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反应香精分析与标准制定基础研究 摘要 本论文主要是按照标准的检测项匿及检验步骤，首先采用相关嗣家标准对反 应香耩物性常数进行溺定，然后对现行行业标准中未涉及的有害物质进行检测方 法开发，以及对检测方法的不确定度进行评估。 引言部分主要是反废香精及论文涉及的有害物质豹研究现状、不确定度的概 述。 第一章主要是采用食品添加剂的国家标准对反应香精的香气、香味、p h 、水 分含量、脂肪含量、过氧纯值进行测定。 第二章主要是用氢化物原子荧光光度计、原予吸收分光光度计测定反应香精 中饔睾、汞、锈、铅，考察藏处理方法和仪器对实验结票的影响，确定反虚香精样 品的最佳前处理条件为：微波消解试剂硝酸：双氧水嗡：2 ( v v ) 、消解温度为2 1 0 、 瀵解时闻为2 5 巍嚣；原予荧光的还原裁为2 0 9 忽硼氢纯钾，载流液为5 盐酸，方 法测定汞的回收率为黼l l o ，砷的回收率为9 静扣1 1 3 ，镉的回收率为 9 扣1 0 8 ；用原予吸收分光光度计测定反应香精中的铅，阐收率为9 5 粤缸1 0 5 ， 对9 种反应香耩样品进行测定，其中砷、汞、锈、锸的含量蚜不超过匿家标准。 第三章主要是建立了高效液相色谱测定反应香精中3 ，4 一苯并芘的方法，考 察了裁处瑗方法及色谱条件对实验结果的影嫡，毙较不羼的前愁理方法，确定了 c 1 8 填料基质固相分散苯取法为前处理工艺；萃取剂为甲酵；高效液相色谱的色谱 柱力& l i p s e ) 国b 。c l 嚣g 5 妇髓4 。6 m 】崩辉1 ) ；流动相为荦醇) ：承) 穆o ：l o ：流速 为l 。o 瓣i ，佃涵；光电二极管阵列检测器( d a d ) 检测波长：u u 2 9 锄啦。加标实验回 收率为7 7 缸7 9 7 ，精密度隽o 8 ，检出限为1 8 6 罐艇也。经测定2 0 种反应香精 样品均未检出3 ，4 苯并芘。 第圆章主要是建立了用高效液相色谱快速检测反应香精中2 氮基- n 甲基5 苯基眯唑并吡碇的方法。反应香耩中的2 。氨基n 一警基。5 一苯基睬睦并毗啶震二率基 甲酰胺直接超声振荡提取；高效液褶色谱的色谱柱为l i p 辩 ) b l 客0 5 0 翁瑚4 6 测耐s 蹲浚流动褶隽二等蒸甲酰胺) ：警醇) ：v ( 水产8 ：5 9 ：鸵； 流速为o 5 m i 翩醯光电二极管阵列检测器( d a d ) 检测波长为己m 3 2 7 鼬。加标实 差 验回收率为7 9 8 6 ，检出限为1 9 2 n 舢。经测定1 0 种反应香精中均未检出该 种物质。 第五章主要是对氢化物原子荧光光度计测定重金属( 以汞为例) 的检测方法进 行不确定度评估，校正过程引入的不确定度分量k l ( c o ) 为o 0 5 6 l ；标准溶液配制 引入的不确定分量i ( s t d ) 为0 0 2 6 ；样品配制引入的不确定度分量l ( s 锄) 为 o 0 2 1 ；测定过程的随机效应引入的不确定度分量i ( 哪为0 o 0 0 8 ；合成的不确定 度u 为0 1 2 “g ，测定反应香精中的汞的不确定度范围为士0 2 p g 儋。 第六章主要对高效液相色谱测定3 ，4 一苯并芘的检测方法进行不确定度评估， 校正过程引入的不确定度分量为u f c i ( c o ) 为o 0 2 3 ；标准溶液配制引入的不确定分量 u r e l ( s t d ) 为o 0 0 7 7 ；样品配制引入的不确定度分量u 一( s 锄) 为o 0 0 2 5 ；测定过程的随 机效应引入的不确定度分量l ( w ) 为0 0 0 0 0 7 ；合成的不确定度u 为0 9 0 p 幽n l ， 测定3 ，4 一苯并芘的不确定度范围士2 “幽札。 第七章主要对高效液相色谱测定p 岫的检测方法进行不确定度评估，校正过 程引入的不确定度分量为u 佗i ( c o ) 为0 0 0 8 9 ；标准溶液配制引入的不确定分量l ( 耐) 为o 0 0 7 7 ；样品配制引入的不确定度分量u 佗i ( s 锄) 为0 0 0 1 8 ；测定过程的随机效应 引入的不确定度分量l ( w ) 为0 0 0 0 0 1 ；合成的不确定度u 为2 5 p g 儋，测定p 心 的不确定度范围士5 p g 。 关键词：反应香精，氢化物一原子荧光光度计，重金属，高效液相色谱，3 ， 4 苯并芘，2 氨基- n 甲基5 苯基咪唑并吡啶 i i t h e a n a l y s i so f p r o c e s sf l a v o 矬g a n db a s i cr e s e a r c ho ns 乏a 豇d 2 蔓d se s 钯b l 担h 磁e 娃量 a b s 瞰c t t h ed i s 删0 n 吣a b o l i tt e 如n g 咖c 0 删o f 也e p r o c e s sn a v 碱n gu s 堍 r e l 撕v en 撕0 n 锺s t 五1 1 1 倒，d e v e l o p 迦w 雅粗y s i sm 出o d s 强d e 蛐h a 鼬烈 s u b s t a n c e sw h i c hw 勰n o ti n 姗di n 也e 旺a n 出l r d s 越de v a l 妇g 也e 强筏曛蛳o f 雠s em e 也o d s 。 啊舱f o 跫w o r di sar e 、，i e wd b o u tt l l ec r e n tr e 蝴h 蜘o f 畔s sj f l a v 蹬远g ， b 姗翕i ls u b s t a i l c e s 觚d 也eu n c e i t a i l l 够 1 1 1c h a 【p t e ro n c 伽e 龆o r 媳t a s t e ，p hv a l u e ，m o i s t i 鹏c 0 蜮 敏c 0 螂p e r o 姬d e v a l u ew 嬲i n v e s t i g a 主| e du s i l l gr e l 撕v ef 曲da d d i t i v e sn 撕o r 擒is t a l l d a r d 。 1 1 1d m p t e r 铆。也eb y d 而d eg e n 训o n - a t o r n j c 缅】o r e s c e n c es p e c t r o m 酏呵皴l d a 觚i ca b s o f b 遍gs p 吲的p h o t o m e 仃y 袱就l l s e dt o 馘a 啾滴c ，m e r c u l e a 也c 枷u 地 戳还也e 斟i e t 玲a t m e n ta n d 龇e q 岫e n tw 越c hi n 髓u e n c e d 也ee x l e ：r i i n e n tw e r e 洲e d 锄dd e 溆蝴确eo p 缸u m 础矗触：涨0 3a 耐h 2 0 2 ( v ：弼：2 ) 袱黔d i g e s t i o n 豫a g 啦钕钯l 珥e r a 瓴鹏o f 击g e s t i o n 嗍2 l g ，血e 缸ew a s2 5 m 旭m ec o n c e n 删o n o fl h 4w a s2 0 9 尼蹈r e d l l c e ro fg e n c r 赫o n a 士0 m i cj f l u o r e s c e n c es p e c t l i o m e t 吼也e c a r 矗e rw 觞5 h c l t h er c c o v e r i e so fm e r 吼y ，a r s 诫c ，c a 血证呦w e r ed e t e r ：m m e d 跚g e d 舶m 9 9 t o1 1 0 ，9 6 t o1 1 3 ，9 0 t o1 0 8 ，r e s p e c t i v e l y m er e c 0 v e 拶o f l e a dw 撼c ht e s t c db y 也ea 鳓畦e 曲s o f b h 嗜s p 晌p h o t o m e 戗yw a sd 醣和 1 i n e da 玎锄g e d 的斑9 5 t o1 0 5 9p 撇s s 盆a v o 渤舒w e f e 托a 王y z e db y 位删瘟培e x p 硎晌铋t a l 祗e 潍；蠢珏d 也e 越献o fm e f c 进麓躺e 丑主e ，c a 盘垃t l l n ，l e a dw e r e 出ll o w e r 也a n s l 勰i l a i 趔sl 娃致心o l kc b 凇蜘a 越如o d 奴龀h p 坟妇嘲i 锄o f 3 ，4 一獗渤f a 】掰饿 圆& p ) 主芏l 辨嫩s s8 8 v o 蛀驾h a sb e 谨如v e l 印e da 甜磷) p o s 甜t k 邵燃黼t 蠲d 盛e 键u i p 魅e n lw 鲢c h 硼u 鼹c 醴也ee x 岫鼹t 黼忿鸵a f 曲e d 勰d 幽协戚n 咄也e p r 朗瑚触睨t 峨c 1 3m a 乜奴s o l 谌恤d 主删。玛也ee x 艉c ts o l v 哪膦戳酏a n 0 1 弧e l 啪硅o f 妞船l cw a se c l i p s e 如b c 1 8 ( 2 5 嘶4 6 棚彤5 岬) ；妞渤b i l e p h a s e 、燃v ( m 甜姗0 1 ) ：v ( 姗嗽) 穆o ：l o 诹t h 也en o w 硪a t1 o 划蛐；妞d ，s d e t e c l i o n 删w e l e n g 也w a s2 9 衄越弧e 孢v e 搿吣7 7 7 9 ，也er - s do f 凇o v e 搿 w 裕o 8 ，也el i 】畦to fd e t e c 娃傩w 鑫sl8 缸g 池3 ，4 南e n z o 【a 】p y r e n ew a sp o s i 镞v e d 曲：戚n e d 遮2 0s 朗蹬l e s 王i l 上海海洋大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我 一繇甙粕砀f 日期：7 叨g 年石月f 弓日 、 上海海洋大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 口 ，在年解密后适用本版权书。 学位论文作者签名：试蜘1 日期：切g 年多月b 日 。 指导撕签名历表 日期：矽7 年多月矽日 1 本研究领域的国内外现状 引言 1 1 反应香精的简介与研究现状 香精是食品添加剂的一个重要组成部分。食品中添加香精是为了改善和弥补 肉类、热加工蔬菜制品、坚果类和巧克力、饮料等食品的风味，这类产品广泛的 应用在调味品、肉制品、方便食品、饮料中，几乎遍布了整个食品行业。反应香 精作为香精行业的一个分支，因其是以天然原料制备，香气逼真、丰满，所以受 到生产厂家、食品专家和研究人员的广泛关注，不断开发和生产出各式各样，不 同风味的产品及其应用产品，呈现出勃勃生机。 反应香精0 r 0 c e s sn a v o r i l 玛) 又称为热反应香精( t h 锄2 l lp r o c e s sf l a v 矾n g ，t p f ) ， 是指通过加热特定的混合物制备成的，经过调和、修饰具有特定风味的产品。这 些混合组分可以是食品本身，也可以是食品添加剂或者经批准可以在反应型香精 中使用的添加物。反应结束后还可以添加一些成分进行修饰。热反应型香精是热 反应前体物质和热反应后添加物质的混合体。热反应前体物质一般是通过肽和氨 基酸的降解、糖的降解、m a i l l a r d 反应等产生的。热反应后添加的物质一般是香基 和香精辅剂，香基是由如下物质组成：风味物质、天然原料物质及其抽提物、其 它风味成分和风味增强剂；香精辅剂如助溶剂、抗氧化剂、鏊合剂、防腐剂、乳 化剂、稳定剂、抗结剂、酸、碱、盐的抽提溶剂等l lj 。 原本没有什么气味的食物在烹调时会发出诱人的香气，是因为在加热的过程 中发生了热反应，热反应香精首先是仿照食物加热的环境条件下加热一些特定的 混合物来制备各种具有特殊风味的前体物质，再加入香基或香料来补充或丰富前 体物质的香气，得到了需要的香精，还可以继续经过萃取或干燥，得到粉状或液 状的食品香精以适合不同的加香应用需要。利用热反应可以生产出猪肉、牛肉、 鸡肉、羊肉、海鲜等风味的反应香精，因添加原料的不同还可产生烧烤、水煮等 不同香气。一般认为产生风味的主要途径有：a 糖与氨基酸之间的反应，生成挥 发与不挥发性的成分，即m a i u a r d 反应的产物；b 原料中糖类物质降解；c 氨基酸、 肽类的降解；d 特征香味的形成，主要是脂肪及类脂类物质的热降解作用，如动 物油脂、植物油脂、卵磷脂、三甘油酯、脂肪酸或酯等，这些物质在加热过程中 发生氧化反应，生成过氧化物，继而进一步分解为香气阈值很低的酮、醛、酸等 挥发性羰基化合物或羟基脂肪酸水解为羟基酸，经过加热脱水，环化生成具有各 种香气的内酯化合物。 我国十几年前引入了反应香精并利用国内廉价、充沛的资源不断对这一系列 产品进行广度和深度上的开发。但是由于我国起步比较晚，生产技术、加工工艺、 分析手段等方面与国外还存在着一定的距离。由大量的文献资料得知，我国现在 对于反应香精的研究主要集中在反应香精的制备、香气成分剖析以及利用现有技 术对各种食品的香气进行模仿等方面【2 以引。随着生产技术的不断提高，对于这类产 品的监管力度也要不断加强，而现有的监管检测依据即咸味香精行业标准在 某些方面已经跟不上发展的需要，因此及时出台一部新的标准对我国的反应香精 市场、企业以及检测机构来说是十分有益的。 1 2 反应香精中物性常数的研究 反应香精中物性常数的检测主要包括p h 值、脂肪含量、水分含量等的测定， 其测定依据主要参照食品添加剂的相关标准方法或是文献资料中提供的更为简便 的方法。 1 、p h 值对m a i l l a r d 反应的影响m a i l k 砌反应受到p h 值的影响，随着p h 值的提高，有色聚合物的数量增加，碱性条件下易生成含氮挥发物，如毗嗪，其 他的挥发物只能在酸性条件下生成。在对p h 值在4 5 6 5 之间时对由半胱氨酸、 核酸的模拟系统中生成的挥发物的影响的研究证明，p h 值的微小变化会对某些种 类的挥发物产生重大影响。含氮杂环化合物只有在p h 值大于5 5 时才能生成，2 甲基3 呋喃硫醇和2 呋哺基甲基硫醇却只能在低p h 值下生成。以上说明p h 值 的微小变化可以对香味挥发物的某些方面产生明显的影响。 2 、脂类对m a i l l a r d 反应的影响一关于肉类风味的研究表明，脂质及其降解产 物以及脂质相互作用会产生一些挥发性化合物，这些挥发性化合物对于产生肉类 的特征风味起到了重要作用。他们是含有长链烷基取代基( c 5 c 1 5 ) 的0 ，n 或s 杂环，烷基通常是由脂肪醛衍生而来，从脂质氧化而获得，而氨基酸则是氮和硫 的来源。例如：2 戊基吡啶在熟肉的挥发物质中普遍存在，该化合物具有很强的脂 香和似脂肪的气味，该物质可能是由脂质裂解产物与从半胱氨酸得到的h 2 s 或氨 发生反应得到。由历程得知，2 ，4 癸二烯醛、2 一戊基吡啶、2 一己基噻吩和2 戊基( 2 h ) 噻吩是多不饱和脂肪酸的主要氧化物。在m a i l l a r d 反应体系中，在没有脂质存在 时，反应混合物会产生复杂的挥发性物质如糠醛、呋喃酮、烷基毗嗪或吡咯，磷 脂的存在导致了这些化合物数量的减少，说明脂类对m a j l l 羽反应中形成的杂环 化合物数量有抑制作用，也就说明其能抑制某些异味的产生。 1 3 反应香精中重金属的检测研究 自然界存在着很多重金属，比如锌、镉、铜、铅等，这些重金属同样存在于 2 人体内，是人体的必需元素。但是，凡事都有一个量的问题，任何东西一旦超过 正常的量，它必然给环境或人体造成不良影响。食品在加工生产运输等过程中可 能会受到各种污染，原料或其他环节含有的重金属可能会随着加工生产的过程带 入食品中，假如我们经常吃的一些食物重金属含量超标，食物内的大量重金属进 入人体消化系统后不能被排出，因其对生物体内某些器官和系统中的某些生物分 子有特殊的亲合不堪设想。因为重金属是通过水和土壤在整个生长过程中逐步渗 入食品中的，并不仅仅存在于表面，所以通常的水洗、浸泡、加热、烹炒办法是 无法来减少重金属对人体的危害，最根本的办法就是要对食品的食用安全是否达 标进行准确的检测，从摄入渠道进行把关，严格控制好它的源头，那么其对人体 产生危害的几率就会大大的降低【1 2 以5 1 。在香精的热反应过程中可能会受到各种污 染，水中含有的重金属可能会随着加工生产的过程带入食品中，进入消费者的身 体，重金属及其化合物对生物体内某些器官和系统中的某些生物分子有特殊的亲 合力，这种作用与重金属本身的毒性、生物体的种类及其健康状况等因素密切相 关。镉是联合国粮农组织畔0 ) 和世界卫生组织 啊o ) 列为最优先研究的食品中的 严重污染金属元素，通过饮食进入人体中的镉能与蛋白质分子中的巯基相结合， 对磷有很强的亲和力，进入人体的镉能将骨质磷酸钙中的钙置换出来，而引起骨 质疏松、软化、发生变形和骨折，还可引起肺炎、肺气肿、胃肠炎、贫血症，镉 中毒易造成流产、新生儿残废和死亡、可能还会诱发导致骨癌、直肠癌、食管癌 和胃癌；铅是最为常见的有害重金属元素，人体摄入过量铅，会引起中枢神经系 统损伤，出现疲惫、头痛、痉挛、精神障碍等，过量铅可损害骨髓造血系统，引 起贫血、动脉硬化、心肌损害等；汞及其化合物是最有害的微量金属元素之一， 它能使脑蛋白质合成活性减低，并沉积于脑组织中，从而导致神经系统中毒；在 生活中含毒砷化物大多是通过饮食进入人体的，体内的砷可遍布于人体所有组织， 砷的毒性是抑制酶的活性，对酶系统正常作用进行干扰，使细胞氧化功能受阻， 呼吸障碍，代谢失调，威胁神经细胞时，可导致神经系统功能紊乱，运动失调。 以上这些重金属元素是存在于食品中的潜在危害，作为很多食品的源头材料，对 反应香精中的重金属检测是必要的。 对于食品中重金属铅、汞、镉的检测已经有国家标准，食品添加剂只有砷的 国家标准和重金属限量试验，还没有将铅、汞、镉引入添加剂的检验范畴，但是 国外的标准已经收录了这三种重金属元素，并对其限量及在最终食品中的检出限 量都给出了明确的限制。国家标准正在更改，关于铅、镉、汞是否列入添加剂待 测范围有待讨论。 国家标准以前都是采用比色法、冷原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、 3 火焰原子吸收光谱法等对这些有害重金属进行测定，2 0 0 3 年的修改版中铅、镉、 汞又将氢化物一原子荧光光谱法加入到标准中；对于样品的消解方式也由以前的 干灰化法、湿法氧化法等，加入了微波消解法。 近几年，研究人员不断的在对熏酱食品、蔬菜、鱼类、保健品、人造奶油、 口服液、土壤、农产品等中的重金属进行检测条件摸索及含量分析，有关用氢化 物一原子荧光仪对重金属进行检测的文献资料越来越多，这些研究针有的是对某 一种待测物质进行了测定条件上的摸索，如消解方式的选择、消化试剂的选择、 还原剂的用量、载气及流量的选择、酸度大小等；有的是对现有市场上流通的食 品进行重金属含量的测定，以确定其地食用安全性；有的是将繁杂的国家标准检 测法进行简化并与国家标准的家国进行比较，通过改进实验方法得到简易、有效、 准确的测定数据；有的是将宽泛的食品国家标准实际应用到各种不同的食品 中，针对不同的产品进行不同的测定；有的是利用氢化物一原子荧光仪a f s 系列 的特性同时对样品中的两个或更多重金属元素进行同时测定i l 7 1 。 1 。4 反应香精中3 ，4 苯并芘的检测 目前，世界公认的三大强致癌物质是黄曲霉素、3 ，4 苯并芘、亚硝胺。研究 表明，食品本身并不含或很少含上述三种致癌物，但在种植、加工、运输、贮存 和烹调过程中，往往受到污染，尤其对于3 ，4 苯并芘的污染最为严重。3 ，4 苯并 芘是由5 个苯环构成多环芳烃，是有机物及矿物燃料不完全燃烧时产生的一种强 致癌物质，常温下为浅黄色晶状固体，熔点1 7 9 ，沸点3 1 2 ，难溶于水，易溶 于甲醇、苯、甲苯、丙酮、乙烷等有机溶剂，碱性情况下稳定，遇酸易起化学变 化，广泛存在于自然界中。它进入食物的主要途径有：环境污染、烟尘及汽车尾 气，并经叶片及根转入植物体内；不合理的食物加工( 如烟熏、火烤) ，常因油的滴 落燃烧造成对食物的污染；贮藏容器的污染及食物在销售运输过程中受到灰尘的 污染；也可使3 ，禾苯并芘含量升高。它被认为是高活性致癌剂，最终致癌物有四 种异构体，其中的( + ) 一b p 7 p ，8 q 二醇体9 q ，1 0 a 环氧化物苯并 n 】芘，已证明致 癌性最强，它与d n a 形成共价键结合，造成d n a 损伤，如果d n a 不能修复或 修而不复，细胞就可能发生癌变。其他三种异构体也有致癌作用。动物试验包括 经口、经皮、吸入、经腹膜皮下注射，均出现致癌。大气中致癌物质有3 ，4 苯并 芘、二苯并芘等十多种多环芳香烃。长期生活在含3 ，4 苯并芘的空气环境中，会 造成慢性中毒，大气中3 ，4 苯并芘是导致肺癌的最重要因素之一。 近几年研究人员已开始使用h p l c 快速检测空气中的3 ，4 苯并芘，来控制空 气的污染，他们经过了多次实验，探索出利用环己烷超声波提取后浓缩，再测定 的方法，为测定空气中3 ，4 苯并芘的含量提供了快速准确的测定方法。还有应用 4 肿l c 对日常饮用水中的3 ，4 苯并芘进行检测，通过选择合适的萃取溶剂，反复 针对3 1 个不同时期的不同水样进行了检测，满足了对地表水的检测要求，该方法 灵敏度高，操作简便、快速。另外据有些文献介绍，采用唧l c 可以测定饲料中 的3 ，4 - 苯并芘，因为动物经饲料摄入体内，很快被肠道吸收入血液并分布全身， 被人类食用则可进入人体造成危害，在研究检测饲料中的3 ，4 苯并芘过程中，针 对于提取溶剂的选择和提取方式的确定，流动相的选择还有检测波长的测定进行 了详细的摸索，发现采取唧l c 可以全面检测饲料安全，保障人类的健康。 利用如，l c 对鱼肉组织中的3 ，4 苯并芘进行测定，首先采用皂化法处理鱼肉 组织，再对其进行检测，为我国鱼类的污染情况做了基础的调查研究。另外还有 把h p l c 应用到检测植物油中的3 ，4 苯并芘，它采用基质固相分散萃取技术处理 植物油样品，减少了有机溶剂的用量，缩短了分析时间，提高了分析的效率，处 理后的样品再经，l c 进行快速测定，所得结果满足了食品检验的需要【3 8 4 。3 ， 4 - 苯并芘在反应香精中的检测和限定含量的范围在欧盟已经有了明确规定，对于我 国现在还没有关于此的国家标准，因此，检测反应香精中的3 ，4 苯并芘是非常有 必要的。 1 5 反应香精中m 口的检测 据一些医学资料上得知 4 2 4 7 】，多环、杂环类化合物很多都是危险的致癌物质， 虽然反应香精的反应物大都取自天然，但是在加热反应的过程中会诱变生成一些 环状化合物，这些物质的存在对于消费者来说是潜在的威胁，因此对于这类化合 物的检测也是十分重要的。 反应香精属于食品添加剂的范畴，所以不可避免的要与消费者的身体健康、 生命安全等有直接或间接关系，从反应香精的生成机理推测，在反应流程或生产 工艺可能导致潜在有害物质成分的产生，由i o f i ( i 咄= m 撕o n a lo r g ；血z a ：t i o no f f l a _ v o r i n d u s 缸y ) 、f e m a ( f l a v o ra n de x 位吐m 锄l l f 缸t u r e s 缸s 0 c i 撕o no fm eu n i t es 龇s ) 关于 反应香精的规定的相关资料得知，反应香精在加热反应的过程中可能会产生类似 于烧烤或油炸时出现的致癌诱变芳香胺类化合物d i m e i q x ( 2 - a 加j n 0 _ 3 ，4 ，8 劬n e 廿1 y l i r n i d a z 0 【4 ，5 - f 】q u i i l o x a l i i l e ，2 一氨基- 3 ，4 ，8 一三甲基咪唑并 4 ，5 一f 】 喹喔啉) 、p h i p ( 2 一a 咧如一1 - m e t b y l - 6 一p h e n y l i i i l i d a z o l 【4 ，5 - b 】p 蜘d i i l e ，2 一氨基一l 一甲基- 6 苯基昧唑并【4 ，5 f 吡啶) 。 1 6 国内外反应香精分析方法及标准制定的研究现状 欧盟的法规不将反应香精归属于天然香精中，与中国现在实施的咸味香精的 企业标准相比，他们还规定了反应香精制备上一些限制：如反应温度不能超过18 0 ；在反应温度18 0 的条件下，反应时间应不超过1 5 分钟；反应温度每降低1 0 5 ，反应时间就延长一倍，但反应时间控制在1 2 小时以内；p h 8 等。美国关于 香精的法规中没有涉及反应香精，所以一般认为美国的反应香精遵循i o f i 和 f e m a 的规定。 我国现在还没有反应香精的国家标准，目前大家都是以各个企业的内部标准 或是现行的咸味香精行业标准为依据对自己公司的产品进行质量控制和监测。 咸味香精行业标准只涵盖了反应香精中的咸味或是肉味这部分香精，无法在 标准上给予甜味或是其它香气的经过热反应加工的香精法规上监管。为了确保出 厂时的反应香精产品能在风味、安全性、使用性等方面达到顾客的要求，很多大 的香精香料公司都在企业内部建立了相应的企业标准，在香精出厂时进行严格的 品质控制。但是我国各企业的反应香精标准之间存在着一定差异，水平也各有高 低。所以我国急需出台一部能对所有反应香精样品进行检测、对生产工艺进行监 管的国家标准。 1 7 分析方法不确定度的评估j 很多重要的决策都是建立在化学定量分析的结果基础上，例如，化学定量分 析的结果可以用于估计收益、判定某些材料是否符合特定规范或法定限量、或估 计货币价值。当我们使用分析结果来作为决策依据的时候，很重要的一点是必须 对这些结果的质量有所了解，换句话说，就是必须知道用于所需目的时，这些结 果在多大程度上是可靠的。化学分析结果的用户，特别是涉及国际贸易领域时， 正在受到越来越大的压力减少取得化学分析结果的重复劳动。达到这个目的的前 提是必须建立对由非用户自身机构所得数据的信心。在化学分析的某些领域，现 在已经有一个正式的( 经常是法定的) 要求，就是要求实验室引进质量保证措施来确 保其能够并且正在提供所需质量的数据。这些质量保证措施包括：使用经确认的 分析方法、使用规定的内部质量控制程序、参加水平测试项目、通过根据 i s o l 7 0 2 5 h 1 】进行的实验室认可和建立测量结果的溯源性。 在分析化学中，过去曾经把重点放在通过特定方法获得的结果的精密度，而 不是他们对所定义的标准或s i 单位的溯源性。这种思路导致使用“官方方法来 满足法定要求和贸易要求。但是，因为现在正式要求建立结果的可信度，所以必 须要求测量结果可以溯源至所定义的标准，如s i 单位、标准物质或( 如果适用) 所 定义的方法或经验方法。内部质量控制程序、水平测试和实验室认可可以作为辅 助方法来证明与给定标准的溯源性。 化学家们就其所从事的分析工作，正受到越来越大的压力要求其证明其结果 的质量，特别是通过度量结果的可信度来证明结果的适宜性。这一般包括期望某 个结果与其他结果相吻合的程度，通常与所使用的分析方法无关。度量该项内容 6 的一个有用的方法就是测量不确定度。 测量不确定度：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的 参数。在评估总不确定度时，可能有必要分析不确定度的每一个来源并分别处理， 以确定其对总不确定度的贡献。每一个贡献量即为一个不确定度分量。当用标准 偏差表示时，测量不确定度分量称为标准不确定度。如果各分量间存在相关性， 在确定协方差时必须加以考虑。但是，通常可以评价几个分量的综合效应，这可 以减少评估不确定度的总工作量，并且如果综合考虑的几个不确定度分量是相关 的，也无需再另外考虑其相关性了。对于测量结果，其总不确定度称为合成标准 不确定度，是一个标准偏差估计值，它等于运用不确定度传播律将所有测量不确 定度分量合成为总体方差的正平方根。在分析化学中，很多情况下要用到扩展不 确定度u 。扩展不确定度是指被测量的值以一个较高的置信水平存在的区间宽度。 u 是由合成标准不确定度乘以包含因子k 。选择包含因子k 时应根据所需要的置信 水平。对于大约9 5 的置信水平，k 值为2 。 不确定度分为两类：一类是a 类不确定度即：对观测列进行统计分析所作的 评估；一类是b 类不确定度即：当输入量的估计量不是由重复观测得到时，其标 准偏差可用对有关信息或资料来评估。b 类评估的信息来源可来自：校准证书、 检定证书、生产厂的说明书、检测依据的标准、引用手册的参考数据、以前测量 的数据、相关材料特性的知识等。 2 本论文所要解决的问题 本论文的主要目的是在原有的成味香精行业标准的基础上，为食品反 应香精国家标准提供检测新方法、检测数据支持以及反应工艺追踪。具体为研 究开发用氢化物一原子荧光光度计同时检测反应香精中的砷和汞的方法，用如p l c 检测反应香精中的强致癌物3 ，4 苯并芘、诱变致癌物p 心的方法，以及将现在 的反应香精生产工艺极限化，考察反应条件与危害物质的产生是否存在联系。 在实践中，日常检测使用的分析方法的适用性通常是通过方法确认研究加以 评价的。本课题还将对所开发检测方法进行不确定度评估，以便了解该分析方法 的得到结果的可信度、准确度。 3 本研究的使用价值与理论意义 中华人民共和国食品卫生法对食品添加剂的法定定义是“食品添加剂是 指为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺需要而加入食品中的化 学合成或者天然物质。随着现在生活质量的提高，各种各样的流行病接踵而至， 7 这些流行病中的大多数是食用不当引起的，国内外由于食品添加剂引发的食品安 全问题层出不穷，接连不断曝光的苏丹红、孔雀石绿、甲醛啤酒等事件触动了消 费者敏感的神经。部分企业或个体经营者在生产中超标使用食品添加剂，甚至违 法使用有毒有害物质，使食品的安全风险大大增加，食品安全特别是食品添加剂 的安全成为消费者关注的焦点。食品的添加剂安全随着社会的进步隐患也越来越 多，如何从源头上将食品的安全严格控制成为了检测机构与生产厂家都关注的问 题。 作为食品添加剂的一大分支，反应香精的应用越来越广，对于它的分析检测 也愈加紧迫。作为很多快餐食品、肉制品、香烟的生产原料，对于反应香精的开 发、生产和使用量都在不断增加，它的安全直接关系到消费者的人身安全，国际 国内的很多香料公司、检测研究机构都开始重视对其质量的监督控制。本研究的 使用价值在于为制定食品反应香精国家标准提供数据及方法支持，统一及规 范反应香精现有的检测项目，并为一些可能出现的有害物质提供新的检测方法， 方便各香精企业及检测机构对反应香精产品及生产工艺进行监控。 8 l 实验部分 第一章反应香精物性常数检测 1 1 实验材料 苯二甲酸氢钾、9 5 乙醇、甲醇、盐酸( 3 6 ) 、无水乙醚、氢氧化钠、碘化钾， 分析纯，硫代硫酸钠标准滴定溶液【c ( n a 2 s 2 0 3 ) = o 0 0 2m o j ，国药集团化学试剂有 限公司；反应香精样品：某国际香精香料公司； 海砂：用水洗去海砂上的泥土，用6 m o 儿盐酸煮沸0 5 h ，水洗至中性，再用 6 m o 儿氢氧化钠溶液煮沸o 5 h ，用水洗至中性，经1 0 5 干燥备用； 6 m o 班，盐酸：量取1 0 0 m l 盐酸，加水稀释至2 0 0 m l ： 6 m o 儿氢氧化钠溶液：称取2 4 9 氢氧化钠，加水溶解并稀释至1 0 0 n = l l ； 饱和碘化钾溶液：称取1 4 9 碘化钾，加10 1 1 也水溶解，必要时微热使其溶解， 冷却后贮于棕色瓶中； 三氯甲烷。冰乙酸混合液：量取4 0 m l 三氯甲烷，加6 0 i l 儿冰乙酸，混匀备用； 淀粉指示剂( 1 0 9 l ) ：称取可溶性淀粉0 5 9 ，加5 0 1 1 也沸水中调匀，现用现配。 1 2 实验方法【4 9 5 1 1 1 2 1 反应香精的感官评价 ( 1 ) 方法 在安静、光线充足、无异味的评价室里，液体状香料用辨香纸分别蘸取约 l 2 c m ，然后进行香气评定。固体状香料的样品可直接取等量进行香气评定。分别 小口品尝试液，辨其色状、香气特征、强度、回味、异味等有无差异。每次品尝 一个样品后应漱口，以除去残留的刺激作用，然后再进行下一次品尝。 根据色状、香气特征、强度、回味、异味等项目建立评分标准( 表1 - 1 ) 。 表1 1 评分标准 t h b l e1 1t l l es t 锄d a i df o re v a l 眦t i o n ( 2 ) 评分结果的确定 9 打分结果求平均值作为样品的评分结果。 1 2 2 p h 值的测定 原理：测定浸没在试样中的玻璃电极和参比电极之间的电位差。 操作方法：仪器使用前首先要标定。经标定过的仪器，即可用来测量被测溶 液，被测溶液与标定溶液相同时，先用蒸馏水清洗电极头部，再用被测溶液清洗 一次。把电极浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌，使溶液均匀，在显示屏上读出溶 液的p h 值。 1 2 3 水分含量的测定 采用直接干燥法。原理：食品中的水分一般是指在1 0 0 左右直接干燥的情况 下，所失去物质的总量。 操作方法：粉状、膏状反应香精：取洁净锥形瓶，置于9 5 1 0 5 干燥箱中， 瓶盖斜支于瓶边，加热0 5 1 0 h ，取出盖好，置干燥器内冷却0 5 h ，称量，并重复 干燥至前后两次质量差不超过2 m g ，即为恒重。准确称取2 lo g 的样品，放入此 锥形瓶中，样品厚度约为5 m m 。加盖，精密称量后，置于9 5 1 0 5 干燥箱中，瓶 盖斜支于瓶边，干燥2 舶后，盖好取出，放入干燥器内冷却o 5 h 后称量，重复操 作至恒重即可。 一 液状反应香精：取洁净的蒸发皿，内加1 0 o g 海砂及一根小玻棒，置于9 5 1 0 5 干燥箱中，干燥0 5 1 o h 后取出，放入干燥器内冷却0 5 h 后称量，并重复 干燥至前后两次质量差不超过2 m g ，即为恒重。然后精密称取5 1 瞻样品，置于 蒸发皿中，用小玻棒搅匀放在沸水浴上蒸干，并随时搅拌，擦去皿底的水滴，置 9 5 1 0 5 干燥箱中干燥4 h 后盖好取出， 作至恒重即可。 1 2 4 脂肪含量测定 原理：样品经酸水解后用乙醚提取。 放入干燥器内冷却0 5 h 后称量，重复操 除去溶剂即得游离及结合脂肪总量。 精确称取一定量的样品于2 5 i n l 试管中，加入2 5 n 也盐酸后试管放入7 0 8 0 水浴中水解约4 0 5 0 i n i n ，取出试管加入2 5 m l 乙醇。待混合物冷却后将其转 移入2 5 i n l 具塞刻度量简，用6 m l 乙醚分次洗涤试管，倒入具塞刻度量筒加塞振 摇1 n 洫，放出气体再塞好静置1 2 m m 。用乙醚冲洗塞及简口附着的脂肪静置1 0 2 0 曲，上部液体澄清后，吸取上清液于已恒重的锥形瓶中，加l r n l 乙醚于具塞 刻度量筒内振摇，静置后将上层乙醚吸出，并入锥形瓶中放在水浴上蒸干。蒸干 后放入9 5 l o o 烘箱中干燥2 h ，干燥器内冷却0 5 h 后称量，重复以上操作至恒 重。 1 2 5 过氧化值含量的测定 1 0 原理：油脂氧化过程中产生过氧化物，与碘化钾作用，生成游离碘，以硫代 硫酸钠溶液滴定，计算含量。 操作方法：准确称取2 3 9 混匀( 必要时过滤) 的样品，置于2 5 0 m l 碘瓶中， 加3 0 m l 三氯甲烷一冰乙酸混合液，使样品完全溶解。加入1 0 0 m l 饱和碘化钾溶液， 紧紧塞好瓶盖，并轻轻振摇0 5 曲，然后在暗处放置3 曲。取出加1 0 0 m i 水，摇 匀，立即用硫代硫酸钠标准滴定溶液( o 0 0 2 m o 儿) 滴定，至淡黄色时，加1 m l 淀粉 指示液，继续滴定至蓝色消失为终点，取相同量三氯甲烷冰乙酸溶液、碘化钾溶 液、水，按同一方法，做试剂空白试验。 1 3 计算方法 1 3 1 水分含量计算： x ：地1 0 0 ( 1 ) m l m 3 式中：x l 群品中水分的含量，； m 1 锥形瓶( 或蒸发皿加海砂、玻棒) 和样品的质量，g ； m r 锥形瓶( 或蒸发皿加海砂、玻棒) 和样品干燥后的质量，g ； m 3 锥形瓶( 或蒸发皿加海砂、玻棒) 的质量，g 。 一1 3 2 脂肪含量计算： x ：业x 1 0 0 ( 2 ) m 式中：x 一样品中粗脂肪的质量分数，； m 样品的质量，g ； m 0 一锥形瓶的质量，g ； m l 脂肪和锥形瓶的质量，g 。 1 3 3 过氧化值含量计算： x ，= 盥= ! 兰旦：! 垄竺墨1 0 0 。( 3 ) m 1 式中：x r 样品的过氧化值，1 0 0 9 ； v 广- 样品消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积，i n l ： v l 试剂空白消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积，m l ； c l 硫代硫酸钠标准滴定溶液的浓度，m o 儿； m l 样品质量，g 。 2 实验结果与讨论 2 1 感官评价测定结果 表1 2 感官测定结果 1 a b l e1 2t 1 1 er e s u l t0 fs e n s et e s t i n g 样品名称 两f 1 争可再主壁垒堕量釜堕二面碌可总分 样品1 82 52 81 728 0 样品2 82 82 71 688 7 样品3 82 92 81 658 6 样品4 7 2 4 2 61 3 27 2 样品5 72 72 51 658 0 样品6 82 32 71 8- 37 3 2 2p h 值的测定 采用p h s 3 c 型p h 计对不同的反应香精样品进行测定的实验结果如下表： 表1 3p h 测定结果 t a b l e1 3m er e s u l to f p ht e s t i n 2 样品名称样品l样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 口h 值 3 9 83 9 34 4 33 3 1 5 4 4 5 2 6 2 3 水分的测定 采用直接干燥法对反应香精进行水分含量测定的实验结果见下表： 表1 - 4 水分含量测定结果 t a b l e1 4t h er e s u l to fm o i s t u r et e s t i n g 样品名称样品l样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 水分含量 3 4 34 0 93 5 53 6 15 1 75 3 6 2 4 脂肪含量测定 对反应香精进行脂肪含量测定的实验结果见下表： 表1 5 脂肪含量测定结果 仉l b l e1 - 5m er e s u l to f f 敏t e s t i n 2 样品名称样品1样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 脂肪1 0 0 9 5 4 14 4 35 1 84 9 42 3 03 o o 2 5 过氧化值含量测定 因大部分反应香精都是粉状或是以丙二醇等醇类为溶剂，采用国家标准方法 ( g 圆厂r5 0 0 9 3 7 2 0 0 3 食用植物油卫生标准的分析方法) 对反应香精中的过氧化值进 行实际测定中不需要过氧化值这一项目，而以植物油为溶剂的反应香精中因添加 、了抗氧化剂，所以检测结果为1 、2 、6 、l o 这四种以植物油为溶剂的样品中未检 出过氧化值。 小结：实验证明，采用食品添加剂的相关国家标准方法对反应香精的物性常 数进行测定，方法操作简单、实验结果可靠。 1 2 第二章反应香精中重金属离子的测定汞、砷、镉、铅 1 实验部分 1 1 实验材料 微波消解仪：e t c h om i l e 咖n e ；分析天平：a g 2 0 4 ，m 匣1 几e rt o l e d o ； 原子荧光光度计：a f s 9 8 0 0 型，北京科创海光仪器有限公司；原子吸收分光光度 计：3 5 1 0 型，惠普上分； 容量瓶( 5 0 1 1 山7 1 0 0 n 也) 、量筒( 5 0 0 m i ，) 、烧杯( 3 0 删l 5 0 0 m i ，) 、移液管 ( 1 m l 2 m l 5 m l 1 0 m l ) 、比色管( 2 5 i n l ) ：上海同鑫化工厂； 汞标准储备液：1 哪，上海市计量测试技术研究院；汞标准使用液： o 1 毗，准确移取1 0 n 正汞标准储备液用水定容于1 0 0 m l 容量瓶； 砷标准储备液：o 1 9 l ，上海市计量测试技术研究院；砷标准使用液：1 蚴， 准确移取1 n 也砷标准储备液稀释于1 0 0 n 1 l 容量瓶； 镉标准储备液：0 1 9 l ，上海市计量测试技术研究院；镉标准使用液：5 o 舭， 准确移取0 5 m l 镉标准储备液稀释于1 0 m l 容量瓶； 铅标准储备液：o 1g l ，上海市计量测试技术研究院；铅标准使用液：1 0 蚴， 准确移取1 0 n 儿铅标准储备液用水稀释于1 0 0 i n l 容量瓶； 硫脲溶液：分别称取5 9 、7