岁小儿缺铁，其中半数为贫血。至于青春期的少女因生长发育快，由于月经失血，也处在缺铁的 高危阶段嘲。 1 3 4 铁缺乏的原因 为了满足机体对铁的需要，人们必须从膳食中摄取足够的铁。尽管许多食品中都含有一定量 的铁，例如，每1 0 0 9 大米和面粉( 标准粉) 分别含铁2 3 m g 和3 5 m g ，很多新鲜蔬菜和肉类每1 0 0 9 的禽铁量大多在1 - 2 r a g 左右，至于猪肝的铁含量可高达2 2 6 m g 1 0 0 9 n ! ，但是人体对膳食中铁的 吸收受多种因素所影响，诸如铁的存在形式、理化性质、是否存在其他物质以及机体本身的营养 状态等。膳食中铁的吸收率差异很大，从1 ( 大米) 到大于5 0 ( 严重缺铁性贫血患者) ”】。通常男 子约吸收膳食总铁的6 ，而育龄妇女约可吸收1 3 1 6 j ，这与其体内铁储存较少有关，并有助于 补偿因月经造成的铁损失。一般膳食中铁的吸收率平均约1 0 a 】，而通常膳食中铁的含量较低， 或食物中铁的生物利用率低。食品中的其他一些成分会影响人体对铁的吸收，如维生素c 可促进 铁的吸收，草酸盐、植酸盐等易与铁形成不溶性物质而使铁难于被吸收，此外哑铁也容易被氧化 为不易吸收的三价铁。因此，目前日常膳食很难满足机体对铁的需要。 1 _ 3 5 铁强化面粉的必要性与可行性 联合国粮食与农业组织及世界卫生组织( f a o w h o ) 专家委员会认为，摄取低生物利用率 的膳食时，防止贫血的铁摄 量为男性2 3 r a g ，女性4 8 r a g 7 1 ，显然要想从普通膳食中获取这么高 的铁摄入量是很困难的。面粉作为面制品和烘焙食品的基础原料，是我国人民一日三餐的主食。 一般面粉铁含量很低，并且会随加工精度提高而减少，面粉中铁的含量只有2 6 4 2 m g l o o g ”， 因此食用铁强化面粉通常被认为是预防和治疗缺铁性贫血的有效措施，受到世界各国的普遍重 视。 在面粉中强化铁元素是安全、经济、理想有效的补铁途径。人们无需改变饮食习惯就可以获 得稳定充足的铁摄入量。面粉价格低廉，强化后增加的成本也不高，能为广大消费者接受，便于 推广。面粉具有良好的散落性、流动性，这使得铁强化剂可以较容易均匀地分布于面粉中。对于 面粉生产厂家来说，在现有生产线基础上生产强化面粉，不需要很大投资就可以进行，这不仅可 以取得良好的经济效益，还可以提高人们的健康水平，极具市场开发潜力，切实可行。美国子1 9 9 4 年9 月在法令中强制规定在面粉和面包中必须强制增补铁质，铁强化面粉在国外已形成一股热潮， 并且发展迅速。我国国务院也于1 9 9 7 年1 2 月批准执行中国营养改善行动计划，其中明确提 出：“增加生产符合国家标准的寓含营养素的粮食加工品和营养强化食品”。同时全国人大已经提 出了我国强制性面粉强化法规的提案口l ，这些均形成我国铁强化面粉的强劲机遇。 1 4 铁强化剂的选择与应用 1 4 1 铁营养强化剂的选择标准 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 衡量铁强化剂的优劣主要看其性能，一般包括以下两方面：一方面是看其相对生物利用率 另一方面是看其加入历是否改变食品的颜色或味道“j 。 我国食品营养强化剂使用卫生标准( g b l 4 8 8 0 - 9 4 ) j t i 食品添加剂使崩卫生标准( g b 2 7 6 0 1 9 9 6 ) 的规定中，许可使用的铁强化剂品种及其铁含量如表1 - 1 。 襄1 - 1 我国许可使用的强化剂品种及铁含量 t a b l e1 - 1t h ek i n do f i r o nf o r t i f i e ra n di t sd o s a g ea l l o w e di nc h i n a 通常无机铁化合物的铁元素含量比有机铁盐的铁含量高，如氧化高铁血红素含铁量仅为9 。 但这并非选用的唯一因素，还赢考虑机体对铁强化剂的生物利用率，即机体对铁强化剂的实际吸 收、利用的比率。研究表明，一般情况下，凡是容易在肠胃中转变为f e ”离子状态的就容易被吸 收p j 。但从目前使用的铁强化剂看，通常溶解性好、生物利用率较高的，对食物颜色和味道改变 的可能性也较大。因此多年来各国研究人员一直在探求副作用小、生物利用率高的铁营养强化剂。 在实际应用时，除了铁元素含量和生物利用率以外，还需考虑铁强化剂品种的稳定性和成本 价格。如氧化高铁血红素( 血红索铁) 的生物利用率很高，但其元素铁含量的百分率低，其生产成 本过高，亦难以推广使用。对于无机铁化合物如硫酸亚铁，尽管它是非血红索铁，生物利用率不 如血红素铁高，但其可溶性好、有利吸收，相对的生物利用率也高，稳定性也好，又其铁元素含 量不但远比氧化高铁血红素高，面且价格低廉，使用方便，因而目前国内许多婴儿配方食品和其 它许多食品都大量使用。值得注意的是，对于所有铁营养强化剂的应用都不应影响食品的色、香、 味等感官性状。在实际应用时，除了应选择一定的铁强化剂外，尚需根据不同的人群，选取合适 的载体食品( 最好有利于大规模加工处理) 进行食品的营养强化。其具体强化量应根据不同人群在 所规定的范围内按铁营养隋况确定。 1 4 2 面粉中铁营养强化剂的选择 长期以来，困扰着铁强化面粉生产的阀题是铁源的选择，寻找一种能被充分吸收，同时还可 以改变面粉外观、口味及品质的铁强化剂，成为展大的挑战。世界上许多国家虽然都很重视在面 粉中强化铁，但在面粉中添加的铁强化剂种类并不相同。 中国农业大学硕十学位论文第一章绪论 一般认为可溶性的乳酸亚铁、硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸豫铁等不宜在面粉中添加， 因为它们容易使面粉带上颜色，性质不稳定、易氧化且口感不好有铁腥味。难溶性的淡黄色正磷 酸铁、浅黄白色的焦磷酸铁、焦磷酸钠铁、甘油酸磷酸铁等在各种条件下都很稳定，但吸收效率 低。淡土黄色的n a f e e d t a 和甘氨酸弧铁是目前虽佳的补铁剂，在面粉中添加，无铁腥味，不易 氧化和着色，还可以避免植酸的阻碍，吸收率很高，但价格较高。在我国根据国家公众营养改善 计划办公室推荐的面粉营养强化组方中，面粉中铁的强化剂主要有两种，一种是n a f e e d t a ，另 一种是f e s 0 4 。 n a f e e d t a 即乙二胺四乙酸铁钠，商品名益尔铁，又称乙底酸铁钠，为淡土黄色结晶性粉末， 性质稳定，可耐高温，不易被氧化，贮藏不变，无金属铁腥味，口感好，易溶于水( 2 5 。c ，溶解 度为l o o g 1 0 0 t r d ) 和稀酸。分子式为c l o h l 2 f e n 2 n a o s 3 h 2 0 ，分子量为：4 2 1 0 9 ，理论含铁量为 1 3 2 6 。为稳定的螯合物，无胃肠刺激，有特异的十二指肠吸收。其在胄中结合紧密，进入十二 指肠后，铁才被释放和吸收。它安全无毒副作用，属实际无毒物，在吸收过程中e d t a 还可与有 害元素结合迅速排泄而起到解毒剂的作用。n a f e e d t a 还具有促进膳食中其他铁源或内源性铁源 吸收的作用，同时还可促进锌的吸收，而对钙的吸收无影响 s z a 】。 全国食品添加剂标准化技术委员会第十九次年会同意将其作为铁源使用。已经卫生部1 9 9 9 年第1 4 号通告批准，列入g b 2 7 6 0 - - 1 9 9 6 ( 1 9 9 9 年增补品种) ，使用范围和使用量参照执行 g b l 4 8 8 0 - - 9 4 标准”，这使在食品中成功、有效、有依据地进行铁强化成为可能，也使n a f c e d t a 成为目前极具前景的铁营养强化剂。由于n a f e e d t a 在口感、吸收率、安全性等方面的优势，目 前市场上流通的强化面粉多以此种强化剂强化。 1 5 铁检测方法的研究现状 现行铁检测方法主要有原于光谱吸收法和比色法两种。 1 5 1 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素定 量分析的方法【，这种方法所测的为总铁含量，具有灵敏度高、选择性强、分析范围广、抗干扰 能力强等优点，但原子吸收法检测铁由于要经过消化过程，检测耗时较长，而且设备造价很高， 不便于推广。 1 5 2 比色法 比色法测铁含量比较普遍，显色剂种类也比较多，常用染色剂主要有：邻二氮菲、p a n 、 p a n s 、菲咯嗪、菲哕啉、2 ，2 一联吡啶、硫氰酸盐等。 1 5 2 1 邻二氮菲分光光度法 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 邻二氮菲法是目前广泛应用于微量铁含量测定的较好方法。此法中，邻二氨菲为显色剂，它 可以与f e 2 + 在p h = 5 6 的条件下发生反应，生成稳定的红色络合物【“。此反应为特效反应， 即在其它离子共存时对测定无多大干扰。如当c a 2 + 、m 矿+ ， z n 2 + 、m n 2 + ，c u ”等离子存 在时，只需多加一些显色剂即可。f e 2 + 与邻二氮菲所形成的红色络台物的最大吸收波长为 5 0 8 n m ，摩尔吸光系数：1 1 x 1 0 4 。为保证试样溶液中的铁均以f e 2 + 的形式存在，首先要用盐酸 羟氨将f e ”还原成f e ”，然后再行测定。 1 5 2 2 、p a n 、p a n s 光度法 p a n 是常用的有机络合剂和光度显色剂，已广泛应用于食品、水质、空气等样品中的铜、锌、 铁等微量元素的检测，但其水溶性较芳，在检测过程中需加入有机溶剂或表面活性剂增加其溶解 度，操作较为烦琐。同时p a n 对比色皿的吸附较强，比色皿污染严重m 】。汤福隆等”2 1 在p a n 的 分子结构中引入磺酸基合成了p a n s ，显著改善了其水溶性。目前，p a n s 已应用于食晶、水质 中铜、锌、钯等的光度法测定。p a n s 也可以用做高选择性测定微量铁的试剂2 ”，不经任何掩蔽 作用即可直接测定样品中铁，操作简便、快速准确，已应用于头发中微量铁的测定。试验表明， 铁含量在o 1 0 , g m l 范围内符合比耳定律，测定时应注意控制铁的含量。 1 5 2 3 菲咯嗪分光光度法 亚铁离子在p h = 3 6 的条件卜，与菲咯嗪形成紫色络合物，最大吸收波长为5 6 0 1 m a 2 ”，根 据络合物吸光度的不同，可测定亚铁含量。有些水样中以三价铁的形式存在，需加入适当还原剂， 将其还原为二价铁后再测定总铁含量。这种方法可测定浓度范围为o 1 1 0 m g l 2 ”。实验证明， 该方法的准确度和精密度均较好，适合于生活饮用水、环境水质和排放废水中总铁的快速测定， 应用此方法时应注意控制溶液的温度和讲值。 1 5 2 ，4 菲哕啉比色法 样品经消化处理后，样液中的三价铁离子在酸性条件下被还原成二价铁离子，与1 ，1 0 菲哕啉 作用生成红色整合物口4 】，可用分光光度法进行铁的测定。这种方法操作繁琐、试剂种类多。标准 曲线绘带0 操作较复杂，对p h 值要求较严格，耗时较长。 1 5 2 52 ，2 一联吡啶比色法 2 ，2 一联吡啶在弱酸性、中性或弱碱性溶液中，与亚铁离子生成六配位键的桔红色络合物，此 络合物在波长5 2 2 n m 处有最大吸收，并在所测浓度范围遵守比耳定律，可用标准曲线法求得 铁的含量。采用这种方法样品无需进行处理，对p h 值要求不太严格，操作比较简单。 1 5 2 6 硫氰酸盐比色法 在酸性( p h 普通粉 富强粉，这一结论与5 3 1 1 中的结果相符。当铁强 化量少于4 0 m g k g 时，未经强化的鲜切面l 值比经少量强化的小，随着铁强化量的增加，鲜切面 的l 值逐渐减小。图中未经强化的鲜切面a i 值和b 值都较高，强化之后f 、f 值都有所减小，随 着铁强化量的增加a + 、b 值又呈逐渐上升的趋势。当铁强化量小于4 0 m g k g 时，铁强化鲜切面的 a 值小于非强化鲜切面。本实验铁强化量范围内，铁强化鲜切面的b + 值比未经强化的鲜切面低。 这一规律与5 3 1 1 中的现象相吻合，这种现象可能是铁和n a c l 共同作用导致p p o 活性变化造成 的，由此可见，适量的强化铁会提高鲜切面的色泽品质，而铁强化量越高，鲜切面色泽越暗。 5 3 2 馒头色泽变化 强化n a f e e d t a0 、1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 m g k g 的大磨坊富强粉、标准粉、普通粉制成馒头 后采集的馒头皮的图像信息如图5 - 4 ，由图可知，随着铁强化量的增加，馒头颜色逐渐加深。为 进一步研究馒头的色泽变化规律，对馒头皮的l ab 值进行分析，数据见图5 - 5 。可以看出，馒 头的l + 值随着铁强化量的增加逐渐减小，a 、b 值逐潮增加。这说明，铁强化量越高，馒头的明 度越低，红度和黄度越高，因此，馒头的颜色随铁强化量的增加不断加深。这种现象是因为，铁 对酶促反应有促进作用。从而加快了黑色沉积物的生成，使馒头颜色变深，另外n a f e e d t a 本身 为淡黄色粉末状物质，其颜色对馒头的色泽也略有影响。 图5 - 4 不同铁含量馒头皮图像信息( 单位：m g k g ) f i g5 - 4i m a g eo f t h es k i no f s t e a mb r e a dw i t hd i f f e r e n ti r o nc o n t e n t i o n ( m g k g ) 3 6 中国农业人学硕十学位论文第五章n a f e e d t a 强化小麦粉制品色泽变化的研究 测9 4 9 3 9 2 9 l 9 0 8 9 o2 04 06 0 铁强化量( m g k g ) a 不同铁强化量的馒头l + 值变化曲线 8t h e v a l u e s o f l + o f s t e a m b r e a d w i t h d i f f e r e n tc o n t e n to f i r o n j 鹫1 6 口1 4 1 2 1 0 8 一 7 p 孛一 02 04 06 0 铁强化量( r n 拈g ) c 不同铁强化量馒头b + 值变化曲线 c t h ev a l u e so f b + o f s t e a mb r e a dw i t h d i f f e r e n tc o n t e n to f i r o n 5 3 3 铁含量对多酚氧化酶活性的影响 删- 15 弋 一17 一1 9 - 2l 一23 铁强化量( m g k g ) b 不同铁强化量馒头a 值变化曲线 bt h ev a l u e so f a * o f s t e a mb r e a dw i t h d i f f e r e n tc o n t e n to f i r o n 十富强粉+ 标准粉十普通粉 图5 5 不同铁强化量馒头l * a * b 值变化曲线 f i g5 5t h ev a l u e so f l a b + o f w e tn o o d l ew i t hd i f f e r e n t c o n t e n to f i r o n 未加n a c i 的面粉经5 2 3 1 处理后，其p p o 活性见表5 - 1 。所得数据的相对标准偏差均小于 5 。可以看出，随着铁含量的增加，p p o 的活性不断增加，这说明铁对多酚氧化酶的酶促反应 面粉等级 表5 - 1 不同铁含基面粉的p p o 活性 t a b l e 5 1t h ep p oa c t i v i t yo f f l o u rf o r t i f i e dw i t hd i f f e r e n tc o n t e n to f i r o n 铁含量( m g a 、葑 强化粉p p o 活 显著性水平 性极差 01 02 0 3 04 05 0 5 1 富强粉 7 7 67 9 9 8 3 98 6 18 6 28 7 4 0 9 8bb 标准粉1 1 5 31 2 4 91 3 9 01 38 9 1 4 0 31 4 3 4 2 8 1aa 普通粉7 9 48 3 39 0 28 8 3 8 7 89 4 515 1bb 3 7 中国农业大学硕士学位论文第五章n a f e e d t a 强化小麦粉制品色泽变化的研究 有促进作用。当铁强化量在1 0 5 0 m g k g 之间时，标准粉p p o 活性变化最诀，而富强粉和普通 粉变化较小。这与不同等级粉中p p o 含量及多酚类物质含量不同有关。标准粉中p p o 含量最多， 因此，当铁强化量相同时，其酶活性也增加较快。 加入n a c i 之后，不同铁强化量的面粉p p o 活性如表5 - 2 。所得数据的相对标准偏差均小于5 。可以看出，铁强化量小于4 0 m g k g 时，未经铁强化的面粉p p o 活性比强化后面粉的p p o 活 性高，随着铁强化量的增加，p p o 活性逐渐增强，这一现象与铁强化鲜切面的色泽变化规律相符 合。研究表明，n a c i 溶液的浓度会对酶促反应造成不同的影响9 ，试验条件下的n a c i ，对酶促 反应有一定的促进作用。而经铁强化后，酶活性又受到了一定程度的抑制，出现上述现象，可能 是铁和n a c i 协同作用的结果。 表5 2 加入n a c i 后不同铁含量面粉的p p o 活性 t a b l e 5 2 弛p p p oa c t i v i 扣o f f l o u r f o r l i f i e d w i t h n a c i a n d d i f f e r e n tc o n t e n to f i r o n 由表5 - 2 还可以看出，添加n a c i 的铁强化面粉，其p p o 活性的变化趋势仍然受面粉等级的 影响。其p p o 活性变化速度为：标准耢 普通粉 富强粉。这一现象恰和5 , 3 1 和5 3 2 中不同等 级粉的色泽变化特点相符。 5 4 本章结论 1 ) 随着储藏时间的延长，鲜切面的颜色逐渐加深，储藏初期颜色变化较快，后期趋于平缓：低温 保藏可以延缓鲜切面的色泽变化；适量的强化n a f e e d t a 可以提高鲜切面的色泽品质，过量 的强化n a f e e d t a 会使鲜切面的色泽加深。 2 ) 随铁强化量的增加，馒头的色泽逐渐变暗。 3 ) 未加n a c l 的面粉p p o 活性与铁强化量成正比；添加n a c i 的面粉比进行适量铁强化的面粉p p o 活性高，随着铁强化量的增加，面粉p p o 活性逐渐增强。 中周农业人学硕士学位论文第六章结论与建议 6 1 结论 第六章结论与建议 1 提出了一种基于计算机色度学原理的面粉中三价铁的半定量检测方法。此方法与原子吸收法 所得的结果无显著性差异。 1 ) 所确定的优化处理条件为：面粉用量大于6 9 ，试剂用量为2 5 m l ，静置1 5 m m 采图； 2 ) 研究发现以r 为色度参数，色度值稳定性好。铁含最在o 8 0 2 7 m g k g 时，其与r 值具 有良好的线性相关关系，标准曲线的r 2 值为o 9 6 8 7 ； 3 ) “7 + 1 ”面粉中的其它成分对实验结果无显著影响： 4 ) 色度法有较高的精密度，可用于面粉中铁含量的半定量分析； 5 ) 不同铁含量的面粉显色后，颜色有明显差异，可用此法定性鉴别铁含量是否不足或超标。 2 所提山的基于计算机色度学原理的检测方法，可用于面粉混合均匀度的测定。 1 ) 色度法测得的物料混合均匀度与原子吸收法测定的结果无显著性差异： 2 ) 测定面粉添加剂均匀度时，只需已知铁的强化量，无需对面粉自身铁含量进行标定； 3 ) 非三价铁强化面粉可通过添加三价铁测定其混合均匀度。 3 对三种等级的n a f e e d t a 强化小麦粉制成的鲜切面和馒头的色泽变化规律及机理进行了初步 研究，所得结论如下： 1 ) 随着储藏时间的延长，鲜切面的颜色逐渐加深，储藏初期颜色变化较快，后期趋于平缓； 低温保藏可以延缓鲜切面的色泽变化；适量的强化n a f e e d t a 可以提高鲜切面的色泽品 质。过量的强化n a f e e d t a 会使鲜切面的色泽加深； 2 ) 随铁强化量的增加馒头的色泽逐渐变暗； 3 ) 未加n a c i 的面粉p p o 活性与铁强化量成正比；添加n a c i 的面粉比进行适量铁强化的p p o 活性高，随着铁强化量的增加，面粉p p o 活性逐渐增强。 6 2 建议 1 对小麦粉中三价铁含量的测定，本实验只选用了古船富强粉，由t - , b 麦粉的性质受其种类和 产地的影响可能存在差异，应进一步对不同种类、不同等级的小麦粉进行实验。 2 采用扫描仪进行图像采集时。选用不同的采集参数所得结果存在差异，有必要通过调整扫描 参数，提高所测结果的准确性。 3 由于不同三价铁含量的小麦粉其颜色有明显差异，可以依此制作一条鉴别色带用于强化面粉 生产现场快速f 定量分析。 4 显色刺在面粉表面的渗透还与面粉本身含水量有关，应在面粉含水量对显色的影响方面作进 3 9 中国农业人学硕上学位论文 第六章结论与建议 一步研究。 5 对鲜切面和馒头的色泽变化机理的研究，只研究了面粉中的p p o 活性变化规律，有必要对鲜 切面和馒头中的p p o 活性作进一步深入的探讨。 参考文献 1 】郭祯祥小麦加丁技术化学工业出版社，2 0 0 3 ：2 7 3 7 2 】李卫平铁强化面粉研究与开发粮食与油脂，2 0 0 2 ，1 ：3 3 【3 37 + 1 营养面粉上市有望成为全国执行标准农产品市场周刊，2 0 0 3 ，3 ：1 8 4 黄圣明中国食品年2 0 0 3 ( 1 7 ) 中华书局，2 0 0 4 ，5 ：6 0 5 】李卫平铁强化面粉研究与开发粮食与油脂，2 0 0 2 ，1 ：3 3 3 4 6 】6 刘志皋铁的食品营养强化c h i n af o o d a d d i t i v e s ，2 0 0 3 ，2 ：1 2 1 5 7 】赵秋艳等新型铁营养强化剂一超微细元素铁粉食品与发酵1 二业，2 0 0 2 ，6 ( 2 7 ) ：6 7 6 9 8 】杨建春新型铁强化剂n a f e e d t a 的研究进展国外医学儿科分册，2 0 0 3 ，7 ( 3 0 ) ：2 0 6 2 0 7 9 h e i m b a e hj s a f e t ya s s e s s m e n to f i r o ne d t a s o d i u mi r o n ( f e 3 + ) e t h y l e n ed i a - m i n e t e 仃a a c e t i ca c i d ： s u m m a r yo f t o x i c ol o g i c a l ，f o r t i f i c a t i o na n de x p o s u r ed a t a f o o dc h e mt o x i c o l ，2 0 0 0 ；3 8 ( i ) ：9 9 1 0 】h u r r e l r f a ne v a l u a t i o n o f e d t a c o m p o u n d s f o r i r o n f o r t i f i c a t i o no f c e r e a l b a s e d f o o d s b r j n t r , 2 0 0 0 ；8 4 ( 6 ) ：9 0 3 11 r i c h a r df h p r e v e n t i n gi r o ne f f i c i e n c yt h r o u g hf o o df o r t i f i c a t i o n n u t rr e v ，1 9 9 7 ；( 6 ) ：2 1 0 【1 2 】b o t h w e l lt h i r o nf o r t i f i c a t i o n 、v i t l ls p e c i a lr e f e r e n c et ot h er o l eo fi r o ne d t a a r c hl a t i o n o a m n u t r , 1 9 9 9 ；4 9 ( 3 s u p p l2 ) ：2 3 s 1 3 d a v i d s s o n l i r o nb i o a v a i l a b i l i t yf r o mi r o nf o r t i f i e dg u a t em a l a nm e a l sb a s e d0 1 1c o r o to rt i l l as a n d b l a c kb e a np a s t e a m j c l i n n u t r , 2 0 0 2 ；7 5 ：5 3 5 1 4 j a n e tr h a d a p t a t i o no fi r o na