食用合成色素分析方法的研究进展.pdf

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1、作者简介:邱会东(1975-)男,重庆科技学院化学与生物工程学院讲师。E2mail:收稿日期:2006-01-12第22卷第2期2 0 0 6年3月FOOD&MACH I NERY食品与机械Vol.22,No.2Mar.,2 0 0 6食用合成色素分析方法的研究进展Recent progress of food compound colorants determ ination邱会东Q IU Hui2dong(重庆科技学院化学与生物工程学院,重庆 400050)(Departm ent of Chem istry and B iologic Engineering,Chongqing Inst

2、itute of Science and Technology,Chongqing400050,China)摘要:综述了近几年来国内外有关食用合成色素分析的研究状况,分析方法包括:分光光度法、微柱法、极谱法、高效液相色谱法等。关键词:分析方法;食用合成色素;综述Abstract:A review of recent progress of food compound colorants analysiswas carried out,analysis methods employed home and abroad are:HighPerformance Liquid Chromatograp

3、hy method,mircocolumniation method,spectrophotometry,polarography et al.Keywords:Analysismethod;Food compound colorants;Review食用人工合成色素主要以苯、甲苯、萘等化工为原料,经过磺化、硝化、偶氮化等一系列有机反应化合而成。故食用合成色素多是含有苯环、R-N=N-R键、氧杂蒽环结构的化合物,我国批准使用的食用合成色素有21种之多,最常用的有柠檬黄、日落黄、胭脂红、苋菜红、赤藓红、新红、诱惑红、靛蓝、亮蓝等。近几年来,随着人们健康意识的增强,对食品中的合成色素的使用越来越关

4、注,因此,研究工作者对食品中人工合成色素的分析研究日益增多,各种现代的仪器分析方法在食品添加剂的分析中得到充分体现,如高效液相色谱法、微柱法、毛细管电泳法、现代极谱法、现代光度法等,现代仪器分析的方法已经成为色素分析的主流。一些发达国家和地区已经应用毛细管电泳法对食品中的多种混合色素分别进行测定1,2。本试验对食品中常用的几种色素的分析检测方法进行评述。1 分光光度法对食品中单色素的检测利用分光光度法分析比较容易,但对混合色素分析存在吸收峰叠加现象,如果不经过分离直接测定,则干扰严重。对二组分或二组以上混合色素的测定,目前的研究主要是以“数学分离”代替化学分离来同时分析相互干扰的多种组分的方法

5、。焦红波等3对10种二组分色素分别测定,原理是:若甲、乙两种组分在最大吸收波长处相互都有吸收,则A=A甲+A乙=甲C甲+乙C乙(L=1),即A/甲=(乙C乙/甲)+C甲,对于某一固定待测样品,C甲、C乙为常数,所以A/甲对A/乙随波长变化呈线性分布,对其进行线性回归计算。该方法线性范围为00.5 g/kg,检出限为0.10.3 mg/kg。M.Ustiin Ozgiir等用最小二乘校正系数法对3组分色素进行分析4。周彤等5利用偏最小二乘法(PLS)的多变量校正的优良解析性能结合高灵敏度的导数光度法,提出了同时测定四组分(柠檬黄、日落黄、胭脂红、苋菜红)混合色素,于460520 nm处进行二阶导

6、数扫描,读取每隔2 nm共31个波长的吸光导数值,用PLS程序计算。冯江等6采用稳定回归 分光光度法同时测定3组分混合色素,其原理是:对一组测量数据(XK,YK),K=1,2,3,n,设回归方程为Y=a+bX;给定一约定点(X,Y)作变换如下:XK=XK-X,YK=YK-Y,使|YK-bXK|min的优化过程,从而求出截距a和斜率b。该方法改变了最小二乘法受异常点影响的不足,对饮料中的柠檬黄、胭脂红、果绿混合色素进行分析。陈海春对日落黄、柠檬黄、胭脂红中两组分利用双波长K系数法进行分析7,8。人工神经网络具有高度容错能力和优良的光谱校正作用,可从复杂的数据中总结出定量规律,从而对未知样品作定量

7、预报,因此可广泛用于多组分混合物的分析,选取柠檬黄、胭脂红、果绿混合组分和日落黄、柠檬黄、胭脂红混合组分,利用BP神经网络进行训练,经反复迭代后可实现对食品中混合色素的同时测定9,10。该类方法的缺点是可能要受到天然色素的影响,但分光光度法与化学计量学的有机结合消除了单波长光度法多组分干扰问题,是该类方法的最大优点,并且光度法分析所用仪器设备普及面广,对操作人员的技术水平要求不高,测定混合组分色素快速方便。2012 微柱法采用聚酰胺 硅胶填充的微柱法11测定食用合成混合色素,可同时检出肉制品中的柠檬黄、赤藓红苋菜红和胭脂红4种混合色素,方法回收率为93.7%,相对标准偏差为2.3%,最低检出限

8、为20 mg/kg,由于天然色素红曲米的广泛使用,给许多分析测定带来干扰问题,故该方法的优点是不受天然色素红曲米的干扰,不需特定的实验条件,使用的仪器设备简单。3 极谱法食用合成色素分子中含有NN双键或CC双键,这些基团具有电活性,在滴汞电极上,可以还原产生还原波,在不同底液中,各种色素的还原电位不同,以此进行定性分析,根据还原电位峰高与其浓度成线性关系,可以进行定量分析。文君等12应用此法在pH3.6的乙酸 乙酸钠缓冲液中测定赤藓红,于-570 mV处产生二阶导数波,其含量与波高成正比。李德金等20以乙酸 乙酸钠缓冲液(pH3.6)测亮蓝,胭 脂红、柠檬黄、日落 黄、靛蓝 于磷 酸 盐 缓

9、冲 液(pH5.8)作底液以各种色素峰电位不同分别测定其含量。AlghamdiAH13利用方波极谱法测定苋菜红,在碳酸盐缓冲液(pH10)作底液,-518 mV出现苋菜红的还原峰,应用于偶氮类色素的含量测定。Chanlon S等14以pH9.0磷酸盐缓冲液作底液,以胭脂红、酒石黄、诱惑红的还原电位不同分别进行测定。钱桂平等15以pH7.0的磷酸盐作缓冲底液,分别对柠檬黄、日落黄、苋菜红、胭脂红4组分同时测定。极谱法测定混合色素的最大优点在于样品处理无特殊的要求,较其他方法简单,只要选择好测定介质,则结果准确度高,检出限低,干扰少的优点,适宜于食品中混合色素的分析,测定所用汞如果操作处理不当会给

10、环境带来很大的污染问题,是方法的一点不足。4 紫外吸收光谱法根据物质对光的吸收具有选择性,应用紫外吸收光度计进行光谱扫描,发现胭脂红、苋菜红、柠檬黄、日落黄、亮蓝、诱惑红、酒石黄、偶氮玉红、赤藓红等不同食用合成色素具有不同的吸收谱图,与标准谱图对照,即可直观、快速定性,在一定浓度下吸收峰高与样品中所含色素量成正比,可以定量检测,从而建立了紫外吸收光谱法16,17测定食用合成色素。该方法的优点是测定线性范围宽,灵敏度高,具有操作简便、快速、准确、易普及推广。但如果存在多组分共存时,有些吸收峰可能存在叠加现象,对测定造成很大的误差。5 高效液相色谱法(HPLC法)食品中色素多是二组分或二组分以上混

11、合使用,对准确测量每种色素的含量带来了很多困难,然而液相色谱技术是一种很好的分离技术,应用HPLC法测定食用合成混合色素准确度高,方法灵敏,重现性好,为国家标准方法。林春晓等18对肉食品用乙醚除脂,氨水浸取色素后,采用甲醇-0.02 mol/L的乙酸铵为流动相,1.0 mL/min的流速梯度洗脱,以HP-ODS色谱柱分离,利用紫外检测器对柠檬黄、苋菜红、日落黄、胭脂红等进行色素分析。Tsuji S等19利用1%的氨水分离沉淀铝色淀的干扰,采用HPLC法测定了日落黄和诱惑红。徐春祥等20用乙醇 氨 水溶液提取色素,溶液经浓缩,在酸性条件下用聚酰胺吸附,碱性条件下解吸附,以C18柱分离,二极管阵列

12、检测器检测火腿肠中的诱惑红。Kirschbaum J等21利用二极管阵列检测器(DAD)特有的程序可变波长的功能,根据不同组分出峰的顺序,在各种色素各自出峰的时间,分别选用其最佳检测波长同时检测,克服了单一波长检测及可能存在干扰的缺点,对14种人工合成色素进行同时检测。许多国内外研究者也用反相高效液相色谱法对软饮料中的多种人工合成色素进行同时分析2225。该方法所用仪器设备比较昂贵,工作条件要求比较高,在一些基层单位不容易普及推广,但HPLC法对色素分析具有干扰小、测定快速、准确、简便的特点,是色素现代分析仪器分析测定的发展趋势。6 展望综述以上各种检测方法,所用仪器设备比较便宜的是分光光度计

13、,而人工神经网络在食品分析行业也逐渐发展起来,人工神经网络在分析方法的条件优化、非线性校准、各种重叠峰的分离与解析、待测组分浓度预测等优点,利用人工神经网络技术与各种现代仪器分析手段对混合色素进行分析有很大的发展空间。参考文献1Huang HY,Chuang CL,Chiu CW et al.Deter mination of food color2ants bymicroemulsion electrokinetic chromatographyJ.Electropho2resis,2005,26(4):867877.2Ishikawa F,OishiM,Kimura K et al.Det

14、ermination of synthetic fooddyes in food by capillary electrophoresis J.食品卫生学杂志,2004,45(3):150155.3 焦红波,刘秀芹.多波长线性回归法直接测定食品中的双拼色素J.山东食品科技,2000(1):1516.4M.Ustiin Ozgiir,I.Koyuncu,A.Bozdogan et al.The Resolution ofTernaryMixtures ofDyes by Partial Least2SquaresMultivariate Spec2trophotometric Calibrati

15、on and Derivative Spectrophotometry J.Chemia Analityczna,2005,50(3):605614.5 周彤,钟家跃.二阶导数光谱PLS法同时测定混合色素J.中国卫生检验杂志,2002,12(6):680.6 冯江,周建民,黄鹏,等.稳定回归 分光光度法同时测定3组分食用色素J.中国公共卫生,2002,18(4):494495.7 陈海春.双波长K系数分光光度法同时测定日落黄与柠檬黄J.化学试剂,2003,25(2):9899.8 陈海春.双波长补偿计算法同时测定饮料中的日落黄及胭脂红J.化学分析计量,2005,14(1):5455.9 冯江,

16、冯宇川.人工神经网络分光光度法测定混合色素 J.卫生研究,2003,32(4):389390.10 王志有,于洪梅,吴秀红,等.人工神经网络光度法同时测定饮料中三种色素J.鞍山科技大学学报,2005,28(3):187190.11 聂晶,齐兴娟,周宁.合成色素快速检测方法的研究及应用 J.301食品安全与检测2006年第2期中华预防医学杂志,2001,35(3):192193.12 文君,缪红,范柯.示波极谱法测定食品中人工合成色素赤藓红J.食品研究与开发,2001,22(3):6364.13 李德金,赵明哲,栾广杰.示波极谱法测定食品中人工合成色素的探讨J.食品研究与开发,2004,25(6

17、):107108.14Alghamdi AH.A square2wave adsorptive stripping voltammetricmethod for the determination ofAmaranth,a food additive dyeJ.Journal ofAOAC International,2005,88(3):788793.15Chanlon S,Joly Pottuz L,Chatelut M et al.Determination of Car2moisine,Allura red and Ponceau 4R in s weets and softdrink

18、s by dif2ferential pulse polarographyJ.Journal of food composition and a2nalysis,2005,18(6):503515.16 钱桂平,余建中.微机极谱法同时测定食品中苋菜红、日落黄、柠檬黄、胭脂红混合色素J.中国卫生检验杂志,2002,12(5):569570.17 李必斌,张海霞,潘连富.紫外 可见吸收光谱法定性定量测定食用合成色素J.中国卫生检验杂志,2001,11(1):5859.18A.ZALACA I N,S.A.ORDOUD I,I.BLAZQUEZ et al.Screeningmethod for t

19、he detection of artificial colours in saffron using derivativeUV2Vis spectrometry after precipitation of crocetinJ.Food Addi2tives&Contaminants,2005,22(7):607615.19 林春晓,曾红慧,付斌,等.高效液相色谱检测熟食肉制品中人工合成色素的研究J.中国热带医学,2005,5(3):556557.20Tsuji S,Umino Y,Amakura Y et al.Preparation of HPLC test solu2tions for

20、 organic impurities in aluminum lakes of Food Red No.40(Allura Red AC)and Food Yellow No.5(Sunset Yellow FCF)J.食品卫生学杂志,2001,42(6):379384.21 徐春祥,王峰,赵维佳.高效液相色谱法测定火腿肠中的诱惑红J.化学分析计量,2005,14(1):1214.22Kirschbaum J,Krause C,Pfalzgraf S et al.Development and evalua2tion of an HPLC2DAD method for determinati

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