食品分析第四章-色素及风味物质分析[高等教学]

1、色素及风味物质分析色素及风味物质分析 1行业材料 第一节第一节 食用色素分析食用色素分析 一、概述一、概述 食品的色泽是食品的一个重要感官指标。食品的色泽是食品的一个重要感官指标。 在食品加工和保存过程中，食品的色泽往往发生在食品加工和保存过程中，食品的色泽往往发生 变化。为了改善食品的色泽，使食品尽可能恢复变化。为了改善食品的色泽，使食品尽可能恢复 原来的颜色，通常添加一定量的食用色素原来的颜色，通常添加一定量的食用色素 食用色素食用色素 天然色素天然色素 合成色素合成色素 2行业材料 二、合成色素的分析二、合成色素的分析 （一）合成色素的定性分析（一）合成色素的定性分析 1、纸层析法、纸层

2、析法 （1）原理）原理 纸层析法是以滤纸为支撑物，利用滤纸吸湿纸层析法是以滤纸为支撑物，利用滤纸吸湿 的水分作固定相，有机溶剂作流动相。流动相由的水分作固定相，有机溶剂作流动相。流动相由 于毛细管作用自下而上移动，样品中的各组分将于毛细管作用自下而上移动，样品中的各组分将 在两相中不断进行分配，由于分配系数不同，不在两相中不断进行分配，由于分配系数不同，不 同溶质随流动相移动的速度不等，因而形成与原同溶质随流动相移动的速度不等，因而形成与原 点距离不同的层析点，达到分离的目的。各组分点距离不同的层析点，达到分离的目的。各组分 在滤纸上移动的情况用比移值在滤纸上移动的情况用比移值Rf表示。表示。

3、 3行业材料 在一定条件下，在一定条件下，Rf值是物质的特征值，故可值是物质的特征值，故可 根据根据Rf值作定性分析。值作定性分析。 式中：式中：b为原点到层析点中心的距离；为原点到层析点中心的距离； a为原点到溶剂前沿的距离。为原点到溶剂前沿的距离。 a b f R 4行业材料 （2）色素纸层析步骤）色素纸层析步骤 经浓缩后样品色素用毛细管在层析滤纸上经浓缩后样品色素用毛细管在层析滤纸上 点样点样点样量点样量3-5L 点样点的直径不应超点样点的直径不应超 过过2mm点样线距底边点样线距底边2cm样点间距离样点间距离 以及左右纸边各距以及左右纸边各距2cm用展开剂展开用展开剂展开测测 量各色素

4、点的量各色素点的Rf值值与标准色素与标准色素Rf值对照值对照 确定何种色素。确定何种色素。 常使用的展开剂有：正丁醇常使用的展开剂有：正丁醇:无水乙醇：无水乙醇： 1%氨水氨水=6:2:3；正丁醇；正丁醇:吡啶吡啶:1%氨水氨水 =6:3:4；异丁醇；异丁醇:无水乙醇无水乙醇:水水=3:2:2 5行业材料 （3）注意事项）注意事项 使用使用Rf值定性时，只有展开剂和操作条件值定性时，只有展开剂和操作条件 相同，才能准确定性，最好用标准色素作相同，才能准确定性，最好用标准色素作 对照。对照。 色素在用展开剂展开时，需要保持恒定的色素在用展开剂展开时，需要保持恒定的 温度及一定的时间。温度及一定的

5、时间。 铅笔画线要细，画线要水平，避免计算铅笔画线要细，画线要水平，避免计算Rf 值时产生误差。值时产生误差。 点样点要小，间距要合适均匀。点样点要小，间距要合适均匀。 6行业材料 2、薄层层析法、薄层层析法 （1）原理）原理 聚酰胺在酸性条件下可与水溶性酸性聚酰胺在酸性条件下可与水溶性酸性 染料结合，而与天然色素、蛋白质、脂肪、染料结合，而与天然色素、蛋白质、脂肪、 淀粉等物质分离，然后在碱性条件下解吸淀粉等物质分离，然后在碱性条件下解吸 染料，再通过薄层层析法进行分离，与标染料，再通过薄层层析法进行分离，与标 准物比较定性、定量分析。准物比较定性、定量分析。 7行业材料 （2）不同食品色素

6、的提取）不同食品色素的提取 样品表面素色的测定样品表面素色的测定 首先将代表性的样品整体称量，记录质量，首先将代表性的样品整体称量，记录质量， 然后分别取相同着色部分，进行提取和分离，不然后分别取相同着色部分，进行提取和分离，不 要将部分着色样品和整个或大部分不着色样品混要将部分着色样品和整个或大部分不着色样品混 在一起。在一起。 样品外皮色素的测定样品外皮色素的测定 将外皮色素用少量的水溶下来，并定容一定将外皮色素用少量的水溶下来，并定容一定 体积，供检验用。体积，供检验用。 8行业材料 非酒精性饮料中色素的测定非酒精性饮料中色素的测定 吸附：吸取吸附：吸取50mL样液于烧杯中样液于烧杯中在

7、电炉上加热沸在电炉上加热沸 腾腾不断搅拌排除不断搅拌排除CO2加加1g聚酰胺粉聚酰胺粉充分搅充分搅 拌拌使色素完全被聚酰胺粉吸附使色素完全被聚酰胺粉吸附用布氏漏斗过用布氏漏斗过 滤滤用用80热水热水20mL洗沉淀物洗沉淀物用甲醇用甲醇-甲酸甲酸 (6:4)20mL再洗沉淀物，直到滤下的溶液无色再洗沉淀物，直到滤下的溶液无色再再 用用80热水热水150mL分洗沉淀物。分洗沉淀物。 解吸：在不抽提条件下，将解吸：在不抽提条件下，将9:1乙醇乙醇-氨液加在沉氨液加在沉 淀物中，使吸附在聚酰胺粉上的色素全部解吸下淀物中，使吸附在聚酰胺粉上的色素全部解吸下 来，收集于蒸发器中，水浴浓缩到来，收集于蒸发器

8、中，水浴浓缩到5mL左右，加左右，加3 滴滴20%柠檬酸溶液，定容至柠檬酸溶液，定容至10mL，供薄层点样用。，供薄层点样用。 9行业材料 肉和肉制品中色素的测定肉和肉制品中色素的测定 前处理：称样前处理：称样加海砂加海砂3g和和20mL丙酮丙酮于研钵中于研钵中 一起研磨一起研磨除去脂肪和水分除去脂肪和水分除去丙酮除去丙酮 提取液中的色素：将上面沉淀物放入布氏漏斗提取液中的色素：将上面沉淀物放入布氏漏斗 用用9:1乙醇乙醇-氨液从肉蛋白中提取色素氨液从肉蛋白中提取色素加热到加热到 70用用1:10H2SO4调调pH，再加，再加1mL10%钨酸钠钨酸钠 使蛋白质全部凝聚沉淀使蛋白质全部凝聚沉淀用

9、布氏漏斗抽滤用布氏漏斗抽滤用用 70水水20mL洗漏斗洗漏斗收集全部滤液收集全部滤液 吸附样液中的色素：称吸附样液中的色素：称1g聚酰胺粉聚酰胺粉+上面的滤液上面的滤液 搅拌搅拌抽滤抽滤用水洗漏斗中沉淀物用水洗漏斗中沉淀物直到滤水直到滤水 与原水与原水pH相同。相同。 10行业材料 果脯类色素的测定果脯类色素的测定 处理：取样研碎后称处理：取样研碎后称2g加加50mL水水加热加热70使溶解。使溶解。 吸附：吸附剂吸附：吸附剂1g+上述液上述液抽滤抽滤用用70热水洗沉淀物。热水洗沉淀物。 除天然色素：用甲醇除天然色素：用甲醇-甲酸甲酸(6:4)混合液解吸天然色素，直混合液解吸天然色素，直 到滤液

10、无色为止到滤液无色为止再加甲醇再加甲醇10mL进一步去除天然色素进一步去除天然色素 70 热水洗，不断搅拌。热水洗，不断搅拌。 解吸：用解吸：用9:1乙醇氨液解吸样品沉淀物中全部人工合成色乙醇氨液解吸样品沉淀物中全部人工合成色 素素浓缩解吸液直到无甲醇、氨时浓缩解吸液直到无甲醇、氨时用用1:10H2SO4调至调至 pH4再按上述加吸附剂操作重复一两次，把天然色素全再按上述加吸附剂操作重复一两次，把天然色素全 部去净为止，最后解吸、定容同上。部去净为止，最后解吸、定容同上。 11行业材料 各种加工蔬菜中色素的测定各种加工蔬菜中色素的测定 取样取样20g，加入，加入100mL 80%的乙醇溶液，的

11、乙醇溶液， 浸泡浸泡2h，再以含，再以含1%氨水的氨水的70%乙醇反复浸乙醇反复浸 出，合并浸出液，直到色素全部被洗脱下出，合并浸出液，直到色素全部被洗脱下 来，置来，置70-80水浴上，将全部浸出液浓缩，水浴上，将全部浸出液浓缩， 待氨全部逸出去，调待氨全部逸出去，调pH至至4，加，加1g聚酰胺吸聚酰胺吸 附，然后用布氏漏斗过滤，以附，然后用布氏漏斗过滤，以200mL 70- 80水洗涤漏斗的聚酰胺粉，然后用甲醇水洗涤漏斗的聚酰胺粉，然后用甲醇- 甲酸洗脱天然色素。甲酸洗脱天然色素。 12行业材料 （3）薄层层析步骤）薄层层析步骤 薄层板制备：薄层板制备： 点样层析：点样管将浓缩并定容的样液

12、点在薄层点样层析：点样管将浓缩并定容的样液点在薄层 板上板上基线距底边基线距底边2cm点成与底边平行的条状点成与底边平行的条状 两端距边各为两端距边各为2cm，点样量一般为，点样量一般为0.4mL点样点样 时要用电吹风边点变吹干时要用电吹风边点变吹干然后进行层析。然后进行层析。 把点好样的薄层板放入层析缸中，用上行法展开把点好样的薄层板放入层析缸中，用上行法展开 薄板下端浸入溶液薄板下端浸入溶液0.5-1cm大约大约1h看色素已明显看色素已明显 分开后分开后即可取出薄板即可取出薄板晾干晾干 13行业材料 （一）合成色素的定量分析方法（一）合成色素的定量分析方法 1、比色法、比色法 薄层层析法分

13、离的色素，可进一步对薄层层析法分离的色素，可进一步对 其进行定量分析，具体步骤如下：其进行定量分析，具体步骤如下： 将薄层板展开将薄层板展开用小刀分别将各条色用小刀分别将各条色 斑刮下斑刮下移入砂芯漏斗移入砂芯漏斗用上述乙醇用上述乙醇-氨溶氨溶 液解吸并抽滤液解吸并抽滤于水浴上蒸发到无氨味于水浴上蒸发到无氨味 定容定容10mL分别测其吸光度值（在各种色分别测其吸光度值（在各种色 素的最大吸收波长处测定其吸光度）素的最大吸收波长处测定其吸光度）从从 标准曲线上查出相应的各色素含量。标准曲线上查出相应的各色素含量。 14行业材料 标准曲线的制作标准曲线的制作 配置标准色素储备液（配置标准色素储备液

14、（100g/mL）:称称0.1g标标 准色素加水稀释至准色素加水稀释至1000mL。 以水为参比，分别测出吸光度值以水为参比，分别测出吸光度值A0-A9，以色，以色 素浓度为横坐标、吸光度值为纵坐标，绘制标准素浓度为横坐标、吸光度值为纵坐标，绘制标准 曲线。当以水为参比，曲线。当以水为参比，pH为为6，各色素的最大吸，各色素的最大吸 收波长如下：胭脂红收波长如下：胭脂红508nm，柠檬黄，柠檬黄428nm，苋，苋 菜红菜红520nm，靛蓝，靛蓝610nm。 15行业材料 2、高效液相法、高效液相法 原理原理 食品中的人工合成着色剂用聚酰胺吸食品中的人工合成着色剂用聚酰胺吸 附法或液附法或液-液

15、分配法提取，制成水溶液，经液分配法提取，制成水溶液，经 反相色谱分离，根据保留时间和峰面积进反相色谱分离，根据保留时间和峰面积进 行定性和定量。行定性和定量。 16行业材料 二、天然色素的分析二、天然色素的分析 （一）样品预处理（一）样品预处理 1、提取分离方法、提取分离方法 传统提取方法：压榨法、熬煮法、化学处传统提取方法：压榨法、熬煮法、化学处 理方法、溶剂提取法理方法、溶剂提取法 新技术：连续萃取、逆流萃取、微波辅助新技术：连续萃取、逆流萃取、微波辅助 技术、双水相萃取技术、分子蒸馏技术、技术、双水相萃取技术、分子蒸馏技术、 超声波技术辅助萃取、超临界流体萃取技超声波技术辅助萃取、超临界

16、流体萃取技 术术 17行业材料 2、天然色素提取的一般原则、天然色素提取的一般原则 提取过程中保持色素的稳定性。提取过程中保持色素的稳定性。 尽量减少其他杂质被提取出来。尽量减少其他杂质被提取出来。 色素提取率要高。色素提取率要高。 提取液色素浓度高。提取液色素浓度高。 3、溶剂选择、溶剂选择 18行业材料 （二）红曲色素的测定（二）红曲色素的测定 1、原理、原理 样品中红曲色素经提取，净化后，样品中红曲色素经提取，净化后， TLC分离，与标准分离，与标准TLC板比较定性，根据板比较定性，根据 色素在两相中分配系数的不同而达到分离色素在两相中分配系数的不同而达到分离 的目的。的目的。 19行业

17、材料 2、测定、测定 （1）点样：取市售硅胶）点样：取市售硅胶GF254板板 （4cm20cm），离底边），离底边2cm处，点上述样处，点上述样 品溶液品溶液10L，同时在右边点，同时在右边点2L色素标准色素标准 溶液。溶液。 （2）展开：将已点上样品与标准品的两块板）展开：将已点上样品与标准品的两块板 分别放入试剂中展开，待展开剂前沿至分别放入试剂中展开，待展开剂前沿至 15cm处，取出，放入通风橱，晾干，在处，取出，放入通风橱，晾干，在 UV254nm下观察。下观察。 20行业材料 （三）类胡萝卜素含量的测定（三）类胡萝卜素含量的测定 原理原理 样品通过石油醚样品通过石油醚+丙酮（丙酮（1

18、+0.5）混合）混合 溶液萃取，使类胡萝卜素与非胡萝卜素成溶液萃取，使类胡萝卜素与非胡萝卜素成 分分离，在分分离，在415nm波长下测定萃取溶液的波长下测定萃取溶液的 吸光度值，可以计算出食品中总胡萝卜素吸光度值，可以计算出食品中总胡萝卜素 的含量。的含量。 21行业材料 （四）花色素的分析（四）花色素的分析 pH示差法原理示差法原理 利用花青素在利用花青素在pH=1条件下在条件下在500- 540nm波长具有明显的吸收峰，而在波长具有明显的吸收峰，而在 pH=4.5时不具吸收峰，根据其在两种不同时不具吸收峰，根据其在两种不同 pH缓冲液中吸光度的差值来测定花青素的缓冲液中吸光度的差值来测定花

19、青素的 含量。含量。 22行业材料 第二节第二节 香气分析香气分析 一、概述一、概述 香气是食品品质的一个重要组成部分。香气是食品品质的一个重要组成部分。 香气是人类的嗅觉系统对外来刺激物产生的生理香气是人类的嗅觉系统对外来刺激物产生的生理 反应，这里的刺激物是指由食品中挥发出的一系反应，这里的刺激物是指由食品中挥发出的一系 列挥发性的和半挥发性的化合物，其中包括醇、列挥发性的和半挥发性的化合物，其中包括醇、 醛、酮、酸、胺、萜烯类化合物、羰基化合物、醛、酮、酸、胺、萜烯类化合物、羰基化合物、 杂环化合物、芳香化合物等。杂环化合物、芳香化合物等。 食品香气的评价需要结合感官评价与仪器分析食品香

20、气的评价需要结合感官评价与仪器分析 （GC，GC-MS） 23行业材料 二、香气分析样品的选择和前处理二、香气分析样品的选择和前处理 1、样品的选取与保存、样品的选取与保存 选取的样品应该具有代表性和均匀性。选取的样品应该具有代表性和均匀性。 选取的样品应该及时地进行分析选取的样品应该及时地进行分析 2、样品前处理、样品前处理 食品样品要经过粉碎、捣碎、均浆、研磨、提取、食品样品要经过粉碎、捣碎、均浆、研磨、提取、 净化、蒸馏和浓缩等一系列处理步骤。净化、蒸馏和浓缩等一系列处理步骤。 前处理要避免挥发性香气化合物过度挥发，也要前处理要避免挥发性香气化合物过度挥发，也要 避免食品基质中的非挥发性

21、成分在酶、高温、氧避免食品基质中的非挥发性成分在酶、高温、氧 气等因素的作用下产生新的挥发性化合物。气等因素的作用下产生新的挥发性化合物。 24行业材料 三、香气成分的提取分离三、香气成分的提取分离 在尽可能充分地把所有呈香物质提取出来在尽可能充分地把所有呈香物质提取出来 的同时，还希望在提取物中能保持各化合的同时，还希望在提取物中能保持各化合 物在分析样品中原有的比例，并且要避免物在分析样品中原有的比例，并且要避免 在酶和化学作用下，在提取分离过程产生在酶和化学作用下，在提取分离过程产生 新的干扰物。新的干扰物。 提取分离遵循香气化合物的三个特性：挥提取分离遵循香气化合物的三个特性：挥 发性

22、、溶解性、易被某些材料吸附的特性。发性、溶解性、易被某些材料吸附的特性。 25行业材料 1、静态顶空取样法、静态顶空取样法 在一个在一个20-40mL的样品瓶的样品瓶 中加入待分析样品，立即用中加入待分析样品，立即用 内村聚四氟乙烯隔垫的橡胶内村聚四氟乙烯隔垫的橡胶 密封瓶口，在水浴加热和搅密封瓶口，在水浴加热和搅 拌的状态下，样品中的香气拌的状态下，样品中的香气 化合物向其顶部空间挥发，化合物向其顶部空间挥发， 30-60min后，香气化合物在后，香气化合物在 样品中的浓度与其在顶空中样品中的浓度与其在顶空中 的浓度达到分配平衡，用一的浓度达到分配平衡，用一 支气密注射器吸取支气密注射器吸取

23、1-10mL的的 顶空气体，直接进样做气相顶空气体，直接进样做气相 色谱分析。色谱分析。 26行业材料 简单、温和、易于实现自动化操作。简单、温和、易于实现自动化操作。 对于均匀液体样品有很好的重现性，而对对于均匀液体样品有很好的重现性，而对 于固体样品，则重现性较差。于固体样品，则重现性较差。 致命缺陷是灵敏度太低。致命缺陷是灵敏度太低。 分析结果不能反映这些化合物在食品中的分析结果不能反映这些化合物在食品中的 真是含量。真是含量。 27行业材料 2、动态顶空取样法、动态顶空取样法 在在吹扫、富集阶段吹扫、富集阶段，阀，阀1、2开启，阀开启，阀3关关 闭，一定流量的惰性气体不断流过装有固体或

24、闭，一定流量的惰性气体不断流过装有固体或 液体样品的玻璃管，气流带出的香气成分被一液体样品的玻璃管，气流带出的香气成分被一 个装有吸附剂的低温捕集管捕集浓缩。在个装有吸附剂的低温捕集管捕集浓缩。在解吸解吸 进样阶段进样阶段，首先关闭阀，首先关闭阀1、2、3，捕集管被迅，捕集管被迅 速加温，然后突然打开阀速加温，然后突然打开阀1和阀和阀3，挥发物经恒，挥发物经恒 温连接管导入气相色谱仪。温连接管导入气相色谱仪。 28行业材料 3、溶剂提取法、溶剂提取法 提取分离香气化合物的一个最简单、最有提取分离香气化合物的一个最简单、最有 效的方法就是直接用溶剂萃取。效的方法就是直接用溶剂萃取。 色谱分析前，

25、必须用蒸馏法或吹扫色谱分析前，必须用蒸馏法或吹扫-捕集法捕集法 将脂质、色素和脂溶性维生素等非挥发性将脂质、色素和脂溶性维生素等非挥发性 成分与挥发性的香气成分分离。成分与挥发性的香气成分分离。 香气的提取常用的有机溶剂有戊烷、二氯香气的提取常用的有机溶剂有戊烷、二氯 甲烷、乙醚、异戊烷和氟利昂等。甲烷、乙醚、异戊烷和氟利昂等。 29行业材料 4、蒸馏法、蒸馏法 （1）直接蒸馏）直接蒸馏 30行业材料 （2）真空蒸馏）真空蒸馏 31行业材料 （3）水蒸气蒸馏）水蒸气蒸馏 32行业材料 5、吸附法、吸附法 33行业材料 34行业材料 四、香气化合物的鉴定四、香气化合物的鉴定 1 1、气相色谱、气

26、相色谱- -质谱联用分析质谱联用分析 2 2、气相色谱、气相色谱- -嗅觉测量分析嗅觉测量分析 35行业材料 五、香气化合物的定量分析五、香气化合物的定量分析 1、归一法、归一法 2、外标法、外标法 3、内标法、内标法 36行业材料 第三节第三节 食品感官评定食品感官评定 一、概述一、概述 感官评定时通过视觉、嗅觉、触觉、感官评定时通过视觉、嗅觉、触觉、 味觉和听觉唤起、测量、分析和解释对食味觉和听觉唤起、测量、分析和解释对食 品和原料的反应的一种科学方法。品和原料的反应的一种科学方法。 37行业材料 二、食品感官评价的基本原理二、食品感官评价的基本原理 1、味觉与食品的滋味、味觉与食品的滋味

27、 基本味觉有四种，即甜、酸、苦、咸。基本味觉有四种，即甜、酸、苦、咸。 舌的不同部位对各种基本味的敏感程度是舌的不同部位对各种基本味的敏感程度是 不一样的，如舌的两侧边缘是普通酸味的不一样的，如舌的两侧边缘是普通酸味的 敏感区，舌根对于苦味较敏感，舌尖对于敏感区，舌根对于苦味较敏感，舌尖对于 甜味和咸味较敏感。甜味和咸味较敏感。 38行业材料 2、嗅觉、嗅觉 嗅觉是指食品中的挥发性物质刺激鼻腔嗅嗅觉是指食品中的挥发性物质刺激鼻腔嗅 觉神经时在中枢神经引起的感觉。觉神经时在中枢神经引起的感觉。 嗅觉的功能特性包括灵敏度、强度辨别、嗅觉的功能特性包括灵敏度、强度辨别、 性质辨别、有表现较强适应性和

28、混合抑制性质辨别、有表现较强适应性和混合抑制 的倾向。的倾向。 嗅觉的另一个特征是对于区别强度水平的嗅觉的另一个特征是对于区别强度水平的 能力相当差。能力相当差。 39行业材料 （1）嗅觉的衡量（定量）嗅觉的衡量（定量） 嗅觉阈值嗅觉阈值 嗅觉阈是指一种嗅觉物质被感知的最低浓度值以及对嗅觉嗅觉阈是指一种嗅觉物质被感知的最低浓度值以及对嗅觉 物质变化察觉的最小范围。物质变化察觉的最小范围。 嗅觉比味觉、视觉和听觉等感觉更易疲劳，而且持续时间嗅觉比味觉、视觉和听觉等感觉更易疲劳，而且持续时间 比较长。比较长。 相对气味强度相对气味强度 相对气味强度是反映气体物质随浓度变化其气味感发生相相对气味强度

29、是反映气体物质随浓度变化其气味感发生相 应变化的一个特性。应变化的一个特性。 （2）食品的嗅觉识别技术）食品的嗅觉识别技术 嗅技术嗅技术 范氏气味识别技术范氏气味识别技术 香技术香技术 40行业材料 3、视觉与食品的色泽、视觉与食品的色泽 视觉鉴别法是判断食品质量的一个重要感视觉鉴别法是判断食品质量的一个重要感 官手段。官手段。 感受到的物体颜色受三个实体的影响：物感受到的物体颜色受三个实体的影响：物 体的物理和化学组成、照射物体的光源组体的物理和化学组成、照射物体的光源组 成和接受者眼睛的光谱敏感性。成和接受者眼睛的光谱敏感性。 物体的颜色能在三个方面变化：色调、明物体的颜色能在三个方面变化：色调、明 亮度和饱和度。亮度和饱和度。 41行业材料 4、听觉、听觉 食品的触觉是指口部和手部与