食品中山梨酸成分的分析检测

食品中添加的山梨酸含量过高,如果消费者长期服用这种食品,很大程度上会危害人体健康,因此,食品中山梨酸的含量是是至关重要的。本文采用分光光度[1-2]法测定食品中山梨酸的含量。以双氧水-硫酸溶液为山梨酸氧化体系,得到氧化产物丙二醛与硫代巴比妥酸进一

  1、绪论

  1.1山梨酸介绍

  山梨酸及山梨酸钾[3-4](以下简称山梨酸及钾盐)是一种良好的食品防腐剂,在西方发达国家的应用量很大,但在中国国内的应用范围还不广。作为一种公认安全、高效防腐的食品添加剂,山梨酸在我国食品行业的应用必将会越来越广泛。为白色或微黄白色结晶性粉末;有特臭。其实他们是常用的食品添加剂!,以下内容是关于山梨酸的有关资料仅供参考:
  山梨酸(化学名称:2,4~己二烯酸分子式:C6H8O2〕
  1.1.1安全性
  由于山梨酸是一种不饱和脂肪酸,它可以参与人体正常的代谢功能,被氧化后可迅速分解为Co2和Ho2,在体内不会被保留。其毒性是食盐的二分之一,是苯甲酸钠的四十分之一。
  1.1.2稳定性
  山梨酸(钾)在密封条件下是稳定的,接触潮湿的空气容易吸收水分,从而氧化变色。山梨酸钾的热稳定性较好,可在高达270℃下被分解。

  1.2使用范畴

  山梨酸可以用于饮料、酱菜、农产品等普通食品中,也可以用于很多苯甲酸钠不允许的食品中。
  1.2.1主要特点
  (1)防霉效果良好。
  (2)产品毒性低、安全性高。山梨酸盐的毒副作用只是苯甲酸盐的1/4、食盐的1/2。山梨酸及钾盐每天的摄入量为:每千克不超过25毫克
  (3)不改变食品特性。山梨酸可以看作是食品的重要组成部分,在食品中被广泛使用。
  (4)应用范围宽广。如可用于饮料、化妆品、肉制品、酱腌菜等多种食品的防腐,且对水果保鲜效果明显。
  (5)使用方便。在使用山梨酸及钾盐时,可以直接添加,也可以喷洒或者浸渍。
  1.2.2主要指标
  山梨酸的质量指标:应符合GB1905—2000技术要求。
  (1)色泽及外形:白色结晶粉末。
  (2)熔点:132~135℃。
  (3)含量(以干基计):99.0%~101.0%。
  (4)灼烧残渣:≤0.2%。
  (5)重金属(以Pb计):≤0.001%。
  (6)砷牗以As计牍:≤0.0002%。
  (7)水分:≤0.5%。
  (8)贮存:存放在阴凉干燥处,避光,禁止与有毒有害物品共同存放。

  1.3用途

  (1)山梨酸在酒类和饮料中的应用。
  ①苏打类饮料:按照0.03%~0.04%的比例添加山梨酸。
  ②鲜橙汁、椰果汁等饮料:按照0.02%的比例添加山梨酸,保质期可以延长到6个月。
  ③其他类非酒精饮料:按照0.04%~0.05%的比例添加山梨酸。
  (2)山梨酸在酱油、酱制品的应用。
  ①酱油:按照0.01%的比例添加山梨酸,在夏天放置70天,酱油不会出现发霉变质的问题。
  ②酱类制品:由于其比较黏稠,山梨酸在其中分散不均匀。可以在产品灌装之前,在加热时,向其中加入相应浓度的山梨酸溶液。。
  ③醋腌菜:将山梨酸直接加入到物料之中,添加量为0.5g/kg。
  (3)山梨酸及钾盐在水产制品中的应用
  ①鱼糕食品:鱼糕类制品的pH值在6.8~7.2之间。
  ②鱼肉香肠:按照0.1%~0.2%的用量向鱼肉香肠中添加山梨酸和山梨酸钾的混合物,在30℃的温度下贮藏半个月,这样就不会变质;而对比样品在一个星期后就会变质。如果将鱼肉香肠的pH值降低到6时,在10~15℃的温度范围内,这种鱼肉香肠可以存储两个月而不变质。
  ③鱼干制品:这类食品的干燥程度较高,含水量在30%以下的鱼干制品,一般不会出现细菌滋生问题,但会出现发霉现象。放入山梨酸后,可以有效抑制鱼干制品中的霉变现象,山梨酸的用量为1.0g/kg。
  (4)山梨酸在肉制品及香肠中的应用
  ①腊肉、香肠、熏火腿等干肉制品可以放入浓度为5%~15%的山梨酸钾溶液中,持续30秒钟。
  ②一般肉料:先按照0.05%~0.1%的用量向肉料中添加山梨酸或者山梨酸钾溶液,然后按照0.01%~0.5%的用量加入C10或者C12脂肪酸甘油酸酯。另外,在肉料中加入亚硝酸钾(用量为20ppm~30ppm)和六偏磷酸钠。
  ③肉馅:按照0.08%~0.1%的用量添加山梨酸,或者使用山梨酸和山梨酸钾的混合物。
  ④生鲜禽肉:将含有山梨酸的溶液涂抹到生禽肉上,在7℃的条件下存储,半个月过后,产品没有发生变质现象;而对照样品在5天后就发生变质现象。保鲜液的配方为:含有7.5%山梨酸的丙二醇70份,水20份,甘油10份。。
  (5)山梨酸在蔬菜和水果保鲜中的应用。
  ①苹果:将浓度为0.05%的山梨酸钾溶液喷洒在苹果的表面,在常温下存放四个月,仅有3.2%~6.0%的苹果发生腐烂。保鲜液的配方为:山梨酸1份,滑石粉4份,水95份。
  ②蔬菜罐头:按照0.1%的比例添加山梨酸,可以防止马口铁生锈。
  ③番茄沙司:打开瓶盖后,可按照0.025%的比例添加山梨酸。先将山梨酸溶解于醋酸中,最后加入到番茄沙司中。
  (6)山梨酸在干酪保鲜中的应用。
  ①硬干酪:将物料用浓度为20%~40%的山梨酸钾溶液喷洒或浸泡。
  ②干酪粉:可以直接添加粉末状山梨酸或者山梨酸钙。
  ③食盐盐化干酪:使用山梨酸钾的方法有3种,一是在盐溶液中加入山梨酸钾,用量为0.2%~1.0%,然后用这种盐溶液来制作干酪;二是在干酪制品做好之前,用浓度为10%的山梨酸钾溶液浸泡或喷洒。三是用含有一定量酒精的山梨酸溶液浸泡或者喷洒干酪。
  1.3.1注意事项
  (1)山梨酸只有渗入细胞壁进入到微生物体内才能起作用,分子态的抑菌比离子态抑菌活性强。当溶液pH〈4时,抑菌活性强,而pH〉6时,抑菌活性下降。
  (2)山梨酸与过氧化氢溶液混合使用时,抗微生物活性会显著增强。
  (3)山梨酸对霉菌、酵母和好气性腐败菌比较敏感,而对厌气性细菌和乳酸菌则相对较弱。
  (4)山梨酸为酸型防腐剂,其作用受pH值影响。

  1.4检测方法

  (1)紫外分光光度法[5-6]
  紫外分光光度法采用紫外分光光度计,通过标准曲线法而实现食品中山梨酸钾含量的测定。山梨酸为共轭型有机化合物,在近紫外光区具有较强的吸收。并通过实测证实,山梨酸在263nm处具有最大吸收。另一方面,山梨酸在水中具有适当的溶解度。山梨酸在20℃时溶解度为0.21g/100mL水,在30℃时为0.25g/100mL水。因此可将标样和样品处理成水溶液。采用紫外分光光度计,通过标准曲线法而实现山梨酸钾含量的测定。该方法具有简便、快速的特点。
  (2)气相色谱法
  气相色谱法,用气体作为移动相的色谱法。根据所用固定相的不同可分为两类:固定相是固定的,称为气固色谱法;固定相是液体的则称为气液色谱法。
  (3)高效液相色谱法HPLC
  高效液相色谱法是以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。高效液相色谱法有“三高一广一快”的特点:
  ①高压:流动相为液体,经过色谱柱时,受到的阻力较大,为了能快速通过色谱柱,必须对其施加高压。
  ②高效
  ③高灵敏度
  ④应用范围广
  ⑤分析速度快、载液流速快:比一般液体色谱法速度快

  二、实验部分

  2.1实验原理

  采用双氧水—硫酸溶液中溶解山梨酸,被氧化后进一步与硫代巴比妥酸进行显色反应,采用分光光度法检测食品中山梨酸的含量。

  2.2仪器与试剂

  ①仪器
  722E型可见分光光度计
  水浴装置
  25mL比色管
  容量瓶
  ②试剂
  山梨酸标准贮备液(213.2mg/L):取山梨酸0.2132g放入100mL的烧杯中,放入0.1mol/LNaOH溶液溶解后,重新放入1000mL容量瓶中,用刚刚的NaOH溶液稀释,定容至刻度,备用。
  山梨酸标准溶液(5.33mg/L):准确吸取6.25mL、213.2mg/L山梨酸标准贮备液于250mL容量瓶中,用去离子水稀释至刻度。
  5g/L硫代巴比妥酸溶液:称取0.50g硫代巴比妥酸溶于20mL蒸馏水中,加1.0mol/L NaOH溶液10mL,使之完全溶解以后,加1.0mol/L HCL溶液1lmL,用蒸馏水稀释至100mL,摇匀。
  0.1%H202溶液:用量筒量取1.3mL密度为1.11g/mL,质量百分数含量为30%的H2O2,移入加有100mL水的烧杯中,转移至250mL试剂瓶中稀释至250mL,,盖上瓶塞摇匀。
  0.15mol/L H2S04溶液:用量筒量取1.1mL密度为1.84g/mL,质量百分数含量为95.6%的浓硫酸,缓缓注入水中,冷却后稀释至250mL,贮存于试剂瓶中。
  0.1mol/L NaOH溶液:称取1.0g固体氢氧化钠于250mL烧杯中,加入100mL水溶解后移入试剂瓶中—稀释至250mL—盖上瓶塞—摇匀。
  1.0mol/L NaOH溶液:称取10.0g固体氢氧化钠于250mL烧杯中,加入100mL水溶解后移入试剂瓶中—稀释至250mL—盖上瓶塞—摇匀。
  1.0mol/L HCl溶液:用量筒量取20.0mL密度为1.19g/mL,质量百分数含量为37%的浓盐酸,移入加有100mL水的烧杯中,转移至250mL试剂瓶中稀释至250mL,盖上瓶塞,摇匀。
  0.25mol/L NaHC03溶液:称取5.25g固体NaHC03于250mL烧杯中,加入100mL水溶解后移入试剂瓶中—稀释至250mL—盖上瓶塞—摇匀。

  2.3试验方法

  准确吸取5.33mg/L山梨酸标准液4.00mL于25mL比色管中,加入0.1%H202溶液1.0mL和0.15mol/L H2S04 1.2mL,摇匀后至60℃水浴中加热40min,冷水流冷却后加5g/L硫代巴比妥酸溶液4.0mL,摇匀,置沸水浴中加热20min,冷却后用蒸馏水稀释至刻度,以试剂空白作参比,采用1cm比色皿,于530nm波长处测定溶液的吸光度。

  三、方法研究

  3.1吸收光谱和测量波长的选择
  取4.00mL 5.33mg/L山梨酸标准液,按实验步骤方法用试剂空白作参照对比,采用lcm比色皿,在500~560nm波长范围内每隔10nm波长测定一次溶液的吸光度,在最大吸收峰附近每隔2nm波长测定一次溶液的吸光度,记录不同波长对应的吸光度曲线。
  食品中山梨酸成分的分析检测
  从以上测定结果可以看出,最大吸光度所对应的吸收波长为530nm,因此选取此波长作为需要测定的波长。

  3.2氧化反应温度

  在不同温度下进行氧化反应,其程度是不同的,因此,测定体系吸光度也是不同的。按试验方法,改变氧化反应温度,在10~80℃水浴中(温度间隔10℃)加热20min。数据见表2。
  测定结果表明,在50~70℃温度范围内,反应体系具有较大吸光度并且趋于稳定,此时应选择氧化反应温度为60℃时最佳。当氧化反应温度高于70℃时,由于丙二醛被进一步氧化生成酸,导致体系吸光度下降。

  3.3显色酸度

  显色反应的酸度条件同样直接影响显色反应程度。在反应体系中加入0.15mol/L H2S04溶液分别为0.0~2.0mL的用量条件下,按试验方法测定不同酸度对吸光度的影响。
  测定结果表明,在0.15mol/LH2SO4溶液用量为1.2~1.6mL范围内,体系的吸光度较大且稳定,故采用0.15mol/L H2S04溶液用量为1.4mL。

  3.4显色剂用量

  显色剂硫代巴比妥酸的用量对测定体系吸光度的影响显著。在体系中分别加入0~5.0mL 5g/L硫代巴比妥酸溶液(用量间隔0.5mL),按试验方法测定溶液的吸光度。
  结果表明,当显色剂硫代巴比妥酸的用量在3.5mL以上时,测定体系的吸光度较大且保持稳定,实际测定时选用显色剂硫代巴比妥酸的用量为4.0mL。

  3.5工作曲线

  分别取不同量(0~7mL)的5.33mg/L山梨酸标准液于25mL比色管中,以下试验方法操作,绘制工作曲线如图5所示。
  结果表明在线性范围内吸光度与山梨酸浓度(µg/mL)间的关系为:A=0.3715c+0.0047,R2=0.9998。

  四、样品测定

  4.1样品溶液的制备和测定方法

  精确称取3.9100g已磨细的样品溶入50mL水中,转入100mL容量瓶中用蒸馏水定容、摇匀。移取10mL此溶液于250mL分液漏斗中,滴加0.15mol/L H2S04溶液调整pH至2.0,加入l00mL氯仿振荡提取山梨酸10min。静置后将大部分氯仿有机相转移至碘量瓶中,加入5.0g无水Na2SO4振荡后静置。移取上述氯仿溶液50mL转移至盛有25ml0.25mol/L NaHC03溶液的100mL分液漏斗中,振荡提取山梨酸钠5min后,静置分层,小心分离弃去氯仿层,得25mL样品水溶液待测定;以不加样品的空白同上处理作空白液,进一步按试验方法分别测定。

  4.2精密度实验

  按1中拟定的样品溶液的制备和测定方法,对拟合含山梨酸防腐剂的样品(自制山梨酸添加量分别为0.302、0.501mg/g的苹果泥)进行了精密度实验,同一样品测定6次,测定结果见表6。
食品中山梨酸成分的分析检测
  有上表可得回收率在99.01~99.80,方法准确。

  4.3样品分析

  称取购买一家大型超市的含有山梨酸防腐剂的面酱、果汁、酱油三种样品,按1中样品溶液的制备和测定方法,分别测定上述三种样品中山梨酸的含量(见表7)。

  五、结论

  根据GB 2060-2007[9]所测样品中山梨酸的含量均符合国家标准。所以该测定方法值得肯定,且该方法操作快速方便、灵敏度高、使用仪器简单等优点。

  参考文献

  [1]谢全彪.分光光度法同时测定食品中的抗坏血酸和山梨酸[J].分析化学,1997,25(2):247。
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  [9]GB 2760-2007.食品添加剂使用标准[s]。

  致谢:

  转眼间,大学三年很快就这样过去了,我的大学生活里有喜有悲,我的人生展开了新的篇章,在大学里我学到了很多,这些都能让我以后的生活受益匪浅。在这里我向各位老师的辛勤付出致以最真挚的谢意!
  感谢老师在这三年里对我们无私的奉献和关爱,同时也感谢我的指导老师对此论文的悉心指导,他一丝不苟的教学态度、孜孜不倦的敬业精神、平易近人的待人之道都将是我在以后工作、生活中不断进步和学习的榜样。
  也感谢深爱我的父母,是他们淳朴的品质塑造了我虚心学习、认真负责的做事态度,是他们总在我困难的时候予给我无形的鼓励与帮助,鞭策我努力地跨过人生道路上的各种荆棘和坎坷。有了他们的帮助我才能圆满完成三年的大学生活。我想要说声:爸爸妈妈,谢谢你们!
  衷心的感谢我的母校南通职业大学,祝愿母校在以后的日子里更加朝气蓬勃,培养出一代又一代对社会有用的人才,让我们的祖国变得更强大。
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