第十一章 食品添加剂及风味物质的分析

第十一章

食品添加剂及风味物质的分析11.1概述11.2呈味剂的测定11.3防腐剂的测定11.4人工合成色素测定11.5其他常用食品添加剂测定11.6食品中风味物质的测定11.1概述所谓食品添加剂是在食品生产、加工或贮存过程中，添加进去的天然或化学合成的物质，对食品的色、香、味或质量起到一定的作用，本身不作为食用目的，也不一定具有营养价值，它并不包括残留的药物、污染物和营养强化剂。即食品在生产、加工或保存过程中，添加到食物中期望达到某种目的的物质统称食品添加剂。对于食品添加剂首先是无毒无害和有营养价值，其次才是色、香、味、形态，另外对于添加剂的使用剂量，食品法典和各国都有相应规定。食品添加剂定义：为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质。食品用香料、胶基糖果中基础剂物质、食品工业用加工助剂也包括在内。食品添加剂最大使用量：食品添加剂使用时所允许的最大添加量。食品添加剂最大残留量：食品添加剂或其分解产物在最终食品中的允许残留水平。GB2760-2014食品安全国家标准食品添加剂使用标准食品添加剂的种类很多，按其来源可分为天然食品添加剂和化学合成添加剂。天然食品添加剂是利用动物与植物组织或分泌物及以微生物的代谢产物为原料，经过提取、加工所得到的物质。如辣椒红色素、番茄红色素、维生素C、淀粉、糖浆、红曲等是从植物中提取出来的。食品工业生产所用的添加剂大部分都是化学合成的。它们是通过氧化、还原、缩合、聚合等合成反应制得，有的具有毒性，所以对于食品添加剂的含量要进行分析、添加使用量上要限定。食品添加剂功能类别酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂（BHA、BHT、PG等）、漂白剂、膨松剂、胶母糖基础剂、着色剂、护色剂（亚硝酸盐、硝酸盐）、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、防腐剂（苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾）、稳定剂和凝固剂、甜味剂（糖精钠、甜蜜素）

、增稠剂（淀粉、糖浆）、食品用香料、食品工业用加工助剂、其它类。共分为22类，规定了的允许使用品种、使用范围以及最大使用量或残留量的约340种；允许使用的食品用天然香料393种、人工合成香料1477种。全世界允许使用的有3000种以上。/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?lnk=1&url=https%253A%252F%252F%252Fsites%252Fcodex%252FMeetings%252FCX-711-48%252FReport%252FREP16_FAe.pdf食品添加剂定义：食品添加剂指无论有无营养价值，其本身通常都不作为食品食用，也不作为食品中常见配料的物质，在食品中有意添加该物质的原因是出于生产、加工、制作、处理、打包、包装、运输或处理过程中的工艺性用途(包括影响感官的)，或希望它(直接或间接)合理地成为食品的一部分，或其副产品成为食品的一部分，否则会影响食品的特性。本术语不包括“污染物”或为保持或提高营养品质所添加的物质。食品法典（CODEX）

食品添加剂使用的良好操作规范指:食品中添加的添加剂数量不超过在食品中产生预期物理性、营养性或其他工艺性作用的合理需要量；因在食品制造、加工或包装过程中使用，但目的并非对食品本身产生任何物理或其他工艺作用而成为食品成分的添加剂应尽可能降低使用量；添加剂应是适宜的食品级质量，按食品配料成份进行制备和处理。达到食品级质量是指应整体符合安全性的规定，而不是符合个别的标准。加工助剂指在原材料、食品或食品成分加工时为满足处理或加工的工艺需求有意使用的物质或材料(不包括设备或器具)，其本身并不作为食品成分摄入，且其使用可能导致最终产品存在非故意但又无法避免的残留物或衍生物。http:///gsfaonline/additives/search.html?lang=en过量地使用添加剂对消费者会产生不利的、甚至是严重的影响，因此测定食品添加剂的含量、质量和控制其用量，具有重要的现实意义；目前我国在食品添加剂使用中仍然存在超剂量和超范围的问题；近年来，出现为了获得非法利益，欺诈消费者，在食品中恶意添加人工合成化学物质（三聚氰胺、增塑剂等）的案件。因此加强管理、检测、预警防范十分必要。测定意义及必要性确保加工食品安全！由于食品添加剂种类繁多、结构和功能各异，在食品中的含量低，因此添加剂测定复杂、多样。目前在我国常需检测的项目有防腐剂、甜味剂、发色剂、漂白剂、着色剂等。食品添加剂的测定，首先要将其分离，分离手段主要采取蒸馏法、溶剂萃取法、柱层析分离法等，其目的是分离与富集分析对象。传统常用的测定方法有比色法、紫外分光光度法、薄层层析法等。现代的分析技术逐步采用HPLC、GC、MS、ICP-AES(MS)等手段对食品添加剂进行定性定量分析。测定步骤和方法GB/T5009.28-2003食品中糖精钠的测定GB/T5009.29-2003食品中山梨酸、苯甲酸的测定GB/T5009.30-2003食品中叔丁基羟基茴香醚(BHA)与2,6-叔丁基对甲酚(BHT)的测定GB/T5009.31-2003食品中对羟基苯甲酸酯类的测定GB/T5009.32-2003油脂中没食子酸丙酯(PG)的测定GB5009.33-2010食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定GB/T5009.34-2003食品中亚硫酸盐的测定GB/T5009.35-2003食品中合成着色剂的测定部分食品添加剂测定标准GB/T5009.43-2003味精卫生标准的分析方法GB/T5009.97-2003食品中环己基氨基磺酸钠的测定GB/T5009.120-2003食品中丙酸钠、丙酸钙的测定GB/T5009.121-2003食品中脱氢乙酸的测定GB5009.139-2014食品安全国家标准饮料中咖啡因的测定GB/T5009.140-2003饮料中乙酰磺胺酸钾的测定GB/T5009.141-2003食品中诱惑红的测定GB/T5009.149-2003食品中栀子黄的测定GB/T5009.150-2003食品中红曲色素的测定GB/T5009.169-2003食品中牛磺酸的测定部分食品添加剂测定标准(续)11.2呈味剂的测定呈味剂是增加或者改善食品味道的添加剂，主要包括酸度调节剂、增味剂和甜味剂。糖精钠是使用较广的甜味剂之一，白色结晶或粉状，无臭或微有酸性芳香气，味极甜。糖精钠进入人体后不分解，不供给热能，无营养价值，随尿排除体外。11.2.1糖精钠的测定依据GB/T5009.28-2003食品中糖精钠的测定第一法：高效液相色谱法第二法：薄层色谱法

原理：在酸性条件下，食品中的糖精钠用乙醚提取、浓缩、薄层色谱分离、显色后，与标准比较，进行定性和半定量测定。第三法：离子选择性电极法

原理：以季铵盐所制PVC薄膜为感应膜的电极，它和作为参比电极配合使用，可以测定食品中糖精钠含量。当测定温度、溶液总离子强度和溶液接界电位等条件一致时，测得电位遵守能斯特方程式。电位差随溶液中糖精离子的活度改变而变化，被测溶液中糖精钠含量在0.02～1mg/mL范围内，电极值与糖精离子浓度的负对数成直线关系。也可以采用LC-MS/MS测定。原理：试样加热除去二氧化碳、乙醇，调pH至近中性，过滤后进高效液相色谱仪，经反相色谱分离后，根据保留时间和峰面积进行定性和定量。分析条件：色谱柱： YWGC18（4.6×250mm，10

m）；流动相：甲醇/乙酸铵溶液（0.02mol/L）（5+95）；流速：1.0ml/min;紫外检测器（230nm）；进样量：10

L（进样浓度100mg/L）；可以同时分析苯甲酸和山梨酸。高效液相色谱法糖精钠的子离子扫描质谱图HPLC-MS/MS检测果汁饮料中的糖精钠min0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.50%0100MRMof1channel,ES-181.9→105.920130929_15min_102Smooth(Mn,3x2)

solstd1mg/LSAC3.27糖精钠标准品色谱图，1mg/L,进样量2

L传统方法：紫外检测法GB/T23495-2009检出限：4mg/kgGB/T5009.28-2003第一法检出限：0.15mg/kg改进方法：串联质谱检测法检出限：0.03mg/kg定量限：0.1mg/kg11.2.2环己基氨基磺酸钠的测定GB/T5009.97-2003食品中环己基氨基磺酸钠的测定第一法：气相色谱法原理：在硫酸介质中环己基氨基磺酸钠与亚硝酸反应，生成环己醇亚硝酸酯，利用气相色谱法进行定性和定量。第二法：比色法

原理：在硫酸介质中环己基氨基磺酸钠与亚硝酸钠反应，生成环己醇亚硝酸酯，与磺胺重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合生成红色染料，在550nm波长测其吸光度，与标准比较定量。

第三法：薄层层析法11.3防腐剂的测定我国允许使用的防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、对羟基苯甲酸乙酯及丙酯等。其中前两种广泛应用。11.3.1苯甲酸钠的测定测定方法：☆中和法（碱滴定法）—应用广泛；☆紫外分光光度法；☆薄层层析法；☆气相色谱法（采用极性色谱柱，不应提倡的方法）；☆离子色谱法；☆高效液相色谱法（首选方法）或LC-MS。GB/T5009.29-2003食品中山梨酸、苯甲酸的测定中和法

原理：在弱酸条件中，用乙醚将样品中的苯甲酸提取出来，将乙醚挥发后，用中性酒精或醇醚混合物溶解内容物，用酚酞做指示剂，采用0.1mol/LNaOH滴定至终点，然后根据氢氧化钠消耗的体积计算苯甲酸或苯甲酸钠的含量。样品的处理固体或半固体样品（各种果酱）称100g样→与500mL容量瓶中→加200mL水→加

NaCl直到不溶解为止（降低苯甲酸在水中溶解度）→用10%NaOH调为碱性（这时苯甲酸生成苯甲酸钠，并以苯甲酸钠状态存在）→用饱和NaCl定容500mL→静置2h→过滤→弃去初液→收集滤液。含酒精样品（各种汽饮料等）取250mL样→于烧杯中→加10%NaOH呈碱性→置水浴蒸发至100mL（除去C2H5OH）→移入250mL容量瓶→加30gNaCl溶解后→用饱和NaCl定容→放置2h→过滤→收集滤液。含脂肪多的样品

于上述制备好的滤液中→加NaOH使之成为碱性→加50mL乙醚提取→静置分层后→弃去醚层→溶液供测定用。★采用此方法测苯甲酸及其盐类最大缺点是：样品中有其它有机酸时，乙醚萃取时易带过来，所以此法测定误差较大。采用HLB固相萃取小柱净化；分析条件：色谱柱：AgilentC18（4.6×250mm，5

m）；流动相：甲醇/乙酸铵溶液（10mmol/L+0.05%冰乙酸）（20+80）；流速：1.2mL/min;紫外检测器（225nm）；进样量：20

L（进样浓度100mg/L）；

可以同时分析糖精钠和安赛蜜。高效液相色谱法硫代巴比妥酸比色法原理：样品中的山梨酸在酸性溶液中，用水蒸汽蒸馏出来，然后用K2Cr2O7氧化成丙二醛和其它产物，丙二醛与硫代巴比妥酸反应，生成红色物质，颜色的深浅与山梨酸含量成正比。（530nm下测定）余同苯甲酸及其盐的测定。11.3.2山梨酸及其盐的测定11.4人工合成色素测定为了弥补食品中本来特有的色泽在加工、储藏中的损失，使其尽可能恢复至原来的颜色，除采取一定护色措施外，往往还得在食品中添加一定量的食用色素，进行着色。这些靓丽的色泽能促进人的食欲，给人以美感，增加消化液的分泌。在各种花色蛋糕、冰棒、糖果、果脯、饮料、色酒、果酱、罐头中都有色素。食品行业使用单一色素添加的情况较少，多数用复合色素方可达到较满意的色泽效果，这给合成色素测定带来一定困难。现多采用HPLC-DAD法，也有薄层色谱法等。对合成色素在测定时采用的几大步骤如下：样品前处理→提纯→分离→鉴别（何种色素）→定量（此色素含量是否超标）；依据GB/T5009.35-2003食品中合成着色剂的测定，同时测定新红、柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、赤藓红、亮蓝、靛蓝8种着色剂。本方法检出限：新红5ng、柠檬黄4ng、苋菜红6ng、胭脂红8ng、日落黄7ng、赤藓红18ng、亮蓝26ng、靛蓝26ng。当进样量相当与样品0.025g时，检出浓度分别为0.2mg/kg；0.16mg/kg；0.24mg/kg；0.32mg/kg；0.26mg/kg；0.72mg/kg；0.72mg/kg。原理：食品中人工合成着色剂用聚酰胺吸附法或液-液分配法提取，制成水溶液，注入高效液相色谱仪，经反相色谱分离，根据保留时间定性和与峰面积比较进行定量。分析条件：色谱柱：YWGC18（4.6×250mm，10

m）；流动相：甲醇/乙酸铵溶液（pH4，0.02mol/L），梯度洗脱；流速：1.0ml/min;紫外检测器（254nm）；进样量：10

L。高效液相色谱法11.5其他常用食品添加剂测定主要有发色剂，我国允许使用的有硝酸钠、亚硝酸钠，主要用于肉类食品加工；还有抗氧化剂、漂白剂等。这类添加剂使用不当，会给消费者身体健康带来潜在的负面影响。因此，应加强这些食品添加剂的定性定量分析监测工作。人工合成的抗氧化剂主要有：叔丁基羟基茴香醚(BHA)、

2,6-叔丁基对甲酚（BHT）、没食子酸丙酯（PG）等。

依据GB/T5009.30-2003食品中叔丁基羟基茴香醚(BHA)与2,6-叔丁基对甲酚(BHT)的测定；GB/T5009.31-2003食品中对羟基苯甲酸酯类的测定；GB/T5009.32-2003油脂中没食子酸丙酯(PG)的测定。这些食品添加剂可以采用比色法、薄层色谱法测定，目前主要采用GC-FID、HPLC-DAD测定。11.5.1抗氧化剂的测定原理：试样中的叔丁基羟基茴香醚（BHA）和2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)用石油醚提取，通过层析柱使BHA与BHT净化，浓缩后，经气相色谱分离后用氢火焰离子化检测器检测，根据试样峰高与标准峰高比较定量。分析条件：色谱柱：10%QF-1固定相，GasChromQ(80~100目)，1.5m×3mm（ID）；气化室：200℃；柱箱：140℃；载气：氮气，70ml/min；氢气，50ml/min；空气，500ml/min；氢火焰离子化检测器（FID）,220℃；进样量：3

L。气相色谱法

HPLC-DAD检测植物油中的BHA、BHT、TBHQ抗氧化剂作用：油脂及含油食品在加工、贮存、流通和使用过程中添加抗氧化剂以防止食品的氧化变质。BHA,BHT和TBHQ的化学分子结构式提取方法加入15mL乙腈重复提取两次合并上清液旋蒸至干称取2.0g样品加入20mL正己烷+15mL乙腈的提取溶液涡旋5分钟在转速4000r/min下离心10min上清液取入梨形烧瓶2mL甲醇复溶后过膜进小瓶紫外吸收：BHA:290.2nmBHT:277.2nmTBHQ:291.4nm色谱条件流动相：A：1%乙酸甲醇溶液；B：1%乙酸水溶液；C：乙腈色谱柱：WatersSymmetryshieldRP18,250×4.6mm，5μm进样量：10μL

柱温：35℃检测条件BHA方法验证数据表明：植物油中BHA,BHT和TBHQ的定量限为1mg/kg；回收率和精密度数据均满足分析检测要求TBHQ、BHA和BHT溶剂标准品PDA色谱图TBHQBHT11.5.2漂白剂的测定在食品的加工生产中，为了使食品保持特有的色泽，常加入漂白剂，依靠其所具有的氧化或还原能力来抑制，破坏食品的变色因子，使食品褪色或免于发生褐变。一般在食品的加工过程中要求漂白剂除对食品的色泽有一定作用外，对食品的品质、营养价值及保存期均不应有不良的改变。

漂白剂从作用机理分为两类：

还原型（SO2、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸等）；

氧化型（H2O2、次氯酸等）。测定还原型漂白剂的方法有：◆盐酸副玫瑰苯胺比色法（国标法）；◆滴定法（中和法）；◆碘量法；◆极谱法；◆高效液相色谱法。测定氧化型漂白剂的方法有：◆滴定法；◆比色定量法；◆高效液相色谱法；◆极谱法。以亚硫酸盐为例，依据GB/T5009.34-2003食品中亚硫酸盐的测定（第一法涉及用汞制剂，应修订）第一法盐酸副玫瑰苯胺比色法

原理：亚硫酸盐与四氯汞钠反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，与标准系列比较定量。第二法蒸馏法

原理：在密闭容器中对试样进行酸化并加热蒸馏，以释放出其中的二氧