第13章-食品添加剂的测定...ppt

1、第十三章食品添加剂的测定,第一节概述第二节甜味剂的测定第三节防腐剂的测定第四节护色剂-硝酸盐和亚硝酸盐的测定第五节漂白剂-二氧化硫及亚硫酸盐的测定第六节合成色素的测定,第一节概述,一、食品添加剂的定义和分类1983年食品法典委员会（CAC）规定，食品添加剂是指“本身通常不作为食品消费，不是食品的典型成分，而是在食品的制造、加工、调制、处理、装填、包装、运输或保藏过程中，由于技术（包括感官）的目的而有意加入食品中的物质，但不包括污染物或者为提高食品营养价值而加入食品中的物质”。,中华人民共和国食品卫生法规定，食品添加剂是指“为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学物

2、质或天然物质”。两个定义的不同之处在于：我国将营养强化剂纳入食品添加剂的范畴。,食品添加剂的种类繁多，根据其来源的不同分为天然食品添加剂和化学合成食品添加剂两类，后者是当前广泛使用的种类。根据其功能和用途又可分为以下22类：防腐剂、甜味剂、抗氧化剂、增稠剂、酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、稳定剂和凝固剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、漂白剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、食品香料、营养强化剂和其他。,二、食品添加剂测定的意义和方法,天然食品添加剂一般对人体无害，但食品加工中多使用化学合成的食品添加剂，若使用不当，会存在安全性问题。为保证食品的质量，在食品原料收购、

3、加工、产品检验和监督管理中对食品中添加剂进行测定是非常必要的。,在22个食品添加剂种类中，日常的检验项目主要有：甜味剂、防腐剂、发色剂、漂白剂和着色剂等。测定时先采取适当的预处理方法，将食品添加剂与其他组分分离，再根据待测物质的理化特性选择合适的化学分析以及吸光光度法、色谱法等仪器分析方法进行测定。,第二节甜味剂的测定,甜味剂是以赋予食品甜味为主要目的的食品添加剂。根据其来源，一般可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂两类。砂糖或糖浆是常用的天然甜味剂。若以淀粉或植物类为原料，甚至以石油为原料，采取酸解、酶解等方法，并用各种分离技术进行精制，可得到各种具有不同特性的人工甜味剂。,目前，我国允许使用的

4、甜味剂有15种，其中糖精钠、环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）、乙酰磺胺酸钾（安赛蜜或A-K糖）等是生产加工中经常使用的人工甜味剂。下面介绍糖精钠和甜蜜素的测定方法。,一、糖精钠的测定,糖精钠化学名是邻-磺酰苯亚胺，分子式为C6H4SO2NNaCO2H2O,呈白色结晶或粉状，无臭或微有酸性芳香气，易溶于乙醚，在水中溶解度极小。糖精钠是使用较广泛的人工甜味剂，其甜度为蔗糖的300-500倍。糖精钠的稳定性较高，食后在体内不分解，不被人体代谢吸收，随尿排出，不供给热量，无营养价值。,糖精钠的致癌毒性曾存在比较大的争议。为此，1993年，FAO/WHO食品添加剂联合专业委员会（JECFA）对糖精钠进行毒理学

5、评价，表明其无致癌作用，确认其使用的安全性，并将糖精的ADI（每日允许摄入量）调整为0-5mg/kg（体重）。我国GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准规定，糖精钠可用于酱菜类、酱汁、果汁、蜜饯类、配制酒、冷饮类、糕点、饼干和面包等食品中，一般食品最大使用量为0.15g/kg，话梅、陈皮中为5.0g/kg。,食品中糖精钠的检测方法有高效液相色谱法、薄层色谱法、紫外分光光度法、离子选择性电极法等。,（一）高效液相色谱法,1.原理：样品经前处理，过滤后进高效液相色谱仪，经C18反相色谱分离后，与标准比较，根据保留时间和峰面积进行定性和定量。2.仪器：高效液相色谱仪，附紫外检测器。,3.高效液

6、相色谱参考条件：色谱柱：YWG-C184.6mm250mm，10m不锈钢柱或其他型号C18柱；流动相：甲醇+乙酸铵溶液（0.02mol/l）（5+95）；流速：1mL/min；检测器：紫外检测器，波长230nm。,4.分析步骤（1）样品处理汽水：吸取5.00-10.00mL，放入小烧杯中，微温搅拌除去二氧化碳，用氨水（1+1）调pH7，加水定容至适当的体积，经滤膜（0.45m）过滤。果汁类：吸取5.00-10.00mL，用氨水（1+1）调pH7，加水定容至适当的体积，离心沉淀，上清液经滤膜（0.45m）过滤。,配制酒类：称10.00g，放入小烧杯中，水浴加热除去乙醇，用氨水（1+1）调pH7，

7、加水定容至20mL，经滤膜（0.45m过滤）。,准确吸取125.00mL透析样液，加0.4mL盐酸（1+1）调至中性，加20mL硫酸铜溶液（100g/L），再加4.40mL氢氧化钠溶液（40g/L），混匀，放置0.5h，用滤纸过滤。取120mL滤液，置于分液漏斗中，加2mL盐酸（1+1），用乙醚萃取糖精，然后挥干乙醚。,富含蛋白质、脂肪、淀粉的样品中糖精钠的提取可以利用其溶解特性，先在碱性条件下，用水溶解、浸取，用透析法除去大部分的蛋白质、脂肪、淀粉等物质，使分子量较小的糖精钠渗透入溶液当中，再在酸性条件下用乙醚萃取糖精，然后挥干乙醚。,含蛋白质、脂肪、淀粉高的食品：称20.00g切碎均匀试样

8、，置透析用玻璃纸中，加50.00mL（0.02mol/L）氢氧化钠溶液，调匀后，将玻璃纸口扎紧，放入盛有200mL（0.02mol/L）氢氧化钠溶液的烧杯中，盖上表面皿，透析24h，并不时搅匀。,蜜饯类：称10.00g切碎均匀试样，置透析用玻璃纸中，加50.00mL（0.02mol/L）氢氧化钠溶液调匀后，将玻璃纸口扎紧，放入盛有200mL（0.06mol/L）氢氧化钠溶液的烧杯中，透析、沉淀、提取同操作。,透析袋,透析只需要使用专用的半透膜即可完成。通常是将半透膜制成袋状，就叫做透析袋。在生物大分子的制备过程中，除盐、除少量有机溶剂、除去生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术。通常是将

9、半透膜制成袋状，将生物大分子样品溶液置入袋内，将此透析袋浸入水或缓冲液中，样品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋内，而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外，直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。保留在透析袋内未透析出的样品溶液称为“保留液”，袋（膜）外的溶液称为“渗出液”或“透析液”。,各种规格、型号,（2）测定,取样品处理液和标准使用液各10L（或相同体积）注入高效液相色谱仪进行分离，以其标准溶液峰的保留时间为依据进行定性，以其峰面积求出样液中被测物质的质量分数，按下式计算：,w=,式中w样品中糖精钠的质量分数或质量浓度，g/kg或g/L；m1进样体积中糖精钠的质量，mg；m样品质量或体积，g或

10、mL；v1样品稀释液总体积，mL；v2进样体积，mL。,m11000,m,v2,v1,1000,（二）薄层色谱法,1.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、半定量。,样品处理液酸化的目的是使糖精钠转化成糖精，以便用乙醚提取，因为糖精易溶于乙醚，而糖精钠难溶于乙醚。,2.试剂乙醚无水硫酸钠无水乙醇及乙醇（95%）聚酰胺粉：200目盐酸（1+1）展开剂显色剂硫酸铜溶液（100g/L）氢氧化钠溶液（40g/L）糖精钠标准溶液,3.仪器,玻璃纸、玻璃喷雾器、微量注射器、紫外光灯、薄层板、展开槽。,4.分析步骤,样品提取薄层板制备点样展开与显色计算,(

11、1)样品提取1)饮料、冰棍、汽水类：取10mL均样置100mL分液漏斗中，加2mL6mol/L盐酸，用30、20、20mL乙醚提取三次。合并乙醚提取液，用5mL盐酸酸化的水洗涤一次，以洗去水溶性杂质，弃去水层。乙醚层通过无水硫酸钠脱水后，挥发干乙醚。加20mL乙醇溶解残渣，密封保存，备用。2)酱油、果汁、果酱、乳等：称取20.0g或吸取20.0mL均样置100mL容量瓶中，加水至约60mL，加20mL10%硫酸铜溶液，混匀,再滴加4.4mL4%氢氧化钠溶液，加水至刻度，混匀。静置30min后过滤，取滤液50mL置150mL分液漏斗中，以下同1)中后续操作。,样品提取时加入CuSO4及NaOH用

12、于沉淀蛋白质，防止用乙醚萃取发生乳化，其用量可根据样品情况按比例增减。,3)固体果汁粉等：先称取20.0g磨碎的均样，置200mL容量瓶中，加100mL水，加温使其溶解，冷却后再按上述方法进行提取。4)糕点、饼干等蛋白质、脂肪含量高的样品：均应采用透析法处理，使分子量较小的糖精钠渗入溶液中，以消除蛋白质、淀粉、脂肪等的干扰。称取捣碎、混匀的样品25.0g置透析玻璃纸内，置于大小合适的烧杯中。加50mL0.02mol/L氢氧化钠溶液于透析膜内，充分混合，使样品成糊状，将玻璃纸口扎紧，放入盛有200mL0.02mol/L氢氧化钠的烧杯中，盖上表面皿，透析过夜。量取125mL透析液（相当于12.5g

13、样品），加约0.4mL6mol/L盐酸，使成中性，加20mL10%硫酸铜混匀，加4.4mL4%氢氧化钠，混匀，静置30min，过滤。取120mL滤液置250mL分液漏斗中，以下同1)中后续操作。,(2)薄层板制备薄层板可以是硅胶GF254或聚酰胺薄层板，使用时选用一种。硅胶GF254薄层板：称取1.4g硅胶GF254，加4.5mL0.5%CMC-Na溶液于小研钵中研匀，倒在玻璃板上，涂成0.25-0.30mm厚的薄层板，稍干后，在110下活化1h，取出后置于干燥器内备用。聚酰胺薄层板：称取1.6g聚酰胺，加0.4g可溶性淀粉，加约15mL水，研磨3-5min，使其均匀即涂成0.25-0.30m

14、m厚的1020cm薄层板，室温下干燥，在80烘箱中干燥1h，置干燥器内备用。,硅胶可分为硅胶H（不含黏合剂）、硅胶G（含黏合剂）和硅胶HF（含荧光物质)。硅胶GF254是指添加有煅石膏和荧光剂，制成薄板后，在254nm紫外光下，板面呈现明亮的（淡绿色）荧光。,(3)点样在薄层板下端2cm处，用微量注射器点10L和20L的样液两个点，同时点3.0，5.0，7.0，10.0L糖精钠标准溶液，各点间距1.5cm。,(4)展开、显色,将点好的薄层板放入盛有盛有展开剂的展开槽中，展开剂液层约0.5cm。展开至10cm，取出薄层板，挥干，喷显色剂（斑点呈黄色）。硅胶GF254板可直接在波长254nm紫外线

15、灯下观察糖精钠的荧光斑点。根据样品点与标准点的Rf值进行定性，根据斑点颜色深浅进行半定量（大致定量）测定。,w=,m11000,m,v2,v1,1000,式中w样品中糖精钠的质量分数或质量浓度，g/kg或g/L；m1测定用样液中糖精钠的质量，mg；m样品质量或体积，g或mL；v1样品提取液残留物加入乙醇的体积，mL；v2点板液体积，mL。,二、环己基氨基磺酸钠（甜蜜素）的测定,甜蜜素，其化学名称为环己基氨基磺酸钠，是食品生产中常用的添加剂。甜蜜素，白色针状、片状结晶或结晶状粉末。无臭。味甜，甜度为蔗糖的4050倍，为无营养甜味剂。消费者如果经常食用甜蜜素含量超标的饮料或其他食品，就会因摄入过量

16、对人体的肝脏和神经系统造成危害，特别是对代谢排毒的能力较弱的老人、孕妇、小孩危害更明显。,根据我国食品添加剂使用卫生标准规定，“甜蜜素”其使用范围为：酱菜、调味酱汁、配制酒、糕点、饼干、面包、雪糕、冰淇淋、冰棍、果冻、饮料等，其最大使用量为0.65g/kg；蜜饯，最大使用量为1.0g/kg；陈皮、话梅、话李、杨梅干等，最大使用量8.0g/kg。,紫外分光光度法测定甜蜜素,第三节防腐剂的测定,一、概述食品在保存过程中普遍采用晒干、热煮、烟熏、加盐或糖渍以及使用防腐剂等方法来防止腐败变质。防腐剂（preservation）是指用于防止食品在储存、流通环节，因微生物繁殖引起的变质，或因储存条件不善，

17、食品内在品质发生劣变、色泽下降，为提高保存期，延长食用价值而在食品中使用的添加剂。,到目前为止，我国已批准使用30多种食用防腐剂。其中最常用的是苯甲酸和山梨酸两种防腐剂，主要用于酸性食品的防腐。苯甲酸又名安息香酸，它微溶于水，易溶于氯仿、丙酮、乙醇、乙醚等有机溶剂，化学性质较稳定，酸性条件下可随水蒸气蒸馏。苯甲酸随食品进入体内时与甘氨酸结合成马尿酸，从尿液中排出体外，不刺激肾脏。,山梨酸，是一种不饱和脂肪酸，进入人体后参与正常新陈代谢，最后转化为二氧化碳和水。生产中多用易溶于水和乙醇的苯甲酸钠、山梨酸钾与酸作用生成苯甲酸、山梨酸。苯甲酸毒性较山梨酸强，且在相同酸度条件下，抑菌效力仅为山梨酸的1

18、/3，但价格低廉，目前仍被国内食品行业广泛使用。山梨酸及其盐类抗菌能力较强，且是一种不饱和脂肪酸，毒性小，对食品口味亦无不良影响，被许多国家逐步采用。因价格较贵，目前我国仅在少数食品中使用。,欧盟儿童保护集团认为苯甲酸及其钠盐不宜用儿童食品，日本也做出了严格限制。我国GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准规定，苯甲酸及其钠盐的使用范围包括酱油、醋、果汁、果酱、蜜饯、葡萄糖汽酒、汽水等食品。山梨酸及其钾盐类可在酱油、醋、果酱类低盐酱菜类、面酱、蜜饯类等中使用。最大使用剂量依据产品而异，一般在0.5-1g/kg左右。,苯甲酸和山梨酸的检测方法有气相色谱法、高效液相色谱法、薄层层析法、紫外分光

19、光度法等。,二、苯甲酸和山梨酸的测定,1.原理样品加温除去二氧化碳和乙醇，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，取样量为10g，进样量为10l时最低检出量为1.5ng。,2.试剂,甲醇氨水（1+1）乙酸铵溶液（0.02mol/l）苯甲酸标准溶液,3.仪器,高效液相色谱仪，紫外检测器。,4.分析步骤,样品处理（汽水/果汁类）高效液相色谱参考条件设置测定：取样品处理液和标准使用液各10l（或相同体积），注入高效液相色谱仪进行分离，以其标准溶液峰的保留时间为依据进行定性，以其峰面积求出样液中被测物质的含量，供计算。,x1=,式中x1样品中苯甲酸

20、含量，g/kg；m1进样体积中苯甲酸的质量，mg；v2进样体积，L；v1样品稀释液总体积，mL；m2样品质量，g。结果保留三位小数。,m1v1,m2v2,第四节护色剂硝酸盐和亚硝酸盐的测定,在食品加工中，常用一些化学物质与食品中某些成分发生作用，使产品呈现良好色泽，这些物质称护色剂（colourfixative），又称发色剂。硝酸盐和亚硝酸盐是常用的发色剂，广泛用于腌制肉、禽、鱼类等。,其发色机理是硝酸盐先在亚硝化菌作用下转变成亚硝酸盐后与肉中乳酸作用产生不稳定的亚硝酸，经分解生成的亚硝基（-NO）与肌红蛋白结合，形成对热稳定的亚硝基肌红蛋白，从而使肉制品色泽鲜红，并产生特有的风味。亚硝酸盐除

21、了具有发色作用外，还可与食盐一起抑制微生物的繁殖，特别是抑制肉毒梭菌的生长，具有较强的抗菌作用，因此也是一种防腐剂。,硝酸盐和亚硝酸盐在肉制品中的存在主要是人为添加作为护色剂使用，此外在果蔬、乳粉等食品中也有硝酸盐和亚硝酸盐。乳粉中的硝酸盐和亚硝酸盐主要来源于原料乳中人为掺加。,硝酸盐和亚硝酸盐可以与食品中固有的胺类如仲胺等生成致癌物质亚硝胺。摄入过量的亚硝酸盐还可使血红蛋白变成高铁血红蛋白，失去输氧能力，导致组织缺氧。因此，我国GB2760-1996食品添加剂使用卫生标准规定，亚硝酸盐允许量肉制品中不超过30mg/kg，西式肉类罐头不超过70mg/kg，酱腌菜不超过20mg/kg，乳粉不超过

22、2mg/kg。,食品中亚硝酸盐的测定方法有盐酸萘乙二胺法等，硝酸盐的测定则采用镉柱法，先将硝酸盐还原成亚硝酸盐，再用亚硝酸盐的检测方法测定。,一、亚硝酸盐的测定,（一）盐酸萘乙二胺法（第一法）1.原理：样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化，再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料，在538nm处有最大的吸光度，通过测定其吸光度并与标准比较定量。,（二）示波极谱法（第二法）示波极谱法又称“单扫描极谱分析法”。它是一种快速加入电解电压的极谱法。利用阴极射线示波器观察或记录极谱曲线的极谱法。样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸起重氮化反应后，在

23、弱碱性条件下再与8-羟基喹啉偶合形成橙色染料，该偶氮染料在汞电极上还原产生电流，电流与亚硝酸盐的浓度呈线性关系，可与标准曲线比较定量。,二、硝酸盐的测定-镉柱法,原理：样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后，通过镉柱，使其中的硝酸根离子还原成亚硝酸根离子（Cd+NO3-CdO+NO2-）。在弱酸性条件下，亚硝酸根离子与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺偶合形成红色染料。通过比色测得亚硝酸盐总量，由总量减去亚硝酸盐含量即得硝酸盐含量。硝酸盐质量分数=（试样中经镉柱还原后亚硝酸盐总质量分数-未经镉柱还原的试样中亚硝酸盐质量分数）1.232（公式P220）,仪器：镉柱。注意事项镉是有害的元素之一，在制作海

24、绵状镉或处理镉柱时，其废弃液中含有大量的镉，不要将这些有害的镉放入下水道污染水源和农田，要经过处理之后再排放。,第五节漂白剂-二氧化硫及亚硫酸盐的测定,漂白剂（bleachingagent）是指在食品中加入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的食品添加剂。按作用机理食品生产中使用的漂白剂分成两种类型：一是还原性的二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等；二是氧化性的双氧水、次氯酸等。,亚硫酸是二氧化硫溶于水生成的，其漂白作用可能有两个原因，一是亚硫酸与品红或孔雀绿等具有醌式结构的有色有机物质直接结合生成无色化合物。二是它具有还原性，易于空气中的氧

25、发生作用，阻止了食品中遇氧发生褐变的物质如酚类的褐变反应，此外，亚硫酸盐还可以抑制水果类食品中的氧化酶的活性，防止色泽的改变。其防腐作用是亚硫酸盐通过阻断微生物正常的生理氧化过程，从而抑制细菌、霉菌的生长。在我国，蜜饯，白木耳等食品生产中经常使用亚硫酸盐。亚硫酸盐除作漂白剂外，还可作为防腐剂使用。,亚硫酸盐的毒性较小，在食品加热加工中，亚硫酸盐大部分变为二氧化硫挥发，可认为对人体安全无害。但过量使用会破坏食品中VB等营养成分，也会对易感人群造成过敏反应。因此，我国规定，以二氧化硫残留量计，粉丝中不超过0.1g/kg，蘑菇及罐头、蜜饯等中不超过0.05g/kg。食品中亚硫酸盐的测定，通常采用盐酸

26、副玫瑰苯胺法和蒸馏法。其测定结果以二氧化硫计量。,一、盐酸副玫瑰苯胺法（第一法）,1.原理：利用亚硫酸根被四氯汞钠吸收，生成稳定的配合物，再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色配合物，通过测定其吸光度以确定二氧化硫的含量。,2.仪器,分光光度计,3.步骤,（1）样品处理和四氯汞钠吸收：水溶性固体样品如白砂糖等：称10.00g均匀样品以少量水溶解于100ml容量瓶中，加4mL氢氧化钠溶液（20g/L），5min后加4mL硫酸（1+71），加20mL四氯汞钠吸收液，以水稀释至刻度。,亚硫酸盐易与食品中的醛(乙醛)，酮(酮戊乙酸)及糖(葡萄糖,单糖)等结合，形成结合态亚硫酸，样品处理时加入氢氧化钠

27、可使结合态亚硫酸释放出来。,其他固体样品如饼干、粉丝等：称取5.00-10.00g研磨均匀的样品，以少量水湿润并移入100mL容量瓶中，加20mL四氯汞钠吸收液，浸泡4h以上，若上层浑浊可加入亚铁氰化钾（106g/L）及乙酸锌（220g/L）各2.5mL，最后用水稀释至刻度，过滤后备用。液体样品如葡萄酒等：取5.00-10.00mL于100mL容量瓶中，以少量水稀释，加20mL四氯汞钠吸收液，用水定容混匀，必要时过滤后备用。,（2）二氧化硫标准曲线的绘制吸取0.00mL，0.20mL，0.40mL，0.60mL，0.80mL，1.00mL，1.50mL，2.00mL二氧化硫标准使用液（相当于0

28、.00g，0.40g，0.80g，1.20g，1.60g，2.00g，3.00g，4.00g二氧化硫），分别置于25mL比色管中，加入四氯汞钠吸收液至10mL，再加入1mL氨基磺酸胺溶液（12g/L）、1mL甲醛溶液（2g/L）及1mL盐酸副玫瑰苯胺溶液，摇匀，放置20min。用1cm比色杯，以零管调节零点，于波长580nm处测吸光度，绘制标准曲线。,加入氨基磺酸胺的目的是使亚硝酸分解，排除其对测定的干扰。,(3)样液的测定取5.00mL上述样品处理液于25mL带塞比色管中，加5mL四氯汞钠吸收液，1mL氨基磺酸胺溶液（12g/L）、1mL甲醛溶液（2g/L）及1mL盐酸副玫瑰苯胺溶液，摇匀，放置20min。用1cm比色杯，以零管调节零点，于波长580nm处测吸光度。按下式计算。,测定时加入氨基磺酸胺的目的同上。,w=,式中w样品中二氧化硫的质量分数，g/kg；m1测定用样液中二氧化硫的质量，g；m样品质量，g；v测定用样液的体积，mL；100样品溶液定容体积，mL。,m1100,m,10001000,v,100,二、蒸馏法（第