第十一章 食品添加劑及風(fēng)味物質(zhì)的分析

第十一章

食品添加劑及風(fēng)味物質(zhì)的分析11.1概述11.2呈味劑的測(cè)定11.3防腐劑的測(cè)定11.4人工合成色素測(cè)定11.5其他常用食品添加劑測(cè)定11.6食品中風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定11.1概述所謂食品添加劑是在食品生產(chǎn)、加工或貯存過程中，添加進(jìn)去的天然或化學(xué)合成的物質(zhì)，對(duì)食品的色、香、味或質(zhì)量起到一定的作用，本身不作為食用目的，也不一定具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，它并不包括殘留的藥物、污染物和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。即食品在生產(chǎn)、加工或保存過程中，添加到食物中期望達(dá)到某種目的的物質(zhì)統(tǒng)稱食品添加劑。對(duì)于食品添加劑首先是無毒無害和有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其次才是色、香、味、形態(tài)，另外對(duì)于添加劑的使用劑量，食品法典和各國(guó)都有相應(yīng)規(guī)定。食品添加劑定義：為改善食品品質(zhì)和色、香、味，以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或者天然物質(zhì)。食品用香料、膠基糖果中基礎(chǔ)劑物質(zhì)、食品工業(yè)用加工助劑也包括在內(nèi)。食品添加劑最大使用量：食品添加劑使用時(shí)所允許的最大添加量。食品添加劑最大殘留量：食品添加劑或其分解產(chǎn)物在最終食品中的允許殘留水平。GB2760-2014食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)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(xué)合成添加劑。天然食品添加劑是利用動(dòng)物與植物組織或分泌物及以微生物的代謝產(chǎn)物為原料，經(jīng)過提取、加工所得到的物質(zhì)。如辣椒紅色素、番茄紅色素、維生素C、淀粉、糖漿、紅曲等是從植物中提取出來的。食品工業(yè)生產(chǎn)所用的添加劑大部分都是化學(xué)合成的。它們是通過氧化、還原、縮合、聚合等合成反應(yīng)制得，有的具有毒性，所以對(duì)于食品添加劑的含量要進(jìn)行分析、添加使用量上要限定。食品添加劑功能類別酸度調(diào)節(jié)劑、抗結(jié)劑、消泡劑、抗氧化劑（BHA、BHT、PG等）、漂白劑、膨松劑、膠母糖基礎(chǔ)劑、著色劑、護(hù)色劑（亞硝酸鹽、硝酸鹽）、乳化劑、酶制劑、增味劑、面粉處理劑、被膜劑、水分保持劑、防腐劑（苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸、山梨酸鉀）、穩(wěn)定劑和凝固劑、甜味劑（糖精鈉、甜蜜素）

、增稠劑（淀粉、糖漿）、食品用香料、食品工業(yè)用加工助劑、其它類。共分為22類，規(guī)定了的允許使用品種、使用范圍以及最大使用量或殘留量的約340種；允許使用的食品用天然香料393種、人工合成香料1477種。全世界允許使用的有3000種以上。/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?lnk=1&url=https%253A%252F%252F%252Fsites%252Fcodex%252FMeetings%252FCX-711-48%252FReport%252FREP16_FAe.pdf食品添加劑定義：食品添加劑指無論有無營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其本身通常都不作為食品食用，也不作為食品中常見配料的物質(zhì)，在食品中有意添加該物質(zhì)的原因是出于生產(chǎn)、加工、制作、處理、打包、包裝、運(yùn)輸或處理過程中的工藝性用途(包括影響感官的)，或希望它(直接或間接)合理地成為食品的一部分，或其副產(chǎn)品成為食品的一部分，否則會(huì)影響食品的特性。本術(shù)語不包括“污染物”或?yàn)楸３只蛱岣郀I(yíng)養(yǎng)品質(zhì)所添加的物質(zhì)。食品法典（CODEX）

食品添加劑使用的良好操作規(guī)范指:食品中添加的添加劑數(shù)量不超過在食品中產(chǎn)生預(yù)期物理性、營(yíng)養(yǎng)性或其他工藝性作用的合理需要量；因在食品制造、加工或包裝過程中使用，但目的并非對(duì)食品本身產(chǎn)生任何物理或其他工藝作用而成為食品成分的添加劑應(yīng)盡可能降低使用量；添加劑應(yīng)是適宜的食品級(jí)質(zhì)量，按食品配料成份進(jìn)行制備和處理。達(dá)到食品級(jí)質(zhì)量是指應(yīng)整體符合安全性的規(guī)定，而不是符合個(gè)別的標(biāo)準(zhǔn)。加工助劑指在原材料、食品或食品成分加工時(shí)為滿足處理或加工的工藝需求有意使用的物質(zhì)或材料(不包括設(shè)備或器具)，其本身并不作為食品成分?jǐn)z入，且其使用可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品存在非故意但又無法避免的殘留物或衍生物。http:///gsfaonline/additives/search.html?lang=en過量地使用添加劑對(duì)消費(fèi)者會(huì)產(chǎn)生不利的、甚至是嚴(yán)重的影響，因此測(cè)定食品添加劑的含量、質(zhì)量和控制其用量，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；目前我國(guó)在食品添加劑使用中仍然存在超劑量和超范圍的問題；近年來，出現(xiàn)為了獲得非法利益，欺詐消費(fèi)者，在食品中惡意添加人工合成化學(xué)物質(zhì)（三聚氰胺、增塑劑等）的案件。因此加強(qiáng)管理、檢測(cè)、預(yù)警防范十分必要。測(cè)定意義及必要性確保加工食品安全！由于食品添加劑種類繁多、結(jié)構(gòu)和功能各異，在食品中的含量低，因此添加劑測(cè)定復(fù)雜、多樣。目前在我國(guó)常需檢測(cè)的項(xiàng)目有防腐劑、甜味劑、發(fā)色劑、漂白劑、著色劑等。食品添加劑的測(cè)定，首先要將其分離，分離手段主要采取蒸餾法、溶劑萃取法、柱層析分離法等，其目的是分離與富集分析對(duì)象。傳統(tǒng)常用的測(cè)定方法有比色法、紫外分光光度法、薄層層析法等?，F(xiàn)代的分析技術(shù)逐步采用HPLC、GC、MS、ICP-AES(MS)等手段對(duì)食品添加劑進(jìn)行定性定量分析。測(cè)定步驟和方法GB/T5009.28-2003食品中糖精鈉的測(cè)定GB/T5009.29-2003食品中山梨酸、苯甲酸的測(cè)定GB/T5009.30-2003食品中叔丁基羥基茴香醚(BHA)與2,6-叔丁基對(duì)甲酚(BHT)的測(cè)定GB/T5009.31-2003食品中對(duì)羥基苯甲酸酯類的測(cè)定GB/T5009.32-2003油脂中沒食子酸丙酯(PG)的測(cè)定GB5009.33-2010食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定GB/T5009.34-2003食品中亞硫酸鹽的測(cè)定GB/T5009.35-2003食品中合成著色劑的測(cè)定部分食品添加劑測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.43-2003味精衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法GB/T5009.97-2003食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測(cè)定GB/T5009.120-2003食品中丙酸鈉、丙酸鈣的測(cè)定GB/T5009.121-2003食品中脫氫乙酸的測(cè)定GB5009.139-2014食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)飲料中咖啡因的測(cè)定GB/T5009.140-2003飲料中乙?；前匪徕浀臏y(cè)定GB/T5009.141-2003食品中誘惑紅的測(cè)定GB/T5009.149-2003食品中梔子黃的測(cè)定GB/T5009.150-2003食品中紅曲色素的測(cè)定GB/T5009.169-2003食品中?；撬岬臏y(cè)定部分食品添加劑測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)(續(xù))11.2呈味劑的測(cè)定呈味劑是增加或者改善食品味道的添加劑，主要包括酸度調(diào)節(jié)劑、增味劑和甜味劑。糖精鈉是使用較廣的甜味劑之一，白色結(jié)晶或粉狀，無臭或微有酸性芳香氣，味極甜。糖精鈉進(jìn)入人體后不分解，不供給熱能，無營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，隨尿排除體外。11.2.1糖精鈉的測(cè)定依據(jù)GB/T5009.28-2003食品中糖精鈉的測(cè)定第一法：高效液相色譜法第二法：薄層色譜法

原理：在酸性條件下，食品中的糖精鈉用乙醚提取、濃縮、薄層色譜分離、顯色后，與標(biāo)準(zhǔn)比較，進(jìn)行定性和半定量測(cè)定。第三法：離子選擇性電極法

原理：以季銨鹽所制PVC薄膜為感應(yīng)膜的電極，它和作為參比電極配合使用，可以測(cè)定食品中糖精鈉含量。當(dāng)測(cè)定溫度、溶液總離子強(qiáng)度和溶液接界電位等條件一致時(shí)，測(cè)得電位遵守能斯特方程式。電位差隨溶液中糖精離子的活度改變而變化，被測(cè)溶液中糖精鈉含量在0.02～1mg/mL范圍內(nèi)，電極值與糖精離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)成直線關(guān)系。也可以采用LC-MS/MS測(cè)定。原理：試樣加熱除去二氧化碳、乙醇，調(diào)pH至近中性，過濾后進(jìn)高效液相色譜儀，經(jīng)反相色譜分離后，根據(jù)保留時(shí)間和峰面積進(jìn)行定性和定量。分析條件：色譜柱： YWGC18（4.6×250mm，10

m）；流動(dòng)相：甲醇/乙酸銨溶液（0.02mol/L）（5+95）；流速：1.0ml/min;紫外檢測(cè)器（230nm）；進(jìn)樣量：10

L（進(jìn)樣濃度100mg/L）；可以同時(shí)分析苯甲酸和山梨酸。高效液相色譜法糖精鈉的子離子掃描質(zhì)譜圖HPLC-MS/MS檢測(cè)果汁飲料中的糖精鈉min0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.50%0100MRMof1channel,ES-181.9→105.920130929_15min_102Smooth(Mn,3x2)

solstd1mg/LSAC3.27糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖，1mg/L,進(jìn)樣量2

L傳統(tǒng)方法：紫外檢測(cè)法GB/T23495-2009檢出限：4mg/kgGB/T5009.28-2003第一法檢出限：0.15mg/kg改進(jìn)方法：串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)法檢出限：0.03mg/kg定量限：0.1mg/kg11.2.2環(huán)己基氨基磺酸鈉的測(cè)定GB/T5009.97-2003食品中環(huán)己基氨基磺酸鈉的測(cè)定第一法：氣相色譜法原理：在硫酸介質(zhì)中環(huán)己基氨基磺酸鈉與亞硝酸反應(yīng)，生成環(huán)己醇亞硝酸酯，利用氣相色譜法進(jìn)行定性和定量。第二法：比色法

原理：在硫酸介質(zhì)中環(huán)己基氨基磺酸鈉與亞硝酸鈉反應(yīng)，生成環(huán)己醇亞硝酸酯，與磺胺重氮化后再與鹽酸萘乙二胺偶合生成紅色染料，在550nm波長(zhǎng)測(cè)其吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)比較定量。

第三法：薄層層析法11.3防腐劑的測(cè)定我國(guó)允許使用的防腐劑有苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽、對(duì)羥基苯甲酸乙酯及丙酯等。其中前兩種廣泛應(yīng)用。11.3.1苯甲酸鈉的測(cè)定測(cè)定方法：☆中和法（堿滴定法）—應(yīng)用廣泛；☆紫外分光光度法；☆薄層層析法；☆氣相色譜法（采用極性色譜柱，不應(yīng)提倡的方法）；☆離子色譜法；☆高效液相色譜法（首選方法）或LC-MS。GB/T5009.29-2003食品中山梨酸、苯甲酸的測(cè)定中和法

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(nèi)容物，用酚酞做指示劑，采用0.1mol/LNaOH滴定至終點(diǎn)，然后根據(jù)氫氧化鈉消耗的體積計(jì)算苯甲酸或苯甲酸鈉的含量。樣品的處理固體或半固體樣品（各種果醬）稱100g樣→與500mL容量瓶中→加200mL水→加

NaCl直到不溶解為止（降低苯甲酸在水中溶解度）→用10%NaOH調(diào)為堿性（這時(shí)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2h→過濾→棄去初液→收集濾液。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2h→過濾→收集濾液。含脂肪多的樣品

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(cè)定用。★采用此方法測(cè)苯甲酸及其鹽類最大缺點(diǎn)是：樣品中有其它有機(jī)酸時(shí)，乙醚萃取時(shí)易帶過來，所以此法測(cè)定誤差較大。采用HLB固相萃取小柱凈化；分析條件：色譜柱：AgilentC18（4.6×250mm，5

m）；流動(dòng)相：甲醇/乙酸銨溶液（10mmol/L+0.05%冰乙酸）（20+80）；流速：1.2mL/min;紫外檢測(cè)器（225nm）；進(jìn)樣量：20

L（進(jìn)樣濃度100mg/L）；

可以同時(shí)分析糖精鈉和安賽蜜。高效液相色譜法硫代巴比妥酸比色法原理：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(chǎn)物，丙二醛與硫代巴比妥酸反應(yīng)，生成紅色物質(zhì)，顏色的深淺與山梨酸含量成正比。（530nm下測(cè)定）余同苯甲酸及其鹽的測(cè)定。11.3.2山梨酸及其鹽的測(cè)定11.4人工合成色素測(cè)定為了彌補(bǔ)食品中本來特有的色澤在加工、儲(chǔ)藏中的損失，使其盡可能恢復(fù)至原來的顏色，除采取一定護(hù)色措施外，往往還得在食品中添加一定量的食用色素，進(jìn)行著色。這些靚麗的色澤能促進(jìn)人的食欲，給人以美感，增加消化液的分泌。在各種花色蛋糕、冰棒、糖果、果脯、飲料、色酒、果醬、罐頭中都有色素。食品行業(yè)使用單一色素添加的情況較少，多數(shù)用復(fù)合色素方可達(dá)到較滿意的色澤效果，這給合成色素測(cè)定帶來一定困難?，F(xiàn)多采用HPLC-DAD法，也有薄層色譜法等。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)）；依據(jù)GB/T5009.35-2003食品中合成著色劑的測(cè)定，同時(shí)測(cè)定新紅、檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、赤蘚紅、亮藍(lán)、靛藍(lán)8種著色劑。本方法檢出限：新紅5ng、檸檬黃4ng、莧菜紅6ng、胭脂紅8ng、日落黃7ng、赤蘚紅18ng、亮藍(lán)26ng、靛藍(lán)26ng。當(dāng)進(jìn)樣量相當(dāng)與樣品0.025g時(shí)，檢出濃度分別為0.2mg/kg；0.16mg/kg；0.24mg/kg；0.32mg/kg；0.26mg/kg；0.72mg/kg；0.72mg/kg。原理：食品中人工合成著色劑用聚酰胺吸附法或液-液分配法提取，制成水溶液，注入高效液相色譜儀，經(jīng)反相色譜分離，根據(jù)保留時(shí)間定性和與峰面積比較進(jìn)行定量。分析條件：色譜柱：YWGC18（4.6×250mm，10

m）；流動(dòng)相：甲醇/乙酸銨溶液（pH4，0.02mol/L），梯度洗脫；流速：1.0ml/min;紫外檢測(cè)器（254nm）；進(jìn)樣量：10

L。高效液相色譜法11.5其他常用食品添加劑測(cè)定主要有發(fā)色劑，我國(guó)允許使用的有硝酸鈉、亞硝酸鈉，主要用于肉類食品加工；還有抗氧化劑、漂白劑等。這類添加劑使用不當(dāng)，會(huì)給消費(fèi)者身體健康帶來潛在的負(fù)面影響。因此，應(yīng)加強(qiáng)這些食品添加劑的定性定量分析監(jiān)測(cè)工作。人工合成的抗氧化劑主要有：叔丁基羥基茴香醚(BHA)、

2,6-叔丁基對(duì)甲酚（BHT）、沒食子酸丙酯（PG）等。

依據(jù)GB/T5009.30-2003食品中叔丁基羥基茴香醚(BHA)與2,6-叔丁基對(duì)甲酚(BHT)的測(cè)定；GB/T5009.31-2003食品中對(duì)羥基苯甲酸酯類的測(cè)定；GB/T5009.32-2003油脂中沒食子酸丙酯(PG)的測(cè)定。這些食品添加劑可以采用比色法、薄層色譜法測(cè)定，目前主要采用GC-FID、HPLC-DAD測(cè)定。11.5.1抗氧化劑的測(cè)定原理：試樣中的叔丁基羥基茴香醚（BHA）和2,6-二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)用石油醚提取，通過層析柱使BHA與BHT凈化，濃縮后，經(jīng)氣相色譜分離后用氫火焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)，根據(jù)試樣峰高與標(biāo)準(zhǔn)峰高比較定量。分析條件：色譜柱：10%QF-1固定相，GasChromQ(80~100目)，1.5m×3mm（ID）；氣化室：200℃；柱箱：140℃；載氣：氮?dú)猓?0ml/min；氫氣，50ml/min；空氣，500ml/min；氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）,220℃；進(jìn)樣量：3

L。氣相色譜法

HPLC-DAD檢測(cè)植物油中的BHA、BHT、TBHQ抗氧化劑作用：油脂及含油食品在加工、貯存、流通和使用過程中添加抗氧化劑以防止食品的氧化變質(zhì)。BHA,BHT和TBHQ的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式提取方法加入15mL乙腈重復(fù)提取兩次合并上清液旋蒸至干稱取2.0g樣品加入20mL正己烷+15mL乙腈的提取溶液渦旋5分鐘在轉(zhuǎn)速4000r/min下離心10min上清液取入梨形燒瓶2mL甲醇復(fù)溶后過膜進(jìn)小瓶紫外吸收：BHA:290.2nmBHT:277.2nmTBHQ:291.4nm色譜條件流動(dòng)相：A：1%乙酸甲醇溶液；B：1%乙酸水溶液；C：乙腈色譜柱：WatersSymmetryshieldRP18,250×4.6mm，5μm進(jìn)樣量：10μL

柱溫：35℃檢測(cè)條件BHA方法驗(yàn)證數(shù)據(jù)表明：植物油中BHA,BHT和TBHQ的定量限為1mg/kg；回收率和精密度數(shù)據(jù)均滿足分析檢測(cè)要求TBHQ、BHA和BHT溶劑標(biāo)準(zhǔn)品PDA色譜圖TBHQBHT11.5.2漂白劑的測(cè)定在食品的加工生產(chǎn)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(duì)食品的色澤有一定作用外，對(duì)食品的品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保存期均不應(yīng)有不良的改變。

漂白劑從作用機(jī)理分為兩類：

還原型（SO2、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸等）；

氧化型（H2O2、次氯酸等）。測(cè)定還原型漂白劑的方法有：◆鹽酸副玫瑰苯胺比色法（國(guó)標(biāo)法）；◆滴定法（中和法）；◆碘量法；◆極譜法；◆高效液相色譜法。測(cè)定氧化型漂白劑的方法有：◆滴定法；◆比色定量法；◆高效液相色譜法；◆極譜法。以亞硫酸鹽為例，依據(jù)GB/T5009.34-2003食品中亞硫酸鹽的測(cè)定（第一法涉及用汞制劑，應(yīng)修訂）第一法鹽酸副玫瑰苯胺比色法

原理：亞硫酸鹽與四氯汞鈉反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺作用生成紫紅色絡(luò)合物，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。第二法蒸餾法

原理：在密閉容器中對(duì)試樣進(jìn)行酸化并加熱蒸餾，以釋放出其中的二氧