第十章 食品添加劑的測定

第十章

食品添加劑的測定第一節(jié)

概述一、食品添加劑的定義和分類1、定義所謂食品添加劑是在食品生產、加工或貯存過程中，添加進去的天然或化學合成的物質，對食品的色、香、味或質量起到一定的作用，本身不作為食用目的，也不一定具有營養(yǎng)價值，它并不包括殘留的農藥、污染物和營養(yǎng)強化劑。即食品在生產、加工或保存過程中，添加到食物中期望達到某種目的的物質稱食品添加劑。

2、分類

食品添加劑的種類很多，按其來源可分為天然食品添加劑和化學合成添加劑。天然食品添加劑是利用動物與植物組織或分泌物及以微生物的代謝產物為原料，經過提取、加工所得到的物質。如辣椒紅色素、番茄紅色素等是從植物中提取出來的。而化學合成添加劑是通過一系列化學手段所得到的有機或無機物質或多或少都有毒性，在劑量上應該嚴格控制。

添加劑按不同用途可分成很多種類：

(1)防腐劑（苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀）飲料、果漿中用；(2)抗氧化劑（BHA、BHT、PG等）；(3)發(fā)色劑（亞硝酸鹽、硝酸鹽NaNO3）腌肉用；(4)漂白劑（如蘑菇罐頭，一般加工時氧化褐變，所以用亞硫酸鹽浸泡，還有生產粉條也如此，如SO2等，制出產品白色）；（5）增稠劑（如淀粉、糖漿等）；（6）甜味劑（如糖精鈉、糖精等，不產生能量的木糖醇等）；（7）著色劑（食用染料、色素）飲料及糖果里加入；（8）調味劑（味精谷氨酸鈉，各種香精單體等）；以上的添加劑大部分都是化學合成的。它們是通過氧化、還原、縮合、聚合等合成反應制得，有的具有毒性，所以對于添加劑的含量多少與規(guī)格、劑量都要進行分析、標定。在目前推廣使用天然添加劑有VC、淀粉、糖漿、紅曲等天然色素。

二、測定意義

1、合成添加劑具有毒性，有個別的在食品中起變質反應，對添加劑的劑量加以限制，保障人民身體健康；2、通過檢測能保證食品的衛(wèi)生質量。

三、食品添加劑的要求

對于食品添加劑首先是無毒無害和有營養(yǎng)價值，其次才是色、香、味、形態(tài)，另外對于添加劑的使用劑量，各國都有建議用量，可查一些手冊。

四、食品添加劑測定的項目與方法

添加劑品種繁多，所以它們的測定方法也很多，測定時和其它分析項目一樣，首先需要將分析物質從復雜的混合物中分離出來，然后再測定。第二節(jié)

防腐劑的測定防腐劑是一種能夠抑制食品中微生物生長和繁殖的化學物質。

如果按照國家規(guī)定的數量使用，不僅可以防止食品生霉，而且可以防止食品變質或腐敗，并能延長保存時間，同時對食用者也不會引起什么危害。因此，對防腐劑的使用必須控制一定的使用量，而且應具備以下特點：⑴凡加入食品中的防腐劑，首先是對人體無毒、無害、無副作用的；⑵長期使用添加防腐劑的食品，不應該使機體組織產生任何的病變⑶加入防腐劑之后，對食品的質量不能有任何的影響和分解；⑷食品加入防腐劑之后，不能掩蔽劣質食品的質量或改變任何感官性狀。我國允許使用的防腐劑有苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽、對羥基苯甲酸乙酯及丙酯等。其中前兩種應用廣泛。

一、苯甲酸及其鹽類的測定

測定方法：（1）中和法（堿滴定法）--應用廣泛（2）紫外分光光度法（3）薄層層析法（4）氣相色譜法（5）高效液相色譜法

（一）中和法

1、原理在弱酸條件中，用乙醚將樣品中的苯甲酸提取出來，將乙醚揮發(fā)后，用中性酒精或醇醚混合物溶解內容物，用酚酞做指示劑，采用0.1N標準NaOH滴定至終點，然后根據氫氧化鈉消耗的體積計算苯甲酸或苯甲酸鈉的含量。2、樣品的處理⑴固體或半固體樣品（各種果醬）稱100g樣→與500ml容量瓶中→加200ml水→加ARNaCl直到不溶解為止（降低苯甲酸在水中溶解度）→用10%NaOH調為堿性（這時苯甲酸生成苯甲酸鈉，并以苯甲酸鈉狀態(tài)存在）→用飽和NaCl定容500ml→靜置2小時→過濾→棄去初液→收集濾液⑵含酒精樣品（各種汽飲料等）取250ml樣→于燒杯中→加10%NaOH呈堿性→置水浴蒸發(fā)至100ml（除去C2H5OH）→移入250ml容量瓶→加30gNaCl溶解后→用飽和NaCl定容→放置2小時→過濾→收集濾液⑶含多量脂肪樣品于上述制備好的濾液中→加NaOH使之成為堿性→加50ml乙醚提取→靜置分層后→棄去醚層→溶液供測定用

采用此方法測苯甲酸及其鹽類最大缺點是：樣品中有其它有機酸時，乙醚萃取時易帶過來，所以此法測定誤差較大。

（二）紫外分光光度法

1、原理樣品中苯甲酸在酸性溶液中可以用水蒸汽蒸餾的方法蒸餾出來，與樣品中不揮發(fā)性成分分離，然后用強酸氧化，使苯甲酸以外的其它有機物氧化分解，氧化后的溶液再次蒸餾，蒸餾液中除苯甲酸外的其它雜質基本都被分解了，根據苯甲酸的吸收波長225nm下測定吸光值。樣品中加1ml磷酸經水蒸汽蒸餾，得到的餾液主要是苯甲酸，還有其它酸物，再加入0.2N的K2Cr2O7和4N的H2SO4，將其它酸性物質氧化，再經過蒸餾，得到無雜物的苯甲酸，在225nm下測定。苯甲酸用紫外的原因是甲酸同苯形成p-π共軛體系，適合紫外分光光度儀測定。

（三）薄層層析法

原理：樣品經過酸化后，用乙醚提取苯甲酸，然后將樣品濃縮，濃縮后點樣于聚酰胺薄層板上，經展開，顯色后，根據比移值與標準比較定性，并進行定量。

紙色譜

紙色譜法是以層析濾紙為載體的液相色譜法。濾紙中的纖維素通常吸收20%-25%的水分，其中約6%的水分子通過氫鍵與纖維素上的羥基結合，在分離過程中不隨有機溶劑流動，形成紙色譜中的固定相；而有機溶劑為流動相，又稱展開劑。

對濾紙的一般要求是：（1）質地和厚薄必須均勻，邊緣整齊，平整無折痕，無污漬。（2）紙纖維疏松度適當。過于疏松易使斑點擴散，過于緊密則流速較慢。（3）有一定的強度，不易斷裂。（4）純度高，不含填充劑，灰分在0.01%以下。否則金屬離子雜質會與某些組分結合，影響分離效果。薄層色譜

薄層色譜是將柱色譜與紙色譜法結合而發(fā)展起來的一種分離方法。它將柱色譜分離效果好、適用范圍廣的優(yōu)點與紙色譜設備簡單、靈敏快速、顯色方便等優(yōu)點相結合，具有獨特的優(yōu)越性。

薄層色譜的固定相與柱色譜類似，是在玻璃板或塑料板上涂抹吸收劑，如硅膠、氧化鋁等，只是其粒度更細。而其分離操作則非常類似于紙色譜。干燥后的薄層板經活化后，在其下端用毛細管點上試樣，然后在密閉的層析缸中用有機溶劑作為流動相自下而上進行展開。在此過程中，試樣中各組分在兩相間不斷進行吸附和解吸，根據吸附劑對不同組分吸附力的差異而逐漸得到分離。

（四）氣相色譜法

原理：用乙醚提取后，采用氫火焰離子檢測器進行分離測定，然后與標準系列比較定量。流出曲線和色譜峰流出曲線（色譜圖）：電信號強度隨時間變化曲線色譜峰：流出曲線上突起部分外標法：以待測組分純品為對照物，與試樣中待測組分的響應信號相比較進行定量的方法a．工作曲線法：i純品→工作曲線，同體積樣品與之比較c前提：進入檢測器樣品量與峰面積成正比

外標法特點：

1）不需要校正因子，不需要所有組分出峰

2）結果受進樣量、進樣重復性和操作條件影響大

→每次進樣量應一致，否則產生誤差圖示back

（五）高效液相色譜法

原理：樣品處理后，注入高效液相色譜儀中，利用被測組分在固定相和移動相中分配系數的不同，使被測組分分離，用紫外檢測器在特定波長下測定被測組分的吸光度，與標準比較定性和定量。液-固吸附色譜

liquid-solidadsorption

chromatography

固定相：固體吸附劑為，如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑；

流動相：各種不同極性的一元或多元溶劑。

基本原理：組分在固定相吸附劑上的吸附與解吸；適用于分離相對分子質量中等的油溶性試樣，對具有官能團的化合物和異構體有較高選擇性；

液-液分配色譜

liquid-liquidpartition

chromatography固定相與流動相均為液體（互不相溶）；基本原理：組分在固定相和流動相上的分配；流動相：對于親水性固定液，采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定液的極性（正相

normalphase），反之，流動相的極性大于固定液的極性（反相

reversephase）。正相與反相的出峰順序相反；

固定相：早期涂漬固定液，固定液流失，較少采用；

化學鍵合固定相：（將各種不同基團通過化學反應鍵合到硅膠（擔體）表面的游離羥基上。C-18柱（反相柱）。

二、山梨酸及其鹽的測定

測定方法：（1）比色法（硫代巴比妥酸比色法）（2）紫外分光光度法（3）薄層層析法（4）氣相色譜法（5）高效液相色譜法

（一）硫代巴比妥酸比色法

1、原理樣品中的山梨酸在酸性溶液中，用水蒸汽蒸餾出來，然后用K2Cr2O7氧化成丙二醛和其它產物，丙二醛與硫代巴比妥酸反應，生成紅色物質，顏色的深淺與山梨酸含量成正比。（530nm下測定）

第三節(jié)抗氧化劑的測定

人工合成的抗氧化劑有：（1）BHA

丁基化對對羥基茴香醚

（2）BHT

丁基化對對羥基甲苯（3）PG

沒食子酸丙酯

（1）BHA

丁基化對對羥基茴香醚

特點：

1）對熱穩(wěn)定2）在弱堿性中不破壞（作為焙烤食品用的抗氧化劑）（2）BHT

丁基化對對羥基甲苯特點：（1）抗氧化性強于BHA；（2）毒性大于BHA這種抗氧化劑在美國是禁止使用的

⑶沒食子酸丙酯結構

特點：（1）耐熱性強；（2）溶于油脂，酒精等有機溶劑中以上三種人工合成抗氧化劑我國都在使用，抗氧化性最強是混合使用，二種抗氧化劑混合使用效果最好，但要加增效劑，常用的增效劑有檸檬酸，抗敗血酸，磷酸等可以提高抗氧化劑的作用。而增效劑主要是絡合重金屬離子，使氧化性獲得新生。油脂氧化機制

（1）鏈引發(fā)；（2）鏈傳播；（3）終止RH代替脂肪或者脂肪酸

第一步：RH→R*.+H*

第二步：脂肪RH受熱或光金屬第三步：R*+O2→ROO*

RO2*+RH→ROOH+R*第四步R*+R*→R-R

R*+RO2*→RO2R抗氧劑的機制（以AH代表抗氧劑）AH+R*→RH+A*

抗氧化劑的作用機制是遇到游離基后將游離基破壞，也就是說反映關鍵是把R*，RO2*作用掉，這樣就終止了鏈傳播，延長了酸敗。A*+A*→A－A

A*+RO2*→ROOA抗氧化劑--阻止，延遲脂肪自動氧化作用的物質稱為抗氧化劑。

一、BHA測定

（一）、比色法

1.原理

用石油醚將樣品中的BHA提取出來，根據BHA在石油醚和含水乙醇項中分配系數不同，使其溶解72%的乙醇中，BHA與2，6-二氯醌氯亞胺的硼砂溶液生成一系列蘭色反應，可比色測定620nm.2.注意事項：染料2，6---二氯醌氯亞胺溶液見光后易變質，儲于棕色瓶中超過6小時經重新配制在冰箱中可保存3天，一般為用時配制。（二）、薄層色譜法1.原理：

樣品中的抗氧化劑BHA、BHT、ＰＧ經溶劑提取、濃縮后用薄層色譜定性檢測二、PG的測定（沒食子酸丙酯）沒食子酸丙酯（PG）也是常用的一種抗氧化劑，由于其合成工藝簡單，原料低廉，廣泛用于低檔產品中它是由沒食子酸和正丙醇酯化而成的白色或微褐色結晶性粉末，本身微苦，熔點145-148℃，有吸濕性，耐熱性強，溶于油脂，酒精等有機溶劑中。動物性油脂中抗氧化能力較強，遇鐵離子容易出現呈色反應。1.

比色法原理：PG與2，2，--聯吡啶---氯化鐵溶液生成橘紅色的發(fā)色團，所生成的顏色深淺與PG的含量成正比關系，在530nm下比色。

三、BHT的測定

為了提高油脂的穩(wěn)定性，防止酸敗，延長保質期,近幾年來國內已開始在食用油中添加抗氧化劑，由于抗氧化劑BHA、PG對熱穩(wěn)定性較差，而BHT的熱穩(wěn)定性較好，能適應精練油的全過程，所以在食用油中添加抗氧化劑BHT。1.比色法原理油脂中的抗氧化劑BHT經水蒸氣蒸餾法將BHT從油脂中分離出來，其蒸餾液將BHT從油脂中分離出來，其餾出物經冷凝后溶于甲醇中，遇鄰聯二茴香胺，亞硝酸鈉試劑，生成橙紅色物質，用氯仿萃取后的深紅色溶液在520nm處比色測E。2.

注意事項：（1）

控制蒸氣后不要太高，以免油滴帶出，影響測定結果（2）蒸餾結束后，用熱的甲醇淋洗彎管以及冷凝管必須少量多次，以免沖洗不干凈，影響結果偏低。（3）加入顯色劑后的反應時間以5—7分鐘顯色到達最高峰10分鐘之內保持恒定，然后逐漸褪色，所以必須靜置10分鐘，然后立即加氯仿萃取。（4）氯仿萃取后，放于暗處1小時，如果暴露于光線中會很快褪色。（5）所生成的有色物，對光具有敏感性，在暗處內操作最好

四、BHA和BHT混合使用時分離與測定方法，分別顯色比色法

1.原理

用石油醚提取食品中的BHA和BHT。通過硅膠柱使BHA和BHT分離，BHA與2,6---二氯醌氯亞胺-硼砂溶液生成蘭色。BHT與2，2，---聯吡啶---氯化鐵溶液生成橘紅色發(fā)色團，與標準比色定量。2.注意事項：⑴抗氧化劑本身會被氧化，樣品隨著存放時間的延長含量會下降，所以樣品進入實驗室應盡快分析，避免結果偏低。⑵抗氧化劑BHT穩(wěn)定性較差，易受陽光，熱的影響，操作時應避光。⑶用柱層分離含油脂多的食品，會受到溫度的影響，室溫度低，流速緩慢，使分離效果受一些影響，最好溫度在20℃以上進行分離。五BHA、BHT、PG混合使用時的測定方法

目前國內的一些食品廠，近年來，有的將三種或其中的兩種，分別用于高油脂的食品中如餅干、巧克力、奶糖、花生米、核桃仁罐頭等BHA、BHT、PG混合使用時BHA與BHT的總量不得超過0.1g/kg，即100mg/kg,而

PG不得超過50mg/kg。1.原理：本法是用石油醚將食品中的三種抗氧化劑萃取出來，然后從萃取液中萃取PG，再經硅膠柱層析將BHA,BHT分離。

2.注意事項：⑴抗氧化劑BHT穩(wěn)定性較差、易受陽光、熱的影響，操作時應避光。⑵抗氧化劑本身會被氧化，應盡快分析，避免誤差。⑶層析柱的大小，吸附顆粒的范圍，吸附劑的多少，裝填的高度都對分離有影響，必須嚴格控制條件。

甜味劑是以賦予食品甜味為主要目的的食品添加劑。常用的甜味劑有糖精、甜葉菊苷、甜密素、三氯蔗糖等。

第四節(jié)

甜味劑的測定

4.1糖精的測定

糖精及其鈉鹽是使用較廣的甜味劑之一，白色結晶或粉狀，無臭或微有酸性芳香氣，在水中溶解度極小，味極甜。糖精鈉進入人體后不分解，不供給熱能，無營養(yǎng)價值，隨尿排除體外。

測定糖精的方法較多，有薄層色譜法、納氏比色法、硫代二苯胺比色法及紫外分光光度法等。

一．

薄層層析紫外分光光度法

1.原理樣品經處理后，在酸性條件下用乙醚提取食品中的糖精鈉，經薄層分離后，溶于碳酸氫鈉溶液中，于波長270nm處測定吸光度，與標準液比較定量。2.

樣品測定將經薄層分離的樣品離心液及試劑空白液于270nm處測定吸光度，從標準曲線上查出相應濃度。結果計算如下：糖精鈉（g/Kg或g/l）=(（C1-C0）*V1*V3)/(W*V2)

糖精鈉（g/Kg或g/l）=(（C1-C0）*V1*V3)/(W*V2)*1000式中：

C1：測定用樣液中糖精鈉含量mg/ml。C0：空白液中糖精鈉含量mg/mlV1：溶解樣品殘留物加入乙醇的體積ml。V2：點樣用樣品乙醇溶液的體積ml。

V3：溶解刮下的糖精鈉時所用2%碳酸氫鈉溶液體積mlW：樣品殘留物相當的原樣品重量g或ml。

3.注意事項

(1)樣品提取時加入CuSO4及NaOH用于沉淀蛋白質，防止用乙醚萃取發(fā)生乳化，其用量可根據樣品情況按比例增減。

(2)樣品處理液酸化的目的是使糖精鈉轉化成糖精，以便用乙醚提取，因為糖精易溶于乙醚，而糖精鈉難溶于乙醚。

(3)富含脂肪的樣品，為防止用乙醚萃取糖精時發(fā)生乳化，可先在堿性條件下用乙醚萃取脂肪，然后酸化，再用乙醚提取糖精。

(4)對含CO2的飲料，應除CO2，否則將影響樣液的體積。(5)聚酰胺薄層板，烘干溫度不能高于80℃，否則聚酰胺變色。(6)在薄層板上的點樣量，應估計其中糖精含量在0.1-0.5mg。

二．

納氏比色法

1.原理糖精鈉在酸性溶液中經有機溶劑萃取，經過消化變成銨鹽，與納氏試劑作用生成一種黃色物質，根據顏色的深淺與標準比較定量，反應式如下：

2K2[HgI4]+4KOH+NH4+→NH2Hg2OI+7KI+3H2O+K+

2.操作方法（1）樣品中糖精鈉的提?。?)含有二氧化碳的液體樣品2)含有酒精的液體樣品3)乳及乳制品4)含蛋白質、脂肪、淀粉的樣品（2）樣品消化及分析（3）標準曲線的繪制：準確吸取每毫升相當于1毫克糖精鈉的標準硫酸銨溶液0.0、.0.2、0.4、0.6、0.8、1.0毫升，分別置于25ml納氏比色管中，各加15ml無氨蒸餾水，再加納氏試劑5ml，加水至刻度搖勻。靜置10分鐘，以2cm比色杯置分光光度計430nm處測定吸光度，根據結果繪制標準曲線：

3.注意事項

（1）測定溶液中凡能引起渾濁的物質，可用酒石酸鉀鈉掩蔽。

（2）樣品經消化后，及時進行測定（3）樣品酸化處理，目的是將糖精鈉轉化為糖精，以便用乙醚提?。?）對富含脂肪的樣品，可先在堿性條件下用乙醚萃取脂肪，然后酸化，再用乙醚提取糖精對合成色素在測定時采用的幾大步驟如下：樣品前處理→提純→分離→鑒別（何種色素）→定量（此色素含量是否超標）⑴前處理方法有：前處理不外乎是將樣品打漿或者將著色部分用刀刮下，定容、吸附、解吸等方法處理；第五節(jié)

發(fā)色劑---硝酸鹽和亞硝酸鹽的測定在食品加工過程中，經常使用一些化學物質和食品中某些成分作用，而使產品呈現良好的色澤，這些物質稱發(fā)色劑。常用的是硝酸鹽和亞硝酸鹽。亞硝酸鹽用于肉類制品中作為發(fā)色劑，肉類制品由于使用亞硝酸鹽而呈紅色，亞硝酸鹽是一種防腐劑能抑制微生物的生長。發(fā)色劑在食品中的作用：(1)可發(fā)色作用；(2)抑菌作用；(3)產生風味。

一、鹽酸萘乙二胺法

1、原理樣品經沉淀蛋白，除去脂類后，在弱酸條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸重氮化，生成重氮化合物，再與鹽酸萘乙二氨偶聯成紫紅色的重氮染料。生成的顏色深淺與亞硝酸根含量成正比，可以比色測定（538nm）二、鎘粉還原分光光度法1.原理：樣品經沉淀蛋白，除去脂類后，溶液經鎘粉還原，將其中的硝酸根離子還原成亞硝酸根離子，在弱酸條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸重氮化，生成重氮化合物，再與鹽酸萘乙二氨偶聯成紫紅色的重氮染料，測得亞硝酸鹽的總量，有總量減去亞硝酸鹽含量可計算硝酸鹽含量。

三、其它方法簡介

1、離子選擇性電極法測定硝酸鹽這種方法亞硝酸含量占硝酸含量的30-40%，不影響硝酸鹽的測定，如超過這個比例，可加入一定量硝酸鹽標準溶液，以提高硝酸鹽水平。溶液有顏色或渾濁不影響測定。2、熒光法測定亞硝酸鹽含量

第六節(jié)

漂白劑的測定在食品的加工生產中，為了使食品保持特有的色澤，常加入漂白劑，依靠其所具有的氧化或還原能力來抑制，破壞食品的變色因子，使食品褪色或免于發(fā)生褐變。一般在食品的加工過程中要求漂白劑除對食品的色澤有一定作用外，對食品的品質、營養(yǎng)價值及保存期均不應有不良的改變。

漂白劑從作用機理分為兩類：(1)還原型（SO2、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸等）；(2)氧化型（H2O2、次氯酸等）測定還原型漂白劑的方法有：(1)鹽酸副玫瑰苯胺比色法（國標法）；(2)滴定法（中和法）；(3)碘量法；(4)極譜法；(5)高效液相色譜法測定氧化型漂白劑的方法有：(1)滴定法；(2)比色定量法；(3)高效液相色譜法；(4)極譜法6.6.1還原型漂白劑的測定SO2及亞硫酸鹽的測定

比色法在我們國內用的較多，這種方法關鍵是把樣品中SO2提取出來，常用四氯汞鈉做萃取液（主要是在分析中為了避免SO2的損失，常以Na2HgCl4作吸收液）。一、酸漂副品紅比色法-對品紅比色法

（鹽酸副玫瑰苯胺比色法）1、原理

HgCl2+2NaCl→Na2HgCl4（吸收液）

Na2HgCl4+SO2+H2O→[HgCl2SO3]2-+2H++2NaCl

[HgCl2SO3]2-

+HCHO→HgCl2+HOCH2·SO3H