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1、油脂抗氧化剂分析检测技术与方法研究进展42粮食与油脂2007年第l0期油脂抗氧化剂分析检测技术与方法研究进展李书国,陈辉,李雪梅(河北科技大学,河北石家庄0500l8)摘要:该文简要介绍目前我国油脂抗氧化剂概念,种类及主要抗氧化剂安全性问题,重点阐述油脂抗氧化剂分析检测方法,如比色法,气相色谱法,液相色谱法及电化学分析法等原理,优缺点和应用现状;其中高效液相色谱法是应用最广,检测限较低,灵敏度和精确度较高方法,而电化学分析法则是检测程序最简单,灵敏度较高,检测最快速方法,应用潜力巨大;油脂抗氧化剂快速准确测定对油脂氧化稳定性评价具有重要意义.关键词:油脂;抗氧化剂;分析检测;食品安全Resea
2、rchprogressonanalysistechniquesandmethodsofantioxidantsinoilandfatLIShu-guo,CHENHlli,LIXue-mei(HebeiUniversityofScienceandTechnology,HebeiSjiazhuang050018,China)Abstract:Thisarticlegaveabriefintroductorydiscussionontheconcepts,variety,characteristicsandtheirsafetyoftheantioxidants.Thereviewfocuseson
3、theprogressofvariousanalyticaltechniquesincludingcolorimetricmethod,highperformanceliquidchromatographic(HPLC)method,gaschromatographiC(GC)method,electrochemicalanalyticalmethodforthedeterminationofantioxidantsinoilandfat,Theadvantagesanddisadvantagesandapplicationfieldsofvariousmethodsareanalyzed.H
4、PLCmethodisthemostpopularonewithalowestdetectionlimit,agoodsensitivityandaccuracy,andtheelectrochemicalanalyticalmethodisthemostpotentialonewithasimpleandfastprocedureandagoodsensitivityandaccuracy.Fastaccuratedeterminationofantioxidantsistremendouslysignificantfortheevaluationoftheoxidationstabilit
5、yofoilandfat.KeyWords:oilandfat;antioxidants;analysistechniques;foodsafety中图分类号:TS202.3文献标识码:A文章编号:1008-9578(2OO7)l0004204油脂及含油食品在加工,贮存,流通和使用过程中,若受到不良环境,如阳光,热,酶及金属离子等影响,易发生氧化酸败,主要表现为:酸价升高,过氧化值增大,脂溶性维生素E,A,D,K及必需脂肪酸等营养素破坏;同时油色变深,产生异味和臭味,使其失去食用价值,严重影响企业经济效益和消费者身体健康.为了提高油脂及含油食品质量稳定性,通常采用添加抗氧化剂以阻止或延缓油脂和
6、含油食品氧化变质,延长其货架期”.1.抗氧化剂种类,抗氧化效果及安全性抗氧化剂是一类重要食品添加剂,可防止或延缓油脂及含油食品氧化变质及由氧化所导致褪色,”褐变”,维生素E及B一胡萝b素破坏等.抗氧化剂按来源可分为化学合成抗氧化剂和天然抗氧化剂;按溶解性或使用场合可分为油溶性抗氧化剂和水溶性抗氧化剂.油溶性抗氧化剂有丁基羟基茴香醚(BHA),二丁基羟基甲苯(BHT),特丁基对苯二酚(TBHQ),没食子酸丙酯(Pc),去甲二氢愈创木酸(NDGA),生育酚等;水溶性抗氧化剂有异抗坏血酸及其盐,植酸,茶多酚等.现食用油脂及含油食品使用的多为油溶性,人工合成抗氧化剂,最经常使用的有BHA,BHT,PG
7、,TBHQ等酚类抗氧化剂,在我国食品添加剂标准GB27601996中被允许使用,并规定限量.凌关庭综述作为食品添加剂抗氧化剂种类,生物活性,毒理学特性,功能性评价等吲.1.1丁基羟基茴香醚(BHA)BHA是2一BHA和3一BHA两种异构体混合物,广泛应用于食品和油脂工业,易溶于油脂,对植物油抗氧化活性弱,对热稳定,弱碱性条件下不破坏,遇铁离子不变色.BHA还有较强抗菌能力,可抑制黄曲霉生长及黄曲霉毒素产生,其抗菌作用比BHT,TBHQ都强.日本于1981年发现BHA对大鼠前胃有致癌作用,故自1982年5月起限令只准用于棕榈油和棕榈仁油,禁用至今.1986年FAO/WHO曾报告BHA对大鼠致癌作
8、用取决于剂量,对狗无致癌作用,但对猪,狗可引起食道增生,故当时规定其ADI值暂定由00.6mg/kg降至00.3mg/kg.至1989年评价时,认为只有大剂量时才会诱发大鼠前胃癌,考虑到对狗无有害作用,且人类无前胃,故正式制定BHA的ADI值为00.5mg/kg.另外,直到目前尚未发现BHA有生殖毒性.目前BHA在我国用量已qld,逐渐被新型收稿日期:20070814作者简介:李书国(1969一),男,博士,副教授,研究方向:粮油食品科学:2007年第10期粮食与油脂43抗氧化剂所替代”“.1.2二丁基羟基甲苯(BHT)二丁基羟基甲苯易溶于动植物油,与金属离子作用不会着色,易受阳光,热影响,是
9、目前最常用抗氧化剂之一;与BHA,Vc,柠檬酸,植酸等使用具有显着增效作用,可用于长期保存油脂和含油脂较高食品及维生素添加剂.近年研究证实,BHT有抑制人体呼吸酶活性,使肝脏微粒体酶活性增加等报道,已在希腊,土耳其,印尼,奥地利,牙买加,摩洛哥等国被禁用.FDA癌症评估委员会也正在考虑BHT致癌性.现认为BHT代谢产物BHT一醌甲基化物可能是引起不同组织BHT毒性物质,根据动物实验,BHT比其它抗氧化剂中毒剂量要低些,FAO/WHO于1995年评价时评出其ADI值为00.125mg/kg.美国FDA曾一度对其禁用,但后来发现在允许使用剂量范围内其安全性仍有保证,可继续使用,油脂中用量一般为0.
10、2g/kg卜.1.3特丁基对苯二酚(TBHQ)特丁基对苯二酚是新合成一种抗氧化剂,1972年美国开始使用,经实验室及生产上应用逐渐发现它对植物油有极好保护作用.据国内外资料证明,TBHQ对油脂抗氧化能力比目前常使用BHA,BHT,PG强25倍.TBHQ具有防止胡萝b素分解作用;TBHQ对植物油中生育酚有稳定作用.此外,TBHQ还具有抑制细菌和霉菌作用,试验表明,食物中加入50mg/kgTBHQ可抑制枯草芽孢杆菌,金黄色葡萄球菌,产气短杆菌,白假丝酵母菌,大肠杆菌;50280mg/kgTBHQ可抑制黑曲霉,黄曲霉,青曲霉,杂色曲霉,玉米赤霉,米曲霉,黑根霉,镰刀菌产生,500mg/kgTBHQ能
11、明显抑制黄曲霉毒素B1产生.TBHQ具有优良抗氧化性能,美国FDA已于1972年批准使用,中国卫生部也于1991年批准,允许作为食品抗氧化剂使用.毒理实验显示:TBHQ在高剂量下不会引起肝损伤,且对啮齿动物胃部增生几乎没有影响,TBHQ不可能引发肿瘤.FAO/WHO食品添加剂专家委员会对许多TBHQ研究结果都从实验整体设计和数据分析合理性方面进行重新评价,得出结论:TBHQ作为抗氧化剂使用,在体内不具有遗传毒性作用,且也无需再进行进一步遗传毒性研究.根据NOEL值每天72mg/kg体重和安全系数100,将TBHQ的ADI值确定为00.7mg/kg,在油脂中用量为0.2g/kg;但日本及欧盟尚未
12、允许使用TBHQ,所以在向上述地区出口食品中不能检测出TBHQ”q.1.4没食子酸丙酯(PG)没食子酸丙醋是常用一种抗氧化剂,系由没食子酸和正丙醇酯化而成,其酚酸及其烷基酯赋予其很强抗氧化活性,微溶于油脂,是我国允许使用一种油脂抗氧化剂.其能阻止亚油酸酯的脂肪氧合酶酶促氧化,在动物性油脂中抗氧化能力较强,与增效剂柠檬酸复配使用时,增强其抗氧化能力;与BHA,BHT复配使用时抗氧化效果尤佳;遇铁离子易出现呈色反应一产生蓝黑色,在食品焙烤或油炸过程中迅速挥发,耐热性稍差,一般在食用油脂中应用不是很广泛”吲.近年来食品安全事故频发,各个国家对食品添加剂管理越来越趋严格.鉴于BHA,BHT动物试验表明
13、存有一定安全隐患,尤其是过量添加时,对人体健康有害,如大剂量BHA有致癌可能性,BHT有抑制人体呼吸酶活性嫌疑,这些抗氧化剂在食品中添加量日益引起人们关注,在日本和欧盟一些国家禁止或限制其应用.虽我国食品添加剂标准尚未禁止,但严格监管合成抗氧化剂过量添加显得尤为重要,所以精确,快速测定食用油中人工合成抗氧化剂,对食用油脂稳定性和安全性十分重要.2油脂抗氧化剂分析检测技术与方法研究进展目前抗氧化剂检测方法有薄层层析法,比色法,气相色谱法,液相色谱法,分光光度法等,各方法基本共同处都必需用有机溶剂从样品中将抗氧化剂组分萃取分离出来,手续冗长,步骤多,不但繁杂,且造成组分损失机会多,对结果准确性影响
14、大.随着允许使用抗氧化剂品种增多,使用范围扩大;同时现代食品安全对检测技术方法要求越来越高,如快速,准确,灵敏,多组分同时测定等,所以有关抗氧化剂分析检测技术与方法已不断取得新的进展.2.1比色法比色法可用于测定食用油脂中BHT和PG将含有抗氧化剂BHT食用油脂样品经水蒸汽蒸馏,将BHT从油脂中分离出来,馏出物经冷凝后用甲醇吸收,然后加入邻联二茴香胺溶液和2ml0.3%亚硝酸钠溶液,生成橙红色发色团,接着用氯仿萃取得紫红色溶液,在波长520nnq处测定吸光度,绘制吸光度与BHT浓度标准曲线,进行比较定量,测定植物油中BHT.含有抗氧化剂PG油脂样品用乙醚溶解,接着用乙酸铵溶液提取,没食子酸丙酯
15、与亚铁酒石酸盐发生颜色反应,在波长540nnq处测定其吸光度,与标准曲线比较,测定PG含量.比色法测定抗氧化剂虽仪器简单,但操作程序繁琐,测定精度稍差,不能同时测定多种抗氧化剂.2.2气相色谱法一般传统气相色谱法测定食用油中抗氧化剂程序是先将油脂溶解于己烷,用乙腈和80%乙醇混合溶液萃取,然后除去溶剂,经硅烷化处理,进行检测.如果以DC-200为固定相,则BHA出峰在前,BHT在后.若以极性大Carbowax20M为固定相,则出峰顺序相反.硅烷化抗氧化剂在气相色谱图上出峰顺序依次44粮食与油脂2007年第l0期为:BHA,TBHQ,BHT,PG.该方法存在步骤繁琐,耗费试剂多,检测时间长等缺点
16、,样品量大时,难以满足工作需要;因此许多研究者对该法不断进行改进,主要是在油样预处理程序方面.许彩芸等采用甲醇直接从含油脂试样中提取BHA和BHT,然后用气相色谱氢火焰离子化检测,其检测结果:BHA和BHT定量检测范围分别为0.0080.104g/kg和00.088g/kg,相对标准偏差为RSD=4%,加标回收率95%108%;该法避免国标法操作中多次转移,分离和提取过程造成损失,具有无环境污染,结果准确等优点.岳振峰等采用气相色谱一质谱同时测定XO酱中BHA,BHT和TBHQ,该法中样品用甲醇振荡萃取,以DB一5MS为分析柱,样品中BHA,BHT和TBHQ检测限分别为0.05mg/kg,0.
17、05mg/kg和0.10mg/kg,该法简单,准确,但仪器设备昂贵.李兴根等采用对食品样品进行4h蒸馏和乙酸乙酯分离制备测定液,然后用HP一1毛细管色谱柱分离,氢火焰离子化检测器外标法定量测量,同时测定食品中BHA,BHT,TBHQ和PG四种酚类抗氧化剂,样品加标回收率为96-3%104.2%,相对标准偏差为0.63%153%,检出限BHA为0.72mg/L,BHT为0.62mg/L,TBHQ为0.68mg/L,PG为1.2mg/L;该方法灵敏度稍好,但耗时长,易造成样品中抗氧化剂氧化.游飞明等用毛细管气相色谱快速测定油脂及其加工食品中BHA,BHT,TBHQ含量,油脂样品用无水乙醇提取,过滤
18、,浓缩后直接进样测定.结果三种组分加标回收率在94.6%109.1%之间,相对偏差均小于5.2%,检测线性范围在10500txg/mL之间,相关系数均大于0.999,最低检测浓度均小于0.5txg/mL叭.2-3液相色谱法液相色谱法是应用最广泛,可同时测定多种抗氧化剂主要方法.一般需要正己烷溶解油脂试样,然后用乙腈各提取二次,合并提取液,用旋转蒸发器蒸发浓缩,然后用异丙醇定容,上机进行HPLC分析;因色谱柱需要经常洗脱等程序,所以检测成本高,耗时长,近年来分析工作者对该法进行改进.刘宏程等采用基质固相分散萃取植物油中抗氧化剂BHA,BHT,TBHQ和PG,经高效液相色谱进行分离,其回收率在85
19、.8%94.3%,相对标准偏差为2.1%4.0%0,最低检测限为2n”.岳振峰等开发可同时测定油脂及其制品中BHA,BHT,TBHQ和PG高效液相色谱法,以甲醇为提取溶剂,甲醇与质量分数为1%乙酸为流动相,降低溶剂毒性和成本,且前处理简单化,四种组分回收率在85.8%101.5/4之间,相对标准偏差(RSD)<5.54%.刘年丰等采用乙腈浸提油脂中抗氧化剂BHA和TBHQ,用乙腈一水淋洗反相高效液相色谱法测定提取液中BHA,TBHQ,回收率为92.42%96.69,4,变异系数为2.26%2.88%.郑毅等利用HPLC-FLD法同时测定食用油和食品中PG,NDGA,BHA,TBHQ,OG
20、五种抗氧化剂,该法食用油中抗氧化剂先用乙酸乙酯萃取,经真空浓缩,再用正己烷饱和乙腈溶解,提取,然后离心处理,取上清液作为测试溶液,使用对称c柱为固定相,5%乙酸一乙睛一甲醇(4:3:3,V/V/V)为流动相,进行HPLC分析,标准样品平均回收率为72.1%99.6%;RSD为0.7%7.2%,检狈0限TBHQ,NDGA为1Ixg/g,PG和OG为10Ixg/g.胡小钟等采用反相高效液相色谱法分离和测定油脂中九种抗氧化剂,如PG,THBP,TBHQ,NDGA,BHA,Ionox-100,OG,BHT和DG,研究油脂中9种酚类抗氧化剂色谱保留行为,以甲醇一水一乙酸体系为流动相,采用梯度洗脱,可在3
21、0min内将九种物质完全分离并定量测定.测定线性范围为1200mg/L(R=0.99850.9997),检测限为2mg/kg,回收率为82-4%98.7%,RSD为1.01%4.74%.2.4电分析法电化学分析技术由于其高选择性和灵敏度,检测表1液相色谱法测定油脂抗氧化剂分析条件2007年第10期粮食与油脂45快捷方便特性,所以在复杂体系中检测微量化合物和生物活性成分方面应用广泛;而酚类抗氧化剂都是电活性物质,电化学分析技术在抗氧化剂定量分析和抗氧化活性评价方面应用潜力巨大.近年来国外学者对该法在抗氧化剂定量分析进行研究,并认为是替代高效液相色谱法重要方法.Agui等利用微分脉冲伏安法同时测定
22、脱水马铃薯片中BHA和BHT含量,二者在碳纤维微电极上氧化峰电位差为300mV;laFuente等利用镍酞菁修饰电极催化作用测定油炸土豆片和玉米片中PG,BHA和TBHQ含量,研究聚吡咯修饰电极对PG,BHA和TBHQ电化学催化作用,确定影响PG,BHA和TBHQ氧化峰主要因素,如溶液pH值,甲醇与水比率,电位扫描速度和分析物浓度等,并应用于实际样品分析检测,该法需要样品粉碎,甲醇提取,离心分离等预处理步骤叫.Martin等借助PLS法利用微分脉冲伏安法同时测定样品中BHA和PG;GaleanoDiaz等引入多元校正分析法即偏最小二乘法对抗氧化剂BHA,BHT,PG三者重叠微分脉冲伏安图进行分
23、析,如对食用汤料中抗氧化剂含量进行分析,汤料被研磨成粉末后采用乙腈提取抗氧化剂,然后在pH2.8缓冲液中进行线性伏安扫描结合化学计量法对植物油和某些食品中BHA,BHT和PG进行同时测定分析.Ni等利用电分析方法辅以化学计量学技术同时测定食用油和调味粉中BHA,BHT,PG和TBHQ:但需要用乙腈从食用油和调味粉中提取,分离抗氧化剂,且四种抗氧化剂在其选择的介质和电极条件下,发生氧化峰重叠现象.3油脂抗氧化剂分析检测技术存在问题与发展趋势如上所述,抗氧化剂在油脂及含油食品中应用广泛,其分析检测方法研究发展非常迅速,但各种分析检测方法灵敏度,精确度,检测限,检测程序简繁程度等各不相同,准确,快速
24、测定油脂及含油食品抗氧化剂含量有益于评价油脂氧化稳定性,预测货架期及其质量安全性.针对不同实验室具体仪器设备条件和分析检测场合与目的不同,根据现代分析科学发展趋势,目前油脂抗氧化剂分析检测技术方面要解决如下课题:一是研究选择合适萃取溶剂,萃取及分离方法,以简化油脂及含油样品预处理程序,有效缩短检测时间,提高检测效率:二是利用现代化学计量技术和计算机技术结合现代分析检测技术同时,测定油脂及含油食品中两种或多种抗氧化剂混合物;三是重点研究电化学分析方法,该方法检测精度高,检测程序简单,快速便捷,是实现快速,精确检测重要方法之一,该法还可用于不同抗氧化剂抗氧化活性和抗氧化机理研究,应用潜力巨大.参考
25、文献1李书国,赵文华,李雪梅.食用油脂抗氧化剂及其安全性研究进展J粮食与油脂,2006,(5):3437.2凌关庭.食品抗氧化剂及其进展(I)J.粮食与油脂,2000,(6):4548.3凌关庭.食品抗氧化剂及其进展(II)J.粮食与油脂,2000,(7):4748.4黄池宝,罗宗铭.食品抗氧化剂的种类及其作用机理J.广东工业大学学报,2001,l8(3):7780.5卢艳杰,龚院生,张连富.油脂检测技术M北京:化学工业出版社,2004.134-254.6陈洁,金华丽,李建伟.油脂化学M.北京:化学工业出版社,2004.832l5.7许彩芸,郭建,韩淑霞,等,直接甲醇提取气相色谱测定BHA,B
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