啤酒酿造加工助剂中重金属的检测与分析.doc

加工助剂中重金属的检测耿迪 李宾学四平金士百啤酒股份有限公司研发中心 136001摘 要 在重金属铅和类金属砷检测方法研究基础上，采用不完全消解石墨炉原子吸收法，对我公司10种加工助剂中的铅和砷含量进行了检测，对不同批次含量的差异性进行了比较分析，为我公司绿色纯生啤酒产品加工助剂的选择提供了参考依据。关键词 加工助剂 不完全消解 铅 砷我公司严格按GB 2760-2011食品安全国家标准 食品添加剂使用标准的要求，在啤酒酿造过程中使用的10种加工助剂，其名称及主要功能见（表1）。由于加工助剂在啤酒酿造过程中直接与产品接触，其重金属残留量会对啤酒安全造成影响。铅是一种有代表性的重金属，具有蓄积性、多亲和性的毒性，主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统以及肾脏等1。砷化合物有毒性,成人摄入100mg即可中毒,少量摄入可积累造成慢性中毒2。因此，进行食品加工助剂中铅和砷的检测具有重要意义3,4。目前国家标准GB5009.12-2010中石墨炉原子吸收光谱法5（铅含量的检测）及GB5009.11-2003中氢化物原子荧光光度法6 （砷含量的检测），操作步骤较多，稍有疏忽就会造成结果偏高或偏低。本实验在样品前处理和测定方法上做了以下改进，采用不完全消解法处理样品、标准加入法得到曲线、多步斜坡升温程序得到检测结果。结果表明我公司使用的10种加工助剂均符合有关限量要求。表1 啤酒酿造过程中10种加工助剂及功能名称功能使用方法残留危害普鲁兰酶适合于液化后分解淀粉；降低低聚糖的含量，提高葡萄糖的产量在糖化添加，用于干啤酒以无活性的蛋白质小块存在于啤酒中。用量较少，可以通过沉淀和过滤去除可以忽略葡糖淀粉酶减少糖化过程中的逆反应，增加麦汁的可发酵性糖含量，提高啤酒发酵度在糖化添加，适用于干啤酒和高发酵度啤酒的生产以无活性的蛋白质小块存在于啤酒中。用量较少，可以通过沉淀和过滤方法去除可以忽略木瓜蛋白酶分解啤酒中蛋白质和多酚，避免冷浑浊在过滤添加蛋白酶以活性形式存在可以忽略-葡聚糖酶降低麦汁粘度；提高糖化生产能力；提高啤酒的胶体稳定性；清除因- 葡聚糖引起的冷浑浊在糖化添加以无活性的蛋白质小块存在于啤酒中。用量较少，可以通过沉淀和过滤去除可以忽略食用单宁絮凝蛋白质的作用，降低麦汁可凝固性氮含量在糖化添加形成单宁-蛋白质絮凝物在回旋沉淀和冷凝过程中除去7可以忽略氯化钙可以达到要求的PH值；还可以保证在糖化和发酵过程中有足够的钙离子在糖化添加以矿物质的形式残留在啤酒中可以忽略535RVZX粗硅藻土、STDCZX细硅藻土截留固体颗粒，获得清亮的酒体在发酵添加很少，主要是重金属可以忽略盐酸可以达到要求的PH值，并保持成品酒的风味平衡在糖化添加以矿物质的形式残留在啤酒中通常很低-淀粉酶将淀粉转化成糖，可降低淀粉的粘度在糖化添加用量较少，可以通过沉淀和过滤去除可以忽略3 实验部分3.1仪器与设备AA-600原子吸收光谱仪，附石墨炉及铅空心阴极灯、砷无极放电灯、AS-800自动进样器、热解石墨管，美国珀金埃尔默仪器有限公司；水循环、EH35A型微控数显电热板，LabTech有限公司；万分之一天平，瑞士Mettler Toledo公司。3.2材料与试剂进厂加工助剂；硝酸、氢氟酸，优级纯；硝酸镁、硝酸钯，光谱纯，10000g/L，美国珀金埃尔默仪器有限公司；铅标准溶液、砷标准溶液，1000g/mL，国家标准物质研究中心；曲拉通X-100，百灵威科技有限公司；去离子水。3.3方法 采用不完全消解石墨炉原子吸收法测定。4 结果与分析4.1 10种加工助剂中Pb、As含量的分析4.1.1普鲁兰酶中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图1）所示。3个批次普鲁兰酶样品的Pb含量差异较大，极差为0.0074mg/kg，平均值为0.0125 mg/kg；而3个批次样品的As含量差异较小，极差为0.0005 mg/kg，平均值为0.0934 mg/kg。3个批次普鲁兰酶中的Pb、As含量均符合限值要求，且含量均较低。4.1.2葡糖淀粉酶中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图2）所示。3个批次葡糖淀粉酶样品的Pb、As含量差异都较大，Pb的极差为0.0319mg/kg，平均值为0.0485 mg/kg，As的极差为0.0205 mg/kg，平均值为0.0514 mg/kg。3个批次葡糖淀粉酶中的Pb、As含量均符合限值要求，且含量均较低。 图1 普鲁兰酶中Pb、As含量 图2 葡糖淀粉酶中Pb、As含量4.1.3木瓜蛋白酶中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图3）所示。3个批次木瓜蛋白酶样品中的Pb含量差异较大，极差为0.0033mg/kg，平均值为0.0036 mg/kg；As含量均未检出。4.1.4-葡聚糖酶中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图4）所示。3个批次-葡聚糖酶样品的Pb含量差异较大，极差为0.0396mg/kg，平均值为0.0375 mg/kg， As含量的差异较小，极差为0.0175mg/kg，平均值为0.1614 mg/kg。3个批次-葡聚糖酶中的Pb、As含量均符合限值要求，且含量均较低。 图3 木瓜蛋白酶中Pb、As含量 图4 -葡聚糖酶中Pb、As含量4.1.5食用单宁中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图5）所示。3个批次食用单宁样品中的Pb、As含量差异都较大，Pb的极差为0.0330mg/kg，平均值为0.0479mg/kg；As的极差为0.0048mg/kg，平均值为0.0043 mg/kg。 3个批次食用单宁中的Pb、As含量均符合限值要求，且含量均较低。4.1.6氯化钙中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图6）所示。3个批次氯化钙样品中的Pb、As含量差异都较大，Pb的极差为0.6921mg/kg，平均值为0.9468mg/kg；As的极差为0.0181mg/kg，平均值为0.0414 mg/kg， 3个批次氯化钙中的Pb、As含量均符合限值要求，且含量均较低。 图5 食用单宁中Pb、As含量 图6 氯化钙中Pb、As含量4.1.7 535RVZX粗硅藻土中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图7）所示。3个批次535RVZX粗硅藻土样品中的Pb、As含量差异都较小，Pb的极差为0.3593mg/kg，平均值为3.4159 mg/kg；As的极差为0.3063mg/kg，平均值为2.6081 mg/kg。3个批次535RVZX粗硅藻土的Pb、As含量均符合限值要求，但含量较高，需加强检测控制。4.1.8 STDCZX细硅藻土中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图8）所示。3个批次STDCZX细硅藻土样品中的Pb、As含量差异都较小，Pb的极差为0.5742mg/kg，平均值为3.5603 mg/kg；As的极差为0.1112mg/kg，平均值为2.8354 mg/kg。3个批次STDCZX细硅藻土中的Pb、As含量均符合限值要求，但含量较高，有超标的风险，需加强检测控制。 图7 535RVZX粗硅藻土中Pb、As含量 图8 STDCZX细硅藻土中Pb、As含量4.1.9盐酸中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图9）所示。3个批次盐酸样品中的Pb含量差异较大，Pb的极差为0.0288mg/kg，平均值为0.0723 mg/kg； As含量的差异较小，极差为0.0249mg/kg，平均值为0.4464 mg/kg。均符合限值要求，且含量均较低。4.1.10-淀粉酶中Pb、As含量的分析选取3个批次样品，分别对Pb、As含量进行检测，结果如（图10）所示。3个批次-淀粉酶样品中的Pb、As含量差异都较大，Pb的极差为0.0233mg/kg，平均值为0.0717 mg/kg；As的极差为0.0067mg/kg，平均值为0.0044 mg/kg。相对两个元素而言，As的波动更大，但3个批次的Pb、As含量均符合限值要求，且含量均较低。 图9 盐酸中Pb、As含量 图10 -淀粉酶中Pb、As含量4.2 -葡聚糖酶、食用单宁、-淀粉酶A、B两厂家产品的比较A、B两厂家各选取3个批次，对Pb、As两种元素含量进行比较，检测结果如（图11、图12）所示。对于Pb元素来说，两厂家的-葡聚糖酶含量差异较大，而食用单宁、-淀粉酶的结果差异较小，基本在同一水平。对于As元素来说，两厂家的食用单宁含量差异较大，而-葡聚糖酶、-淀粉酶的结果差异较小，基本在同一水平。 图11 3个样品中的 Pb含量 图12 3个样品中的 As含量4.3 10种加工助剂中重金属的限量要求10种加工助剂中重金属的限量要求，以及检测结果的安全范围，如（表2）所示。表2 10种加工助剂重金属的限量要求及安全范围名称标准限量要求Pb最大值安全范围（%）As最大值安全范围（%）普鲁兰酶Q/320201JW11-2008Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.01700.340.09363.12葡糖淀粉酶GB 8276-2006Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.06101.220.06092.03木瓜蛋白酶GB 8276-2006Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.05701.14未检出0-葡聚糖酶GB 8276-2006Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.06151.230.17155.72食用单宁LYT 1641-2005Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.06081.220.00740.25氯化钙GB 22214-2008Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.639912.800.05331.78535RVZX粗硅藻土GB 24265-2009Pb4mg/kg ；As5mg/kg3.636890.922.748154.96STDCZX细硅藻土GB 24265-2009Pb4mg/kg ；As5mg/kg3.783394.582.901558.03盐酸GB 1897-2008暂无要求；As1mg/kg0.0892-0.455245.52-淀粉酶GB 8275-2009Pb5mg/kg ；As3mg/kg0.08681.740.00670.22注：葡糖淀粉酶、木瓜蛋白酶、-葡聚糖酶重金属含量尚无要求，参照糖化酶制剂重金属的限量要求；安全范围是检测结果最大值与限值的比例。 由此可见，10种加工助剂中重金属Pb、As含量均符合限量要求，安全范围在010%之间，几乎没有风险，可以减少检测频次；安全范围在10%50%之间，也是比较安全的，但需要定期检测；安全范围在50%95%之间，有超标的危险，需要注意。5 小结 啤酒酿造过程中加工助剂与啤酒直接接触，因此其食品安全状况直接影响啤酒的食品安全水平。对我公司10种加工助剂中Pb、As含量进行了测定，结果表明均符合其重金属限量要求,其中普鲁兰酶、葡糖淀粉酶、木瓜蛋白酶、-葡聚糖酶、食用单宁、-淀粉酶，几乎没有风险，非常安全；盐酸、氯化钙，需要定期检测，但也是很安全的；535RVZX粗硅藻土、STDCZX细硅藻土，有超标的可能，应引起关注。参考文献1杨慧芬，李明元，沈文.食品卫生理化检验标准手册M.北京：