催化分光光度法检测食品中甲醛(食品原料学论文).doc

*大学课程论文课程名称：食品原料学论文名称：催化分光光度法检测食品中甲醛指导教师： 姓 名： 学 号： 班 级： 催化分光光度法检测食品中甲醛 摘要：随着生活水平的提高，人们对食品的品质要求也越来越高，一些不法商贩利用甲醛能改善食品品质及外观等一些性质，将甲醛或吊白块添加到食品中，对消费者的身体健康造成威胁，侵害了消费者的利益，因而食品中甲醛含量的检测显得尤为重要。本文简要介绍了甲醛的一些理化性质，概括了食品中甲醛的主要来源，并阐述了使用分光光度法检测食品中甲醛的各种方法的优缺点。关键字：甲醛；吊白块；检测方法甲醛是一种细胞原浆毒物，它对人体细胞功能的损害极大。加硫酸氢钠的分子式为NaHSO2.CH2O.2H2O，俗称雕白粉或者吊白块。近年来，一些不法商贩为了获利，在食品中添加甲醛或吊白块，以改善食品外观和口感。甲醛对人体是有害的，世界卫生组织已将其列为致癌致畸物质，我国已明令禁止将甲醛或吊白块作为食品添加剂添加到食品中。尤其是今年来发生多起重大食品安全事故后，人们对食品安全的关注程度越来越大，对食品中甲醛和吊白块的检测也具有重要的意义。要检测食品中甲醛的含量，必须先对甲醛的一些性质有所了解。1. 甲醛的性质及危害1.1 甲醛的性质甲醛又称蚁醛，熔点为-92，沸点-19.6，是种无色、有强烈刺激性气味的气体。甲醛的水溶液称为甲醛水，俗称福尔马林，其浓度通常为40%，最高可达55%，是有刺激性气味的无色液体。甲醛具有凝固蛋白质的作用，因而具有杀菌防腐能力，常用作为农药和杀毒剂；甲醛也用于造纸、塑料、合成树脂、照片胶片、印染的消毒防腐和玻璃腐刻，是一种重要的工业原料。1.2 甲醛的危害甲醛也是一种具有较高毒性的细胞原生质毒物质，它能直接作用于羟基、巯基、羧基和氨基，并产生次甲基衍生物，这种物质能破坏机体的蛋白质和酶，使组织细胞发生凝固及坏死，而这些变化都是不可逆的，这将对人体的神经系统、肝脏及肺产生损害以及导致人体免疫功能的下降。1987年，甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌致畸物质。由于甲醛有防腐及改变一些是食物感官的作用，个别不法商贩将甲醛直接添加到米粉、腐竹、面类、水发产品等食品中，对人体的健康造成极大威胁。我国食品卫生法明确禁止甲醛和含甲醛的化合物作为食品添加剂使用，并且严格规定食品中检测出的甲醛含量必须要低于食品的本底值，因而从食品安全的角度研究甲醛的测定有重要意义。2. 食品中甲醛的可能来源 食品中甲醛的来源主要为以下几个方面：2.1 食品原、辅料污染 据研究表明，用含有甲醛的原辅料加工食品时，食品中甲醛含量比用不含甲醛的原辅料加工要高十倍。2.2 样品预处理 样品预处理过程中食品的成分发生变化也会分解出甲醛，据报道，食品中的成分及辅料的种类和浓度会对甲醛的测定存在较大影响，即使是没有添加甲醛的食品，也可测得一定的吸光值，并且成分不同，吸光值也不同。2.3 食品加工过程中产生 如食品中的脂肪在贮存、加工和蒸馏过程中会分解生成部分醛类物质；葡萄糖、蔗糖、果糖在酸热条件下均有可能产生甲醛。2.4 违反法规的人为添加 基于甲醛具有杀菌、防腐、增白、保鲜和增加组织脆性的作用，一些生产厂家和不法商贩为了达到改善食品感官、改善口感、提高白度及延长保存时间的目的，将甲醛或者甲醛次硫酸钠（俗称吊白块）非法添加到食品中。经过甲醛及吊白块处理过的食品，不仅营养价值降低，而且其毒性也大大增加，直接危害到消费者的食品安全。2.5 食品容器受到甲醛污染 用1%福尔马林对生产加工过程中使用的容器、设施、及工具消毒，若冲洗不净，则会造成微量甲醛的残留，食品包装容器尤其是劣质的包装材料，在热或酸碱的作用下也会有甲醛的溶出和迁移，这些都会造成食品中一定量的甲醛残留。2.6 环境污染 甲醛水溶液即福尔马林（1%）可用于设施及工具的消毒，还可作为消毒剂（34%）或立体空间熏蒸消毒剂和环境改良剂，这会对环境造成不同程度的污染。由于环境污染问题，作为食品加工生产最基本的要素的水，也可能受到污染，因而环境中残留的甲醛最终又会造成食品中甲醛的污染。2.7 动植物“内生”甲醛 研究表明，甲醛是某些氨基酸的生物合成所必须的前提物质，它可以在动植物体中自然生成，是一种自身代谢产物。3. 食品中甲醛的检测方法甲醛的化学性质活泼，可以用多种不同的方法测定，常用的测定方法有分光光度法、滴定法、气相色谱法、电化学法、高效液相色谱法、流动注射法、荧光光度法等。在这些一般的食品中甲醛含量的测量方法中，分光光度法因为具有操作快速简便、灵敏度高、重现性好的优点而被较多地应用。3.1 分光光度法的基本原理 分光光度法是根据溶液对一定波长的光的吸收度，利用分光光度计来确定溶液浓度的一种仪器分析方法。 分光光度法的基本原理是：根据溶液选择性吸收光的特点，选用易被溶液中被检测成分吸收的某波长的光通过溶液，通过透射光强度的减弱程度就可测定被测成分的含量。分光光度法能测定可见光区以及其它光区有吸收成分的含量，不仅能测定单一成分的含量，也可通过溶液中各种成分对不同波长光的选择性吸收的不同来分别测定多种成分的含量。此法在分析化学领域中占有十分重要的位置，同时也是医药卫生、食品、环境等领域大的研究中最常用的检测物质含量的方法之一。它具有较高的灵敏度，一般可以测到10-7g/ml（0.00001%）一下含量的样品。3.2 分光光度法使用的仪器分光光度法所用的仪器是分光光度计，由光源、分光系统、样品室、光电检测及放大装置以及指示记录仪表等部件组成。光源发出的复合光经分光系统别为单色光，分别通过盛样品溶液及参比溶液的吸收池，被溶液吸收部分光后再投射至检测器。光束通过溶液后，溶质吸收了光能，用吸光度就可以衡量光被吸收的程度，入射光强度与透射光强度的比值的对数即为吸光度。以吸光度为纵坐标、波长为横坐标绘制的吸收曲线（如图1）可以进行定性分析。在最大吸收的波长处测量一系列标准溶液的吸光度可作标准曲线（如图2）可进行定量分析。 图2 钛的标准曲线分光光度法测量物质含量的准确性受到两方面因素的影响：1.仪器的测量误差；2.其他化学或物理因素的影响，如非单色光与吸光值点相互作用引起的朗伯-比耳定律的偏离。因此要针对不同的检测环境选择适当的实验条件，并且注意提高分析的准确度和灵敏度。3.3 分光光度法测甲醛分光光度法测甲醛的基本原理：甲醛与某些化学试剂发生特异性反应，生成的物质在特定波长下有吸收峰，具有一定的吸光度值，根据吸光度的大小，比色定量。分光光度法又分为变色酸法、酚试剂（MBTH）法、AHMT法、酸盐苯肼法、品红-亚硫酸法、乙酰丙酮法、间苯三酚法等。3.3.1 乙酰丙酮分光光度法 （GB/T15516-1995）此法是测定甲醛含量较为理想的方法，目前在各个领域都已得到了广泛的应用。原理是在过量铵盐存在的条件下，甲醛与乙酰丙酮通过45-60水浴30分钟或在室温下反应2.5小时生成黄色化合物，该有色物质的最大吸收波长为415nm，在该波长处测定其吸光度值。化学反应式如下：2HCHO+NH3十2CH3-CO-CH2-CO-CH3 CH3-CO-CH2-NCHCCCCHHCH2-CH2-CO-CH3+4H2O。该法常用于测定水产品及食品中的甲醛，是水产品中甲醛含量的行业标准（SC/T3025-2006）中规定的检测方法。但在进行水发产品中甲醛的检测时，需将样品中的甲醛在磷酸介质中加热蒸馏提取出来，经水溶液吸收、定容后再检测，操作过程比较复杂、繁琐、费时。该法的检出限为0.25g/5ml，若采样体积为30L，最低检出限浓度为0.008mg/m。测定范围较宽，适合高含量甲醛的检测。其优点是原理简单，操作简便，选择性及重复性好，呈色稳定，误差小，不受乙醛干扰，使用成本较低。缺点是在室温下生成稳定的生色物质需要一个小时的诱导期。3.3.2 酚试剂（(3一甲基一2一苯并噻唑腙盐酸盐，MBTH）法（GB/T18204.26-2000）该法是利用甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝色化合物，在25室温下经15分钟后显色测定，该化合物颜色深浅与甲醛含量成正比。产品的检出限为0.02g/L，若采样体积为10L，则最低检出限浓度为0.01mg/m，较适合微量甲醛的测定。但脂肪族醛类也会发生类似反应，这会对甲醛的测定造成干扰，SO2也会对测定产生一定的干扰，使测量结果偏低。因此，在测定吊白块时应用此法要慎重。该法的灵敏度高，约为乙酰丙酮法的6.5倍，检出限和测定下限也比乙酰丙酮法低，实验成本低，操作简便，精密度好，仪器价格低廉，方法易普及，较适合测定微量甲醛。但酚试剂的稳定性较差，显色剂在4的冰箱中只能保存三天，显色后，吸光度的稳定性也没有乙酰丙酮法好。3.3.3 4 - 氨基- 3 - 联氨- 5 - 硫基- 1 ,2 ,4 - 三氮杂茂分光光度法(AHMT 法)测量原理：甲醛与AHMT在碱性条件下缩合，经高碘酸钾氧化后生成紫红色化合物，然后比色定量测定甲醛含量。检出限为0.04mg/L。优点是特异性好，选择性高，其他醛类如乙醛、丙醛、丙烯醛、正丁醛及苯甲醛对甲醛的测定无干扰，醇类如甲醇、乙醇等对本法也无干扰。缺点为重现性差，不易操作，与酚试剂法相比较，酚试剂法更为简便，且灵敏度更高。3.3.4 变色酸(1，8一二羟基萘。3，6-二磺酸）法原理：甲醛在浓硫酸溶液中与变色酸作用形成紫色化合物，此有色化合物的最大吸收波长为580nm，可用分光光度法进行测定。采用不同的采样手段以及改变变色酸的浓度，可满足对不同浓度的甲醛测定的需要。用01变色酸-86硫酸溶液作吸收液时，检测限可达20gL，与含量高于2g的酚共存会使测量结果偏低，乙醇含量大时也对此法有干扰。该法操作简便，快速灵敏，显色液稳定性好。但测量的介质为浓硫酸，其中存在的不同的醛类、酚类、二氧化氮以及烯类化合物等对测定会产生干扰，使该法的使用受到限制。3.3.5 品红亚硫酸品红法利用甲醛与品红亚硫酸在浓硫酸存在条件下呈蓝紫色的特性，用比色定量进行测量。虽然醛类物质均能与品红硫酸反应，但在硫酸存在条件下只有甲醛所产生的颜色不退，因此该反应是甲醛的特有反应，在测定时，其他醛类及酚类物质不产生干扰。最佳检测波长为570nm，显色剂用量在0.20.4mL范围内其吸光度出现稳定值。优点：特异性好，简便灵敏，操作简便、测定范围宽，其他酚类及醛类不干扰测定。缺点：灵敏度较低，重现性较差，比色液不稳定，退色快，易受温度的影响，使用了有毒的汞试剂，并且在室温下生色化合物需要至少一个小时才能达到稳定的吸收。3.3.6 乙酰乙酸乙酯分光光度法在弱酸溶液中，乙酰乙酸乙酯、甲醛及氨发生反应生成2，6，二甲基，1，4，二氢，3，5，吡啶二乙酸乙酯，该化合物在375nm处有最大吸收，其吸光度与甲醛浓度的关系符合比尔定律。该法适用于浓度为0.084.0mg/L的甲醛溶液的检测具有良好的精密度。100mg/L苯酚，不大于8mg/L的乙醛，10mg/L的丙醛、乙醛和丙烯醛都不会对该方法产生干扰。3.3.7 间苯三酚法在碱性条件下，甲醛与与间苯三酚缩合成橘色化合物，再进行比色定，测定甲醛，在350nm处左右有较大吸收峰。检出限为0.1mg/L。优点：所用试剂种类少，显色反应无需加热，操作简便，显色速度快，干扰物对其影响小。缺点：生成的橘色化合物的颜色不稳定，测量的结果偏差较大，多用于水发产品中对甲醛的测定，但只适用于定性分析。3.3.8 盐酸苯肼法原理：甲醛与盐酸苯肼经铁氰化钾在酸性条件下氧化成橙红色化合物，该化合物的颜色深浅与甲醛含量成正比关系，测定时其最大吸收峰波长为520nm。优点：误差较小，灵敏度高。缺点：重现性差，操作比较繁琐，苯肼具有剧毒且显示生成物不稳定。此法多用于水发食品中甲醛含量的定性测量。3.3.9 酶法在甲醛脱氢酶的作用下，甲醛被NAD+氧化成甲醛甲酸和NADH，生成的NADH浓度与甲醛浓度成正比。其最大吸收峰的波长为340nm，在此波长处测定其吸光度。检出限：0.216mg/L，测定的线性范围为0.38.0g/mL。优此法简单灵敏，重现性好。4. 小结随着人们生活水平的不断提高，日常衣食住行的安全性被给予了更高的关注，甲醛的测定的重要性日益突出。分光光度法是测定甲醛含量的经典方法，也是环境中测定甲醛含量的标准方法，此法具有设备简单、快速方便的优点，但是易受干扰，测量精度较差。从目前的发展来看，短期内，分光光度法及其改进方法仍然在甲醛检测的方法中占有重要地位，而发展灵敏度高、选择性好、能够实现现场连续实时监测的新方法则是其努力的方向。参考文献：1 姜友福，嵇正平，许春斌，汪世新. 现场快速检测食品中甲醛方法的研究. 毒理与检验.，2005，16（4）：72-74.2 韩宏伟. 食品中甲醛的检测方法. 国外医学卫生学分册，2008，35（5）：318-321.3 朱武戚. 浅谈食品中甲醛的危害及其检测方法. 技术论坛.4 张忠义，刘振林，陈辉. 食品中甲醛的监测及控制. 现代预防医学.，2008，35（6）：1064-1066.5 程春梅，朱俊辉. 食品中甲醛的来源及其检测方法研究进展. 食品安全与检测.6 俞其林，励建荣. 食品中甲醛的来源及控制. 现代食品科技，2007，23（10）：76-78.7 赵新准，孙晶玮，姚良. 食品中微量甲醛的化学分析研究. 分析检测，2004，05：124-126.8 张劲松，陈兰化. 阻