《食品添加剂分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品添加剂分析.ppt（63页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、食品添加剂分析陈娅娣,一、食品添加剂的基础知识,1、食品添加剂概念及分类 1）定义 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，它并不包括残留的农药、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称食品添加剂。,2）分类 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。添加剂按不同用途可分成很多种类：(1)防腐剂（苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钠）饮料、果浆中用；(2)抗氧化剂（BHA、BHT、PG等）；(3)发色剂（
2、亚硝酸盐、硝酸盐NaNO3）腌肉用；(4)漂白剂（如蘑菇罐头，一般加工时氧化褐变，所以用亚硫酸盐浸泡，还有生产粉条也如此，如SO2等，制出产品白色）；(5)增稠剂（如淀粉、糖浆等）；(6)甜味剂（如糖精钠、糖精等，不产生能量的木糖醇等）；(7)着色剂（食用染料、色素）饮料及糖果里加入；(8)调味剂（味精谷氨酸钠，各种香精单体等）；,2、食品添加剂的作用提高食品的保藏性能,防止腐败变质。改善食品的感官形状。改善和提高食品的品质、质量。有利于食品加工操作。保持或提高食品的营养价值。,3、食品添加剂分析意义1）合成添加剂具有毒性，有个别的在食品中起变态反应，对添加剂的剂量加以限制，保障人民身体健康；
3、2）通过检测能保证食品的卫生质量。,甜味剂(Sweeteners)分析,什么是甜味剂？甜味剂(Sweeteners)是指赋予食品或饲料以甜味的食物添加剂。目前世界上使用的甜味剂很多,有几种不同的分类方法：按其来源可分为天然甜味剂和人工合成甜味剂；按其营养价值分为营养性甜味剂和非营养性甜味剂；按其化学结构和性质分为糖类和非糖类甜味剂。,糖精钠分析,分子式为C7H5SO3N。白色结晶或粉状，无臭或微有酸性芳香气，在水中溶解度极小，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。HPLC法 本标准适用于食品中糖精钠的测定。最低检出量：高效液相色谱法取样量为10g，进样量为10L
4、时，最低检出量为15ng一、测定原理 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。,二、试剂1）甲醇：经滤膜（05m）过滤。2）氨水（l1）：氨水加等体积水混合。3）乙酸铵溶液（002molL）：称取154g乙酸铵，加水至1000mL溶解，经滤膜（045m）过滤4）糖精钠标准储备溶液：准确称取00851g经120烘干4h后的糖精钠，加水溶解定容至1000mL。糖精钠含量1.0mg/mL，作为储备溶液。5）糖精钠标准使用溶液：吸取糖精钠标准储备液10.00mL放入100mL容量瓶中，加水至刻度。经滤膜（045m）过滤。
5、该溶液每毫升相当于010mg的糖精钠。三、仪器高效液相色谱仪，紫外检测器。,RP-HPLC 测糖精钠,原理:(糖精钠水溶,反相柱,紫外检测器)样品(如有必要,需加温除去CO2及EtOH)用氨水调pH约为7,加水定容,过滤,上样分析.HPLC条件：检测器：紫外检测器，波长230m，色谱柱：YWG-C18 46mm250mm，10um不锈钢柱，或其他型号 C18柱；流动相：甲醇+002mol/L乙酸铵溶液（5+95）；流速：10mL/min；进样量：10L。,1-苯甲酸，2-山梨酸 3-糖精钠（是直接测定！）,标准的HPLC色谱图,定性与定量的原则：经高效液相色谱柱分离后，以其标准溶液峰的保留时间
6、(及该物质的光谱吸收峰形)为依据进行定性，以其峰面积求出样液中被测物质的含量。,液相色谱仪器 high performance liquid chromatograph,高效液相色谱法的特点 feature of HPLC,特点：高压、高效、高速、高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。,流程及主要部件 process and main assembly of HPLC,液相色谱的流动相 mobile phases of LC,流动相特性（1）液相色谱的流动相又称为：淋洗液，洗脱剂。流动相组成改变，极性改变，可显著改变组分分离状况；（2）亲水性固定液常采用疏水性流动相，即流动相的极性
7、小于固定相的极性，称为正相液液色谱法，极性柱也称正相柱。（3）若流动相的极性大于固定液的极性，则称为反相液液色谱，非极性柱也称为反相柱。组分在两种类型分离柱上的出峰顺序相反。,2.流动相类别,按流动相组成分：单组分和多组分；按极性分：极性、弱极性、非极性；按使用方式分：固定组成淋洗和梯度淋洗。常用溶剂：己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、乙腈、水。采用二元或多元组合溶剂作为流动相可以灵活调节流动相的极性或增加选择性，以改进分离或调整出峰时间。,3.流动相选择,在选择溶剂时，溶剂的极性是选择的重要依据。采用正相液-液分配分离时：首先选择中等极性溶剂，若组分的保留时间太短，降低溶剂极性，反之增加
8、。也可在低极性溶剂中，逐渐增加其中的极性溶剂，使保留时间缩短。常用溶剂的极性顺序：水(最大)甲酰胺 乙腈 甲醇 乙醇 丙醇 丙酮 二氧六环 四氢呋喃 甲乙酮 正丁醇 乙酸乙酯 乙醚 异丙醚 二氯甲烷氯仿溴乙烷苯四氯化碳二硫化碳环己烷己烷煤油(最小),四、测定条件1）色谱柱：YWGC184.6mm250mm10m不锈钢柱。2）流动相：甲醇：乙酸铵溶液(0.02mol/L)(5：95)。3）流速：1mL/min。4）检测器：紫外检测器，波长230nm，灵敏度0.2AUFS。,液相色谱检测器,A紫外检测器应用最广，对大部分有机化合物有响应。特点：灵敏度高；线形范围高；流通池可做的很小（1mm 10m
9、m，容积 8L）；对流动相的流速和温度变化不敏感；波长可选，易于操作；可用于梯度洗脱。,B光电二极管阵列检测器 1024个二极管阵列，各检测特定波长，计算机快速处理，三维立体谱图.C示差折光检测器除紫外检测器之外应用最多的检测器;灵敏度低、对温度敏感、不能用于梯度洗脱；D 荧光检测器 高灵敏度、高选择性；对多环芳烃，维生素B、黄曲霉素、卟啉类化合物、农药、药物、氨基酸、甾类化合物等有响应；,5、测定步骤1）样品处理汽水：称取5001000g，放入小烧杯中，微温搅拌除去二氧化碳，用氨水（11）调pH约7。加水定容至适当的体积，经滤膜（045um）过滤。果汁类：称取5.001000g，用氨水（11
10、）调pH约7，加水定容至适当的体积，离心沉淀，上清液经滤膜（045m）过滤。配制酒类：称取100g，放小烧杯中，水浴加热除去乙醇，用氨水（11）调pH约7，加水定容至20ml，经滤膜（045m）过滤。2)测定取样品处理液和标准使用液各10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。,防腐剂分析,防腐剂是一种能够抑制食品中微生物生长和繁殖的化学物质。如果按照国家规定的数量使用，不仅可以防止食品生霉，而且可以防止食品变质或腐败，并能延长保存时间，同时对食用者也不会引起什么危害。因此，对
11、防腐剂的使用必须控制一定的使用量，而且应具备以下特点：,凡加入食品中的防腐剂，首先是对人体无毒、无害、无副作用的；长期使用添加防腐剂的食品，不应该使机体组织产生任何的病变 加入防腐剂之后，对食品的质量不能有任何的影响和分解；食品加入防腐剂之后，不能掩蔽劣质食品的质量或改变任何感官性状。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。其中前两种应用广泛。,苯甲酸，又名安息香酸，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸相对密度1.2659，熔点122.4，沸点249.2，在酸性条件下苯甲酸及苯甲酸钠防腐效果较好，适宜用于偏酸的食品（pH 455）。山梨酸，2，4
12、已二烯酸，(CH3CHCHCHCHCOOH)无色针状或白色结晶粉末，无臭或微有刺激臭味，不溶于水而溶于乙醇，熔点132135，沸点228(分解)，长期暴露于空气中则被氧化变色。,一、苯甲酸及其盐类的测定,测定方法：（1）中和法（碱滴定法）-应用广泛（2）紫外分光光度法（3）薄层层析法（4）气相色谱法（5）高效液相色谱法,（一）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0.1N标准NaOH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）含酒精样品（各种汽
13、饮料等）含多量脂肪样品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,（二）紫外分光光度法 原理 样品中苯甲酸在酸性溶液中可以用水蒸汽蒸馏的方法蒸馏出来，与样品中不挥发性成分分离，然后用强酸氧化，使苯甲酸以外的其它有机物氧化分解，氧化后的溶液再次蒸馏，蒸馏液中除苯甲酸外的其它杂质基本都被分解了，根据苯甲酸的吸收波长225nm下测定吸光值。苯甲酸用紫外的原因是甲酸同苯形成p-共轭体系，适合紫外分光光度仪测定。,样品中加1ml磷酸经水蒸汽蒸馏，得到的馏液主要是苯甲酸，还有其它酸物，再加入0.2N的K2Cr2O7和4N的H2SO4，将其它酸性物质
14、氧化，再经过蒸馏，得到无杂物的苯甲酸，在225nm下测定。,（三）薄层层析法原理：样品经过酸化后，用乙醚提取苯甲酸，然后将样品浓缩，浓缩后点样于聚酰胺薄层板上，经展开，显色后，根据比移值与标准比较定性，并进行定量。,纸色谱,以分配色谱为例进行讨论,取一大小适宜的滤纸条,在滤纸条的下端点上标准和样品,放在色谱筒中展开,取出，标记前沿，凉干,着色，分析,操作技术,层析板层析板是用专门的涂布器把浆状的吸附剂（硅胶或氧化铝，200250目）均匀地涂在长条形玻璃板上（厚度0.150.5mm）。干燥后即可使用。,点样在铺好的薄层板一端2.5cm处，画一条线，作为起点线，在离顶端11.5cm处画一条线，作为
15、溶剂到达的前沿。用内径为0.5mm管口吸取样品，垂直接触薄层的起点线上，样品斑点直径不超过0.5cm为宜。,展开剂,由一种或多种溶剂按一定比例组成的展开剂放在层析缸中，高度0.5cm，并在展开室内空气饱和510min。放置薄板，三种展开的方式。,薄层板的展开,显色、检测,有些组份在紫外光照射下产生荧光，可在紫外灯下用铅笔将组份斑点描绘出来。常用的显色方法有喷洒显色剂、碘蒸气熏或氨水熏等,薄层色谱比移值,薄层色谱的定量方法分为直接法和间接法两类。直接法是在同一块板上，在相同的实验条件下测量斑点面积的大小或颜色深浅进行定量。它又分为斑点面积测量法、目视比较法和薄层色谱扫描仪法。间接法是将斑点从硅胶
16、上洗脱下来，再用其它方法定量。,（四）气相色谱法原理：用乙醚提取后，采用氢火焰离子检测器进行分离测定，然后与标准系列比较定量。本法为国家标准方法，可同时测定食品中苯甲酸和山梨酸的含量，山梨酸保留时间为173秒，苯甲酸保留时间为368秒。适用于酱油、果汁、果酱。,试剂乙醚：不含过氧化物石油醚：沸程3060。盐酸。无水硫酸钠盐酸(11)：取100mL盐酸，加水稀释至200mL。氯化钠酸性溶液(40g/L)：于氯化钠溶液(40g/L)中加少量盐酸(11)酸化。山梨酸、苯甲酸标准溶液：准确称取山梨酸、苯甲酸各0.2000g，置于100mL容量瓶中，用石油醚乙醚(31)混合溶剂溶解后并稀释至刻度。此溶液
17、每毫升相当于2.0mg山梨酸或苯甲酸。山梨酸、苯甲酸标准使用液：吸取适量的山梨酸、苯甲酸标准溶液，以石油醚乙醚(31)混合溶剂稀释至每毫升相当于50，100，150，200，250mg山梨酸或苯甲酸。仪器气相色谱仪：具有氢火焰离子化检测器。,色谱参考条件色谱柱：玻璃柱，内径3mm，长2m，内装涂以5%(m/m)DEGS1%(m/m)H3PO4固定液的6080目Chromosorb W AW。气流速度：载气为氮气，50mL/min(氮气和空气、氢气之比按各仪器型号不同选择各自的最佳比例条件)温度：进样口230；检测器230；柱温170分析步骤样品提取称取2.50g事先混合均匀的样品，置于25mL
18、带塞量筒中，加0.5mL盐酸(11)酸化，用15，10mL乙醚提取两次，每次振摇1min，将上层乙醚提取液吸入另一个25mL带塞量筒中。合并乙醚提取液。用3mL氯化钠酸性溶液(40g/L)洗涤两次，静止15min，用滴管将乙醚层通过无水硫酸钠滤入25mL容量瓶中。加乙醚至刻度，混匀。准确吸取5mL乙醚提取液于5mL带塞刻度试管中，置40水浴上挥干，加入2mL石油醚乙醚(31)混合溶剂溶解残渣，备用。,测定进样2L标准系列中各浓度标准使用液于气相色谱仪中，可测得不同浓度山梨酸、苯甲酸的峰高，以浓度为横坐标，相应的峰高值为纵坐标，绘制标准曲线。同时进样2L样品溶液。测得峰高与标准曲线比较定量。计算
19、,外标法：以待测组分纯品为对照物，与试样中待测组分的响应信号相比较进行定量的方法,a工作曲线法：i纯品工作曲线，同体积样品与之比较 c前提：进入检测器样品量与峰面积成正比,外标法特点：1）不需要校正因子，不需要所有组分出峰 2）结果受进样量、进样重复性和操作条件影响大 每次进样量应一致，否则产生误差,图示,（五）高效液相色谱法,原理：试样加温除去二氧化碳和乙醇，调节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。,说明与讨论（1）本法为国家标准分析方法，可同时测定食品中苯甲酸盐、山梨酸盐和糖精钠的含量，适用于酱油、果汁、果酱。（2）含二氧化碳的样品需
20、经加热除去，含酒精的样品加氢氧化钠溶液调至碱性，于沸水浴中加热以除去酒精。（3）反相色谱是什么？,HPLC条件：检测器：紫外检测器，波长230m，色谱柱：YWG-C18 46mm250mm，10um不锈钢柱，或其他型号 C18柱；流动相：甲醇+002mol/L乙酸铵溶液（5+95）；流速：10mL/min；进样量：10L。,1-苯甲酸，2-山梨酸 3-糖精钠（是直接测定！）,测定步骤样品处理汽水：称取5.0010.0g样品，放入小烧杯中，微温搅拌除去二氧化碳，用氨水(11)调pH约7。加水定容至1020mL，经滤膜(0.45m)过滤。果汁类：称取5.0010.0g样品，用氨水(11)调pH约7
21、，加水定容至适当体积，离心沉淀，上清液经滤膜(0.45m)过滤。配制酒类：称取10.0g样品，放入小烧杯中，水浴加热除去乙醇，用氨水(11)调pH约7，加水定容至适当体积，经滤膜(0.45m)过滤。,测定根据保留时间定性，外标峰面积法定量。式中：X样品中苯甲酸或山梨酸的含量，g/kg；m1进样体积中苯甲酸或山梨酸的质量，mg；V2进样体积，mL；V1样品稀释液总体积，mL；m样品质量，g。式中：X2样品中苯甲酸或山梨酸的含量，g/kg；m3进样体积中苯甲酸或山梨酸的质量，mg；V4进样体积，mL；V3样品稀释液总体积，mL；m4样品质量，g。,护色剂的测定,护色剂：是指本身无着色作用，但能与食
22、品中的发色物质作用而使其稳定并在加工保存过程中不致分解、脱色或退色，或与食品中无色基团作用而产生鲜艳色彩的一类化合物。常用的发色剂有亚硝酸钠(钾)和硝酸钠(钾)等。护色剂的作用：在动物类食品的加工过程中添加适量的化学物质与食品中的某些成分发生作用，而使制品呈现良好的色泽。,亚硝酸钠的性状与性能：,无色或微带黄色结晶，有咸味，易潮解，水溶液呈碱性。在肉制品中起护色作用：能抑制微生物的增殖：能增强腌肉制品的风味。,亚硝酸盐的测定,盐酸萘乙二胺法：样品经沉淀蛋白，除去脂类后，在弱酸条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化，生成重氮化合物，再与盐酸萘乙二氨偶联成紫红色的重氮染料。生成的颜色深浅与亚硝酸根含
23、量成正比，可以比色测定（538nm）,镉柱法：,样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后，溶液通过镉柱，使其中的硝酸根离子还原成亚硝酸根离子。在弱酸性条件下，亚硝酸根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，测得亚硝酸盐总量，用总量减去亚硝酸盐含量即得硝酸盐含量。,镉柱装置图,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：(1)还原型（SO2、亚硫
24、酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸等）；(2)氧化型（H2O2、次氯酸等）,测定还原型漂白剂的方法有：(1)盐酸副玫瑰苯胺比色法（国标法）；(2)滴定法（中和法）；(3)碘量法；(4)极谱法；(5)高效液相色谱法测定氧化型漂白剂的方法有：(1)滴定法；(2)比色定量法；(3)高效液相色谱法；(4)极谱法,还原型漂白剂的测定,SO2及亚硫酸盐的测定 比色法在我们国内用的较多，这种方法关键是把样品中SO2提取出来，常用四氯汞钠做萃取液（主要是在分析中为了避免SO2的损失，常以Na2HgCl4作吸收液）。,一、酸漂副品红比色法-对品红比色法（盐酸副玫瑰苯胺比色法）,1、原理 HgCl2+2NaCl Na2H
25、gCl4（吸收液）Na2HgCl4+SO2+H2O HgCl2SO32-+2H+2 NaCl HgCl2SO32-+HCHO HgCl2+HOCH2SO3H 3HOCH2SO3H+酸漂副品红 聚玫瑰红甲基磺酸（紫红色络合物）,吸收液用氯化汞与氯化钠作用生成四氯汞钠，当样品中的SO2与吸收液作用之后，生成一种稳定的络合物（可防止SO2的损失），这种络合物与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，颜色的深浅与SO2浓度成正比，可在580nm下比色测定。,2、注意事项,此反应的最适反应温度为20-25，温度低灵敏度低，所以标准系列管和样品在相同温度下显色；反应温度如果为15-16，静置时间需延长为
26、20分钟；盐酸副玫瑰苯胺中的盐酸用量对显色有影响，加入盐酸量多，显色浅；加入量少，显色深，所以配制试剂时一定要按操作进行；甲醛浓度在0.15-0.25%时，颜色稳定，所以应选择0.2%甲醛溶液；测定样品颜色较深的样品，可用10%活性炭脱色；,样品加入Na2HgCl4吸收液于100ml容量瓶中加水至刻度，摇匀，此液在24小时内很稳定，否则于4可使用一周；此法测SO2采用HgCl2毒性很强，故实验时应注意安全。近几年有科技报道采用EDTA（乙二胺四乙酸）试剂代替四氯汞钠。,二、中和滴定法,原理：亚硫酸盐在酸性条件下加热，蒸出二氧化硫，然后用双氧水溶液吸收并氧化成硫酸，再用标准碱溶液滴定至终点橄榄色
27、，然后根据消耗碱液计算出样品中SO2的含量。我国为什么不采用中和滴定法作为国标，而是采用比色法为国标，且比色法中四氯汞钠又有毒性，这主要是因为中和法测SO2在样品处理时较麻烦，而且要通入N2，条件比较苛刻，所以采用比色法测定SO2，且准确度也较高。,氧化型漂白剂H2O2的测定,一、碘量法1.原理：过氧化氢在稀硫酸作用下，能使碘化钾氧化而定量析出碘，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定所析出的碘。同时利用过氧化氢酶分解过氧化氢以外的过氧化物，从样品溶液所消耗标准硫代硫酸钠溶液体积减去经过过氧化氢酶作用后以外的过氧化物所消耗标准硫代硫酸钠溶液的体积，求得过氧化氢的含量。,二、钛盐光度法原理：过氧化氢在酸性溶液中，与钛离子生成稳定的橙色络合物，颜色的深浅与样品中过氧化氢的含量成正比。Ti4+H2O2+2H2O H2TiO4+4H+,
