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食用合成色素的測(cè)定

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2010-09-01
核心提示:天然食品及食品原料多數(shù)本身具有特有的色澤和香味,人們?cè)陂L期的生活習(xí)慣中也認(rèn)識(shí)了各種食品應(yīng)有的色澤,食品的色澤已經(jīng)成為食品

天然食品及食品原料多數(shù)本身具有特有的色澤和香味,人們?cè)陂L期的生活習(xí)慣中也認(rèn)識(shí)了各種食品應(yīng)有的色澤,食品的色澤已經(jīng)成為食品的一個(gè)重要感官指標(biāo)。然而,食品在保存及加工過程中,其色澤往往會(huì)有不同程度的變化,為了改善食品的色澤,使食品盡可能恢復(fù)原來的顏色,除采取一定護(hù)色措施外,往往還得添加一定量的食用色素,進(jìn)行著色。

食用色素就來源可分成兩大類:天然色素和合成色素

天然色素的優(yōu)缺點(diǎn):

1、優(yōu)點(diǎn):

其色素是從一些動(dòng)物、植物組織中提取出來;

安全性高;

2、缺點(diǎn):

⑴ 穩(wěn)定性差(對(duì)光、熱、酸、堿等條件敏感);

⑵ 著色能力差;

⑶ 難以調(diào)出任意的色澤;

⑷ 資源短缺,不能滿足食品工業(yè)的需求;

⑸ 價(jià)格昂貴。

合成色素優(yōu)缺點(diǎn):

1、優(yōu)點(diǎn):

⑴ 資源十分豐富(來自于煤焦油及其副產(chǎn)品);

⑵ 穩(wěn)定性好、色澤鮮艷、著色力強(qiáng)、能調(diào)出任意顏色;

⑶ 價(jià)格低廉;

⑷ 應(yīng)用廣泛;

2、缺點(diǎn):

⑴ 毒性較大(因?yàn)閷俸铣伤远拘源,有的甚至致癌)?/span>

⑵ 食用劑量加以限制。

對(duì)合成色素在測(cè)定時(shí)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(biāo))

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;

提純的方法

1 羊毛染色法:此法應(yīng)用較廣泛,主要是簡單,材料容易弄到,操作也方便。缺點(diǎn)為:要在熱的酸性條件下吸附色素,用氨溶液解吸色素時(shí),往往色素起變化。當(dāng)溶液中含量低時(shí)(色素含量低),用羊毛染色法吸附色素不完全,回收率低;

2 聚酰胺粉法:此法是分離兩種以上的色素,是目前比較理想的方法,因?yàn)槭称分写蠖鄶?shù)使用拼色。聚酰胺粉在酸性溶液中能與人工合成色素牢固地結(jié)合,并能在很稀的溶液中吸附色素,但對(duì)天然色素的吸附不緊密,能被甲醇-甲酸洗脫下來;

3 離子交換法

4 分子篩分離法

目前分離方法

1 濾紙層析法;(2 薄層層析法;(3 柱層析法;(4 電泳法

色素鑒定方法

1 采用紙層析法進(jìn)行定性(與標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行對(duì)照 Rf);

2 采用薄層層析、比色的方法進(jìn)行定量。

在食品中添加色素,經(jīng)常是由兩種以上的色素配合而成的拼色,對(duì)色素的測(cè)定,先處理、提純,然后把每一種色素要分離開,再對(duì)每一種色素的量進(jìn)行定量。

目前,在食品行業(yè)中使用單一色素已經(jīng)比較少,大多數(shù)使用復(fù)合色素方可達(dá)到比較滿意色澤,因而給分析工作者帶來一定困難。目前合成色素的測(cè)定方法主要有:(1)薄層層析法;(2)高效液相色譜法。

一、薄層層析法(聚酰胺粉法)

1、原理

聚酰胺是具有二極性的化合物,在酸性條件下與水溶性酸性染料結(jié)合,而與天然色素、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等物質(zhì)分離,然后再在堿性條件下解吸色素,再在薄層層析法進(jìn)行分離鑒別,與標(biāo)準(zhǔn)比較定性、定量(紙層析進(jìn)行定性,薄層層析進(jìn)行定量)。

2、操作步驟

食品其形態(tài)是千變?nèi)f化的,添加在食品中的色素方式亦是各種各樣的,有的拼色加入,有的加在食品的表層幾個(gè)色素點(diǎn),有的覆蓋一層色素, 有的用色素和雞蛋,很形象地作成傳說中的故事、動(dòng)物、花卉以及象征豐收、延年益壽、節(jié)日愉快、生日快樂等附在食品的最顯眼的地方,屬于這類食品的有中式糕點(diǎn)、西式糕點(diǎn),還有飲料、小食品等色素的測(cè)定。樣品不同,處理方法則就不一樣。

樣品表面色素的測(cè)定

如中式、西式、生日蛋糕、節(jié)日壽糕一類,首先將代表性的樣品整體稱重,記錄重量,然后分別取下相同著色部分,進(jìn)行提取和分離,不要將部分著色樣品和整個(gè)或大部分不著色樣品混在一起。如果這樣,分離就困難,而且增加分離誤差,使結(jié)果偏差大,例如一塊蛋糕重500g,取下色素部分經(jīng)測(cè)定是50mg,表示500g重的含量即萬分之一。

樣品外皮色素的測(cè)定

如兒童食品中的糖豆、朱古力豆、紅心果等樣品,只需將外表皮色素用少量的水溶下來(在用水溶解之前,先稱重量并記錄),并定容一定體積(將沒有色素的樣品棄去),供檢驗(yàn)用,其計(jì)算與上面一樣。

非酒精性飲料中色素的測(cè)定(各種汽水、桔子汁等)

(1) 吸附

50ml樣→與燒杯中→在電爐上加熱至沸→不斷攪拌除CO2→加1g聚酰胺粉(60℃活化1小時(shí))→充分?jǐn)嚢?rarr;使色素完全被聚酰胺粉吸附→用布氏漏斗過濾→用80℃熱水20ml洗沉淀物→用甲醇-甲酸(6420ml再洗沉淀物(除天然色素)→直到濾下來溶液無色→再用80℃熱水150ml分次洗沉淀物。

(2) 解吸

在不抽濾條件下,將91乙醇氨液加在沉淀物中使吸附在聚酰胺粉上的色素全部解脫下來,收集于蒸發(fā)器中,水浴中濃液到5ml左右,加320%檸檬酸溶液(使色素穩(wěn)定),定容10ml,供薄層點(diǎn)樣用。

(3) 注意事項(xiàng)

樣品在加入聚酰胺粉之前,要用20%的檸檬酸調(diào)節(jié)pH=4(聚酰胺粉末在弱酸性溶液中對(duì)色素吸附力強(qiáng),吸附亦完全)。

如果樣品不含天然色素,除CO2后直接加聚酰胺吸附。

對(duì)各種糖果色素的測(cè)定

1) 樣品處理

a.      硬糖(不含蛋白質(zhì)、淀粉)粉碎→稱樣3g→加50ml水溶解→再加30%檸檬酸3滴調(diào)pH=4

b.     軟糖(含淀粉高果飴)除外層冰糖屑→切碎→加50ml熱水溶解→用20%檸檬酸調(diào)pH=4→加淀粉酶1ml(消化淀粉)→90℃水浴15分鐘→溶液中出現(xiàn)沉淀物直到變清

c.     奶糖→加91乙醇氨溶液溶解→用110H2SO4調(diào)pH→加1%鎢酸鈉使蛋白質(zhì)沉淀,奶脂凝集沉淀→布氏漏斗抽濾

2) 吸附色素

1g聚酰胺粉+糖液→70℃水浴→攪拌使之充分吸附→用布氏漏斗抽濾→用80℃水洗漏斗上的沉淀物→再用丙酮洗(除油脂,硬糖不必)→再用80℃水洗沉淀物→洗到pH與原水相同

3) 解吸色素

沉淀物用乙醇氨解吸液全部解吸→收集于蒸發(fā)皿中→水浴濃液到4ml→加20%檸檬酸3滴→用水定容10ml→留做點(diǎn)樣用(單一色素直接比色,拼色要分離,先定性后定量)

肉和肉制品中色素的測(cè)定

1) 前處理

稱處理樣→加海砂3g20ml丙酮→于研缽中一起研→除去脂肪和水分→除去丙酮

2) 解吸樣液中的色素

將上面沉淀物放入布氏漏斗→用解吸液從肉蛋白中使色素全部解吸下來→加熱到70℃→用110H2SO4調(diào)PH再加1ml10%鎢酸鈉→使蛋白質(zhì)全部凝聚沉淀→用布氏漏斗抽濾→用70℃水20ml洗漏斗→收集全部濾液

3) 吸附樣液中的色素

1g聚酰胺粉+上面的濾液→攪拌→抽濾→用水洗漏斗中沉淀物→直到濾水與原水PH相同

4) 解吸樣液中色素(與非酒精性飲料相同)

果脯類色素的測(cè)定

1) 處理

取樣研碎后稱2g→加50ml水→加熱70℃使溶解

2) 吸附

吸附劑1g+上述液→抽濾→用70℃熱水洗沉淀物

3) 除天然色素

用甲醇-甲酸(64)混合液解吸天然色素→直到濾液無色為止→再加甲醇10ml進(jìn)一步除天然色素→70℃熱水洗,不斷攪拌

4) 解吸

用解吸液解吸樣品沉淀物中全部人工合成色素→濃液解吸液(甲醇、氨)直到無甲醇、氨時(shí)→用110H2SO4調(diào)pH=4→再按上述加吸附劑操作重復(fù)1-2次,把天然色素全部去凈為止,最后解吸、定容同上。

各種加工蔬菜中色素的測(cè)定

這一類色素測(cè)定按理論應(yīng)該以蜜餞的操作來處理,但在實(shí)驗(yàn)中這些樣品膠體過多,使解吸、過濾等操作非常困難,所以我們應(yīng)該按下述方法進(jìn)行:取樣20g(干菜2g),加入100ml 80%的乙醇溶液,浸泡2小時(shí),再以含有1%氨水的70%乙醇反復(fù)浸出,合并浸出液,直到色素全部被洗脫下來,置70-80℃水浴上,將全部浸出液濃縮,待氨全部逸出去(沒有氨味),調(diào)pH=4,加1g聚酰胺吸附,然后用布氏漏斗過濾,以200ml 70-80℃水洗滌漏斗的聚酰胺粉,然后用甲醇-甲酸洗脫天然色素。以上操作同蜜餞中色素的測(cè)定方法。

提純色素溶液的紙層析定性

為了判斷樣品中存在有幾種色素以及是什么色素,必須進(jìn)行紙層析進(jìn)行鑒定。

經(jīng)濃縮后樣品色素溶液→于新華中速層析濾紙上點(diǎn)樣→點(diǎn)樣量3-5微升(若樣品含量低可取出1ml在濃縮至0.2ml再點(diǎn)樣)→點(diǎn)樣點(diǎn)的直徑應(yīng)不超過2毫米為宜→點(diǎn)樣線距底邊2厘米→樣點(diǎn)間距離以及左右紙邊各距2厘米→用展開劑展開→測(cè)量各色素點(diǎn)的Rf值→于標(biāo)準(zhǔn)色素Rf值對(duì)照→確定何種色素(以標(biāo)準(zhǔn)色素斑點(diǎn)Rf值衡量樣品各色素斑點(diǎn)的Rf值是否于標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)在同一條直線上,色素的顏色是否完全一致,就可確定樣品色素屬于何種色素)。                       

Rf(比移值)=斑點(diǎn)移動(dòng)距離/溶劑前沿距離                        

所使用的展開劑有:

1)正丁醇︰無水乙醇︰1%氨水 = 623

2)正丁醇︰吡啶︰1%氨水 = 634

3)異丁醇︰無水乙醇︰水 = 322

⑼ 提純色素溶液的薄層分離和定量

經(jīng)過紙層析定性之后,含有一種色素的樣液定容之后,離心即可定量;含有兩種以上的復(fù)合色素的樣品溶液,需要經(jīng)過薄層分離為單色素后,再用比色法分別定量,測(cè)定出各種色素的含量。

具體步驟是:薄層板制板→點(diǎn)樣層析→比色→標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制→計(jì)算含量

1) 薄層板制備

聚酰胺粉1g于研缽中→加15ml 75%甲酸→攪拌,使聚酰胺全部溶解→加7.5g硅膠G→研磨1分鐘→立即涂板(玻璃板要求光滑平整,先用水洗凈,干燥后用酒精擦拭干凈,涂板時(shí)可用涂本器或手工玻璃涂布)→可涂15×10厘米玻璃板三塊(厚度為0.25-0.3毫米)→玻璃板放入盛有少量水的大玻璃缸中→蓋好蓋子→使玻璃板中的甲酸由缸底的水吸取→放2-3小時(shí)→取出玻璃板→于空氣中風(fēng)干→于60-65℃烘箱30分鐘→放入干燥器中備用

2) 點(diǎn)樣層析

用點(diǎn)樣管(毛細(xì)管、微量注射器)將濃縮并定容的樣液點(diǎn)在薄層板上→基線距底邊2厘米→點(diǎn)成與底邊平行的條狀→兩端距邊各為2厘米,點(diǎn)樣量一般為0.4ml→點(diǎn)樣時(shí)要用電吹風(fēng)機(jī)邊點(diǎn)邊吹干→然后進(jìn)行展層析

展層缸先用溶劑系流30分鐘→再把點(diǎn)好樣的薄層板放入展析缸用上行法展開→薄板下端浸入溶液0.5-1厘米→大約1小時(shí)看色素已明顯分開后→即可取出薄板→晾干

對(duì)溶劑系流的選擇是:a) 分離胭脂紅、莧菜紅、新紅、檸檬黃、桔黃、靛藍(lán)等用正丁醇︰吡啶︰5%氨水=664(這種展開劑主要分離靛藍(lán),因?yàn)榈逅{(lán)上升很快,其它上升很慢);b) 分離檸檬黃、胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃、桔黃等時(shí)用展開劑為2.5%檸檬酸鈉︰氨水=43(檸檬黃上升很快,其它上升慢);c) 對(duì)于分離兩種紅色素(莧菜紅、胭脂紅)的食品用甲醇︰乙二胺︰氨水=1034(主要是莧菜紅與胭脂紅上升快,其它色素上升慢)。

3) 比色定量

將薄層板展開后→用小刀分別將各條色斑刮下→移入砂芯漏斗→用乙醇氨溶液解吸抽濾→于水浴上蒸發(fā)到無氨味→定容10ml→分別測(cè)出消光值E(根據(jù)各種色素的最大吸收波長測(cè)定其光密度)→從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的各色素含量.

4) 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

先配成標(biāo)準(zhǔn)色素貯備液(100微克/ml),稱0.1g標(biāo)準(zhǔn)色素加水稀釋至1000ml

10ml比色管 0   1     2     3     4    5     6     7    8    9

標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液 0  0.1  0.5  1.0  2.0  3.0  4.0  5.0  6.0 7.0

加水                     分別加水至10ml

相當(dāng)于μg/ml 0  1    5    10   20   30   40   50   60   70

分別測(cè)出EO-E9的消光值以水為參比,以色素濃度為橫生標(biāo),消光值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以水為參比,pH值為6,各色素的最大吸收波長為下:

胭脂紅 508納米;檸檬黃 428納米;莧菜紅 520納米;

晚霞黃 485納米;赤蘚紅 528納米;靛藍(lán)  610納米;

注意事項(xiàng)

1) 上述兩個(gè)公式若乘以1/100,即由mg/㎏變?yōu)閹?span lang="EN-US">/萬。例如胭脂紅含量為80mg/㎏即0.8/萬;2) 聚酰胺粉吸附要求預(yù)先活化,并要求在一定的溫度、pH和一定的作用時(shí)間下進(jìn)行,操作時(shí)要注意。聚酰胺在酸性條件下吸附色素牢固,用水洗滌聚酰胺粉以除去可溶性物質(zhì),要求水偏酸性(pH=4),防止聚酰胺上色素在洗滌過程中脫落下來;

3)樣品的前處理和提純過程很重要,要充分去除雜質(zhì)(油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、糖)以免影響吸附及層析效果。

一般能溶解在水中的物質(zhì),如食鹽、糖、味精、香精等,在用酸性水洗滌聚酰胺粉時(shí)都能除去,還有明膠、果膠也可以通過大量水除去;對(duì)油脂類可以用丙酮或石油醚洗滌脫脂,如果油脂含量很高,可在研缽中用丙酮、海砂研磨除去;對(duì)于樣品中蛋白質(zhì)、淀粉含量高時(shí),可用蛋白酶或鎢酸鈉、淀粉酶水解后除去;對(duì)于天然色素可用64甲醇-甲酸除去;

4) 紙層析定性時(shí)不可皺折,邊緣應(yīng)剪齊,不可有毛邊,而且要注意紙的橫、豎向,應(yīng)順紋上行,展開較好,否則結(jié)果不規(guī)律;

5) 在濃縮樣液時(shí)應(yīng)控制水浴溫度70-80℃,應(yīng)使緩慢蒸發(fā),勿濺出皿外,防止色素干結(jié)在蒸發(fā)皿的壁上(應(yīng)經(jīng)常搖動(dòng)蒸發(fā)皿);

6) 靛藍(lán)褪色由深蘭色→淺蘭色→黃色→無色。靛藍(lán)褪色是由于光、氧、溫度高、PH等多種因素的影響,測(cè)定靛藍(lán)時(shí)要注意上述因素的影響;

7) 展開劑使用時(shí)最好2天換一次,以保證分離效果,放置時(shí)間過長造成濃度和極性都起變化,影響分離效果;

8)漏斗用完后要洗凈,先用濃HCl20ml少量多次洗,然后用水多次沖洗,否則影響下一個(gè)樣品的吸附或解吸作用;

9) 聚酰胺粉可回收使用。使用過的聚酰胺收集于干凈的燒杯中,用0.5%NaOH溶液浸泡24小時(shí)之后水泵抽干,倒回?zé)?span lang="EN-US">0.1N HCl30分鐘,然后再用水泵抽干,用水洗至中性,置60℃烘箱烘干備用;

10) 比色時(shí)樣液要求清晰,若混濁使E增大,影響結(jié)果,如果混濁可離心也可放置。

編輯:foodyy

 
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