人工合成的抗氧化劑有 :
(1) BHT 2,6-二叔丁基對甲酚
(2) BHA 叔丁基對羥基茴醚
(3)PG 沒食子酸丙酯
近幾年也合成了一些新的抗氧化劑如TBHQ, DBHA等還有一些新的天然抗氧化劑,但投入使用的不多。
⑴叔丁基對羥基茴香醚結(jié)構(gòu)
特點(diǎn):
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)
這種抗氧化劑在日本是禁止的
⑵ 2,6-二叔丁基對甲酚結(jié)構(gòu)
特點(diǎn):(1)抗氧化性強(qiáng)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(jié)構(gòu)
特點(diǎn) :(1)耐熱性強(qiáng);(2)溶于油脂,酒精等有機(jī)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(qiáng)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(luò)合重金屬離子,使氧化性獲得新生。
我們從以上三種氧化劑結(jié)構(gòu)中可以看出,它們都有苯酚,所以我們要找抗氧化劑必須找酚類衍生物,我們要了解抗氧化劑的機(jī)理,它們怎樣阻止氧化。抗氧化劑的抗氧化機(jī)理。
油脂氧化機(jī)制 (1)鏈引發(fā);(2)鏈傳播;(3)終止
從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
第二步脂肪RH受熱或光金屬催化劑等分解成不穩(wěn)定的游離基R和H, 游離基當(dāng)與空氣中的O2時(shí)生成過氧化物游離基過氧化物,游離基在于脂肪RH生成氫過氧化物和游離基R,產(chǎn)生的游離基與游離基相互結(jié)合,使反應(yīng)終止,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,更多脂肪分子轉(zhuǎn)變成氫過氧化物,氫過氧化物進(jìn)一步變化,產(chǎn)生更多的游離基和穩(wěn)定的終產(chǎn)物,這些就導(dǎo)致了油脂完全的變質(zhì)的酸敗味的形成和種種的反應(yīng)生成。
抗氧劑的機(jī)制(以AH代表抗氧劑)
AH+ R*→RH+A*
抗氧化劑的作用機(jī)制是遇到游離基后將游離基破壞,也就是說反映關(guān)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(dòng)氧化作用的物質(zhì)稱為抗氧化劑。
抗氧化劑的使用劑量為 。.02% 即萬分之二
增效機(jī)劑為抗氧化所加的1/4---1/2即0.01%
抗氧化劑是油溶性的,所以能引起油脂酸敗,植物油比豬油保存的時(shí)間長因?yàn)橹参镉突蚨嗷蛏俚暮幸恍┛寡趸镔|(zhì)比如生育酚等,而豬油不含有抗氧化劑所以易腐敗。
一. BHA測定(比色法)
1.原理 用石油醚將樣品中的BHA提取出來,根據(jù)BHA在石油醚和含水乙醇項(xiàng)中分配系數(shù)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(yīng),可比色測定620nm.
2.操作方法
(1)繪標(biāo)準(zhǔn)曲線 編號(hào) 1 2 3 4 5 6
BHA標(biāo)液10μg/ml 0. 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9
72%乙醇 ————→分別稀釋12ml←———————
0.01%2,6---二氯醌氯亞胺 2 2 2 2 2 2
硼砂溶液2% 2 2 2 2 2 2
靜止15分鐘
比色620nm 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
(2)樣品分析
稱魚肉2g→于50ml量筒→加無水乙醇2 ml→石油醚(30-60℃ ) 48ml→搖勻→靜止24小時(shí)→吸上溶液25ml→于125ml分液漏斗中→用72%乙醇分四次提取→合并于50ml容量瓶→加72%乙醇于刻度,若渾濁過濾→取2ml于比色管中→加72%乙醇12ml→加2,6---二氯醌氯亞胺2ml→硼砂溶液2ml→靜止15分鐘→620nm比色
(3)計(jì)算 BHA(μg/kg)=V*V1*C/W*V2*V3
V--------樣品定容總體積(ml)
V1------------將提取液定容(ml)
C---------相當(dāng)于標(biāo)液濃度
W--------樣品的重量(g)
V2--------取樣品總體積(ml)
V3-----------測定時(shí)所用提取液的總體積
BHA(mg/kg)=C/W *100
C-------相當(dāng)于BHA的標(biāo)準(zhǔn)量(mg)
W------相當(dāng)于樣品溶液的重量(g)
注意事項(xiàng):
染料2,6---二氯醌氯亞胺溶液見光后易變質(zhì),儲(chǔ)于棕色瓶中超過6小時(shí)經(jīng)重新配制在冰箱中可保存3天,一般為用時(shí)配制。
例:腌魚肉2克定容50 ml取出25ml提取BHA定容50ml,測定時(shí)取2ml, 取溶液(相當(dāng)于5微克)代入上式計(jì)算
BHA(mg/kg)=V/W * V1-/ V2 C/ V3=50ml/2g *50ml/25ml *5μg/2ml=125(mg/kg)
二 PG(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(chǎn)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(jié)晶性粉末,本身微苦,熔點(diǎn)145-148℃,有吸濕性,耐熱性強(qiáng),溶于油脂,酒精等有機(jī)溶劑中。動(dòng)物性油脂中抗氧化能力較強(qiáng),遇鐵離子容易出現(xiàn)呈色反應(yīng)。
1. 比色法原理:
PG與2,2,--聯(lián)吡啶---氯化鐵溶液生成橘紅色的發(fā)色團(tuán),所生成的顏色深淺與PG的含量成正比關(guān)系,在530 nm下比色。
2. 操作步驟
a.制標(biāo)準(zhǔn)曲線
取10ml比色管 1 2 3 4 5 6
PG(10μg/ml) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
無水乙醇(ml) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0
加水 ———→5.5ml——————
避光出加顯色劑 ————1ml ←————
暗處放1小時(shí) ,530nm處比色
b.樣品的處理:稱樣5g→于燒瓶中→加石油醚50ml→振動(dòng)30分鐘→取上清夜25 ml→于分液漏斗→用40 ml水提取三次→提取液合并于50 ml容量瓶→加水至刻度供測定
c.測定: 吸2 ml與比色管→加無水乙醇2.5ml→加水3.5 ml→搖勻→暗處加2,2,--聯(lián)吡啶---氯化鐵溶液1ml→三氯化鐵1ml→暗處放1小時(shí)→530nm比色,同時(shí)做空白
d.計(jì)算:PG(mg/kg)=V1/W *V3/V2 *C/V4 *1000/1000
C---相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)PG的濃度(μg/ml)
V1---樣品稀釋總體積(ml)
V2---取總體積進(jìn)行提。ml)
V3---提取后定容(ml)
V4---比色時(shí)提取液體積(ml)
三 BHT的測定
為了提高油脂的穩(wěn)定性,防止酸敗,延長保質(zhì)期,近幾年來國內(nèi)已開始在食用油中添加抗氧化劑,由于抗氧化劑BH、PG對熱穩(wěn)定性較差,而BHT的熱穩(wěn)定性較好,能適應(yīng)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(jīng)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(jīng)冷凝后溶于甲醇中,遇鄰聯(lián)二茴香胺,亞硝酸鈉試劑,生成橙紅色物質(zhì),用氯仿萃取后的深紅色溶液在520nm處比色測E。
3. 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
取6個(gè)用黑布扎的60ml分液漏斗,分別吸BHT標(biāo)準(zhǔn)溶液5μg/ml 于60ml分液漏斗中→加50%甲醇溶液至25ml→ 加鄰聯(lián)二茴香胺溶液5ml→搖勻→加0。3%亞硝酸鈉2ml→搖1分鐘→放置10分鐘→加氯仿10ml→搖1分鐘→分層后→將下層氯仿放入黑紙包扎的10ml比色管→520nm測E→繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.樣品處理
將油脂樣5g→于500ml蒸餾瓶→加無水CaCL2 16克→水10ml→當(dāng)溫度達(dá)到165℃→連接好水蒸氣裝置→用50ml甲醇的容量瓶接收(最好是200ml)→收集餾液為100ml(共計(jì)150 ml)→用熱甲醇(40-50℃)分次洗滌冷凝管→合并于容量瓶→用甲醇定容200ml
4. 測定
吸餾液25ml→于黑布包扎的60ml分液漏斗→加鄰聯(lián)二茴香胺溶液5ml→搖勻→加0.3%亞硝酸鈉
2ml→搖勻1分鐘→放10分鐘→加10ml氯仿→振搖1分鐘→分層后→將氯仿液放入黑紙包扎的10ml
比色管→520nm下測E
5. 計(jì)算
BHT(mg/kg)=V/W*C/V1
W----樣品重量(g)
V----樣品定容體積(ml)
V1------測定時(shí)所用的提取液體積(ml)
C-------相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)濃度(μg)
6. 注意事項(xiàng):
(1) 控制蒸氣后不要太高,以免油滴帶出,影響測定結(jié)果
(2)蒸餾結(jié)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(jié)果偏低。
(3)加入顯色劑后的反應(yīng)時(shí)間以5—7分鐘顯色到達(dá)最高峰10分鐘之內(nèi)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(shí),如果暴露于光線中會(huì)很快褪色。
(5)所生成的有色物,對光具有敏感性,在暗處內(nèi)操作最好
四 BHA和BHT混合使用時(shí)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(lián)吡啶---氯化鐵溶液生成橘紅色發(fā)色團(tuán),與標(biāo)準(zhǔn)比色定量。
2..試劑
⑴ 0.01% 2,6---二氯亞胺乙醇液,采用無水乙醇配置存于棕色瓶中,冰箱保存可存三天。
⑵硼砂緩沖溶液:取硼砂0.6g氯化鉀0.7g, NaOH 0.26g 加無水乙醇至500ml,過濾即可使用。
⑶0.2 % а,а’-聯(lián)吡啶溶液:稱取а,а’-聯(lián)吡啶0.2g置于燒杯中,加入2ml乙醇,定100ml。
⑷02.%FeCL3溶液:24 小時(shí)后重新配置。
⑸30%乙醇液
⑹石油醚 30-60℃
⑺硅膠,柱層析用,不活化。
⑻BHA溶液 稱BHA 0.050g→加少量無水乙醇溶解后→轉(zhuǎn)移100ml棕色容量瓶用無水乙醇定容→避光保存→此液為0.5mg/ml臨用時(shí)取1ml于50ml容量瓶→加無水乙醇定容→為10微克/毫升的BHA
⑼BHT標(biāo)液:稱BHT0.1000g→少量無水乙醇溶解后→定容100ml(用無水乙醇定容)→為1.0mg/ml→取1ml定容100ml(用無水乙醇定容)→為10微克/毫升
3.方法(整個(gè)過程要避免光照進(jìn)行)
1)樣品處理
取磨碎樣10g→于帶塞三角瓶→加石油醚50ml→振搖20分鐘→靜止后取上層液25ml→通過硅膠柱用石油醚淋洗→收集150ml淋洗液→作為BHT檢驗(yàn)液→取出5ml 于蒸發(fā)皿中自然揮干→用30%乙醇6ml洗滌濾紙→濾液于洗液合并于比色管→供BHT測定。 無水乙醇淋洗以石油醚淋洗后的硅膠柱,至淋洗液為100ml,供BHT測定。
2) 測定:
a)BHT 的測定:
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
取6個(gè)比色管編號(hào) 1 2 3 4 5 6
分別吸BHT標(biāo)液 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
30%乙醇液 ———→1ml←—————————
加0.2%2,2-聯(lián)吡啶 ———→1ml←———————
暗室中加2,2-FeCl2 ———→1ml←———————
放置60分鐘進(jìn)行比色(波長520nm),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
樣品的測定:取上面BHT測定液20ml→于比色管→加30%乙醇至8ml→加0.2% 2,2---聯(lián)吡啶1ml→以下按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
b)BHA的測定
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制,取6個(gè)比色管編號(hào),1 2 3 4 5 6
吸取BHA標(biāo)液 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
加無水乙醇 ———→稀釋總體積8ml←—
加0.01%2,6-二氯醌氯亞胺 ———→1ml←—
硼砂緩沖溶液 ———→2ml←—————
靜止20分鐘于620nm測定消光值,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
樣品的測定:取BHA測定液4ml→于比色管→用無水乙醇稀釋至8ml→以下同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。
4.計(jì)算: BHT或BHA(μg/kg)=V/W*V2/V1*C/V3*1000/1000
C-----測定用樣液中BHA或BHT的含量(μg)
V-----BHA或BHT混合時(shí)的總體積(ml)
V1 ---BHA或BHT分離時(shí)的體積(ml)
V2----BHA或BHT分離后的定容體積(ml)
V3----BHA或BHT分離后的測定用量 (ml)
W-----樣品重量(g)
1000---將μg換算成 mg
1000----表示單位(將g換成Kg)
5.注意事項(xiàng):
⑴抗氧化劑本身會(huì)被氧化,樣品隨著存放時(shí)間的延長含量會(huì)下降,所以樣品進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡快分
析,避免結(jié)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(shí)應(yīng)避光。
⑶用柱層分離含油脂多的食品,會(huì)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(jìn)行分離。
五 BHA、BHT、PG混合使用時(shí)的測定方法
目前國內(nèi)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(shí)BHA與 BHT的總量不得超過0.1g/kg,
即100mg/kg, 而 PG不得超過50mg/kg。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(jīng)硅膠柱層析將BHA,BHT分離。
1.原理:抗氧化劑與福林---酚試劑結(jié)合,生成一種蘭色絡(luò)合物,所生成的顏色深淺與抗氧化劑的濃度成正比,可比色定量。
2.試劑:a.石油醚30-60℃;b.10%碳酸鈉; c.無水乙醇; d. 硅膠,柱層析用,60目; e.福林---酚試劑:稱鉬酸鈉25g→加入85%磷酸50ml,濃鹽酸100ml,水700ml,回流加熱10小時(shí),然后加入硫酸鋰150g,水50ml,溴數(shù)滴,煮沸15分鐘,最后加水稀釋到1000ml,使用時(shí)用水稀釋三倍; f.抗氧化劑標(biāo)液:稱PG、BHA、BHT各100微克,用80%乙醇溶液溶解后定容100ml(棕色瓶)→冰箱中保存即1000微克/毫升。
3.操作方法
1) BHT的提純方法:取一層層析柱,按規(guī)定裝填好,先用石油醚潤濕,將上面提純的PG后分液漏斗內(nèi)剩余的石油醚層(BHT與BHA的混合液,)全部注入層析柱,用石油醚淋洗,收集150ml淋洗掖作為BHT檢查液;
2) BHT的提純方法:根據(jù)層析柱內(nèi)淋洗液基本流盡,再用無水乙醇淋洗,收集100ml淋洗液,供BHA檢驗(yàn)液。
3)顯色:吸取PG檢驗(yàn)液5ml于10 ml比色管中,取BHT與BHA各5 ml分別于蒸發(fā)皿中,在暗室中自然風(fēng)干,然后在PG、BHA、BHT被檢液中各加入10%碳酸鈉0.5ml混勻后,各加入0.5ml福林---酚試劑,用水稀釋到總體積6 ml放2小時(shí)后顯色,在730nm下測定E.。4)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
準(zhǔn)確吸取不同濃度的抗氧化劑標(biāo)液于10ml比色管中。
10ml比色管 1 2 3 4 5 6
標(biāo)液10μg/ml 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
10%碳酸鈉 ———→0.5ml←——————
水 ———→4ml←——————
福林---酚試劑 ———→0.5ml←——————
加水 ———→至總體積6ml←——————
放兩小時(shí)比色(730nm測定PG、BHA、BHT的E),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
4.計(jì)算:根據(jù)測的樣品的溶液的光密度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上分別查出對應(yīng)的PG、BHA、BHT含量(微克/毫升)。
抗氧化劑(mg/Kg)= V/W*V2/V1*C/V3*1000/1000
C-----從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的PG,BHA,BHT的濃度(微克/毫升)
V-----樣品定容得體積(ml)
V1 ---PG、BHA、BHT分離時(shí)的體積(ml)
V2---PG、BHA或BHT分離后的每種的定容體積(ml)
V3----顯色時(shí)取樣液得體積 (ml)
W-----樣品重量(g)
1000---將μg換算成 mg
1000----表示單位(將g換成Kg)
5.注意事項(xiàng):
⑴抗氧化劑BHT穩(wěn)定性較差、易受陽光、熱的影響,操作時(shí)應(yīng)避光。
⑵抗氧化劑本身會(huì)被氧化,應(yīng)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(yán)格控制條件。