食品添加劑的用途主要是為了提高食品的商業(yè)價值,或是抑制食品腐敗,并加強貯藏的安定性與增加食品的美觀,讓消費者更加喜歡食用。
■文/遲 敏
防腐劑主要是抑制細菌、霉菌的生長,防止食物變質(zhì)的食品添加劑。從微生物學的角度來看,這些物質(zhì)可稱為抗微生物劑或抗菌劑。但是添加過量的防腐劑對人體的健康會有相當程度的危害,而理想的防腐劑應具有強大的防腐力和對人體毒性微小的功用,但在現(xiàn)實生活中,通常兩者是不可能兼得的,因為防腐劑多少都帶有一些毒性,例如,一般常使用于食品中的防腐劑:苯甲酸(benzoicacid),又名安息酸,安全使用濃度通常為0.05~0.1%(w/w),若超過0.1%便會有異味,大量攝食幾克以上就會有中毒狀況,例如:神經(jīng)中樞麻痹而產(chǎn)生抽筋現(xiàn)象。因此,無論是哪一種添加劑,當所添加的濃度超過法定范圍時,皆會對人體造成一定的傷害,因此檢測食品中添加劑的種類及含量是必要的。
防腐劑試驗條件
在一些文獻中,檢測防腐劑的方法,大致有微胞電動層析、毛細管電泳及高效能液相層析等。在早期,主要是利用高效能液相層析來檢測食品中的防腐劑,可是此技術在于同時分離酸類(如己二烯酸)與酯類(對羥苯甲酸丁酯)的防腐劑時,除非在移動相(mobilephases)中添加ion-pairing試劑,否則對于分離防腐劑有一定程度的困難。
對于分析防腐劑而言,上述方法均有其盲點存在,而微乳化電動層析技術,在分離帶電荷物質(zhì)或中性物質(zhì)時,都有非常好的成效,尤其對于分析物結構相似的物質(zhì),可依分析物本身的親疏水性不同,加以分離。因此,本研究利用微乳化電動層析方法的高效率、分離速度快等優(yōu)點及對分析物的可行性,對市售的各種食品進行測試,并檢驗各食品中所含防腐劑種類及含量。
試驗方法設計
色素貯備溶液、微乳化緩沖溶液的配制
標準品配制:將防腐劑溶于乙醇中,并配制成1mg/ml的儲備溶液。使用時再與緩沖溶液依1︰7比例加以稀釋。
微乳化溶液配制流程如下:首先取0.81%octane+6.61%1-butanol+3.31%SDS+89.27mLpH9.5buffer或其他不同pH值的緩沖液,其次利用超音波震蕩器震蕩30分鐘。其中,所有藥品單位皆為w/w。
各種不同pH值緩沖溶液配制方法如下:

實際樣品前處理步驟
食品中防腐劑測定:醬油與紅酒因有許多干擾存在于樣品當中,所以必須要先用SPE管作樣品前處理。
萃取步驟如下:首先取3ml甲醇潤濕LC-8SPE管,接下來取3ml去離子水潤濕LC-8SPE管,然后取1ml樣品通過SPE管,再取6ml去離子水洗去雜質(zhì),之后加入1ml乙醇洗出防腐劑,最后注入毛細管進行測試。
檢測防腐劑時,因為緩沖溶液中有油滴存在,因此需要大量的界面活性劑來穩(wěn)定系統(tǒng),本研究主要是探討在緩沖溶液中改變不同的pH值(pH10~pH2)及變化不同溫度(40℃~30℃)等對防腐劑進行分離影響。
微乳化電動層析分離方法:分離電壓:-11kV與+11kV;注射壓力:0.5psi;注射時間:3sec;偵測波長:200nm;標準品濃度:Triclosan50ppm(當作內(nèi)標);其余皆為100ppm;毛細管清洗壓力:20psi。依序為(1)0.1N NaOH 5min;(2)緩沖溶液5min。
利用微乳化電動層析進行色素測定時,分別就其界面活性劑濃度、共界面活性劑種類與添加有機修飾劑濃度以及使用三種不同油滴進行變化。
微乳化電動層析分離方法:分離電壓:-20kV;注射壓力:0.5psi;注射時間:3sec;偵測波長:200nm;毛細管長:50.2cm;標準品濃度:對羥苯甲酸甲酯25ppm(當作內(nèi)標),其余皆為100ppm;清洗壓力:20psi。依序為(1)0.1NNaOH 5min;(2)緩沖溶液5min。
結果與討論
本研究利用微乳化電層析,對添加于食品中的防腐劑進行檢測,并探討當改變緩沖溶液中的pH值及作溫度變化時,對防腐劑有何影響。從以下結果數(shù)據(jù)得知,在溫度為30℃與緩沖溶液為pH=9.5時為最佳化分離條件,并可有效地將防腐劑成功分離。
利用緩沖溶液的不同pH值,使分析物因本身的pKa值不同,而產(chǎn)生不同的解離程度,因此造成分析物進入油滴的分配系數(shù)有所差異,來達到最佳化分離效果。
在pH=2時,所有的分析物因pKa值均大于4.2以上,所以都不會解離,為中性物質(zhì),分析物完全靠本身的親疏水性不同,進入油滴的比例有所不同,進行分離。在pH=4時,因所有分析物均不解離,為中性物質(zhì),分析物主要還是利用在油滴中的分配系數(shù)不同,進行分離,此時因會有微弱的電滲流產(chǎn)生,雖然會使油滴的遷移速率稍微加快,但是依舊無法將防腐劑完全分離成功。
在pH=6時,除了苯甲酸(pKa=4.2)、己二烯酸(pKa=4.59)及去水醋酸(pKa=5.39)因pKa值皆小于6外,其余防腐劑pKa值均大于6以上,因此不會解離,形成中性物質(zhì)。而由于緩沖溶液中的油滴表面為帶負電荷,因此若施加正電壓,從電泳10中是無法看到任何訊號產(chǎn)生,因此需改為負電壓偵測。在pH=8時,由于所產(chǎn)生的電滲流較小,驅(qū)使整個分析物的遷移時間變慢,而導致對羥苯甲酸甲酯與己二烯酸、對羥苯甲酸乙酯與對羥苯甲酸丙酯、及對羥苯甲酸丁酯與三氯生,波峰互相重疊無法順利分開。
在pH=9.5時,因各分析物的解離程度均不相同,與油滴的作用力也會有所不同,導致不同的遷移速率,因此在此pH值時,能夠有效地將所有的防腐劑成功分離。而在pH=10時,主要因為所產(chǎn)生的電滲流變大,因此會驅(qū)使所有的分析物遷移時間變快,而導致苯甲酸與對羥苯甲酸丙酯及對羥苯甲酸丁酯與三氯生,波峰互相重疊無法順利分開。
從pH值變化中,可得知分析物不僅僅是高pH值與低pH值的分析電泳有所差異,亦可發(fā)現(xiàn)在高pH值時,部分分析物的選擇性會有所改變,例如:pH=10與pH=8時,苯甲酸乙酯與苯甲酸的選擇性有所變化,可是在低pH值時,分析物的選擇性均相同,可能是因為在低pH值(pH=4以下)時,所有分析物均為中性物質(zhì)且又無電滲流存在或是所產(chǎn)生的電滲流非常微弱,因此,所有分析物的分離均與油滴作用有關。
(作者單位:河北省滄州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所)
《中國質(zhì)量技術監(jiān)督》2013年1月刊

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