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食品中甲醛测定方法的研究

作　者: 周众
导　师: 丁卓平
学　校: 上海海洋大学
专　业: 食品科学与工程
关键词: 甲醛变色酸盐酸苯肼乙酰丙酮间苯三酚气相色谱质谱联用高效液相色谱
分类号: TS207.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

甲醛属于致癌、致畸物质,在我国有毒化学品优先控制名单上位居第二。食品中的甲醛来源于三个方面,一是在食品加工中作为加工助剂添加的甲醛,如在早期的啤酒加工工艺中,为提高啤酒的非生物稳定性而加入甲醛作为加工助剂;二是食品中天然含有的甲醛;三是食品中人为非法添加的甲醛,不法商贩为了谋取利润,用甲醛处理食品使之表面光鲜亮泽、货架期延长,过多食用甲醛含量超标的食品会严重损害人体健康。目前国内尚无食品中甲醛测定的国标方法,现行的方法多数为各省市出入境检验检疫局的检验方法。同时国内外只对部分食品的甲醛限量标准进行了规定,如我国卫生部和国标委于2005年3月发布的《GB 2758-2005发酵酒卫生标准》中规定甲醛残留量指标为≤2.0 mg/L,世界卫生组织(WHO)和我国生活饮用水标准规定的甲醛限量为0.9 mg/L,国际食品发展委员会规定奶酪中甲醛限量为25 mg/kg,欧盟规定食品包装材料的甲醛迁移限量为15 mg/kg。除此之外,其他食品均未制定甲醛的限量卫生标准,其他国家也没有制定此类标准,而且由于不同食品差别很大,不能完全对照进行判断其甲醛是否超标。因此必须大力加强食品中甲醛残留的检测技术研究,修订、完善相关技术标准,在国际上推动食品中甲醛的检测技术的完善与检测方法的统一,从而保证人民的食用安全,减少国际贸易争端。国外由于对食品加工行业监管严格,从源头方面很好的控制了甲醛的加入,所以对测定食品中甲醛含量的相关报道较少,多数为测定纺织品、玩具等非食品类物质,以及测定空气中的甲醛含量。相比之下,国内的相关法律不够完善、市场的监管力度不够,导致不法商贩有空可钻,为了使食品的卖相更好、保藏时间更长,往食品中添加甲醛,严重侵害了消费者的健康。因此为了打击食品的掺假掺伪现象、保障食品安全,建立食品中甲醛的快速检测和定性定量的确诊显得尤为重要,健全甲醛检测研究体系刻不容缓。甲醛常用的检测方法有乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸苯肼法、间苯三酚法、副品红法(PRA)、三氮杂茂法(AHMT)、溴酸钾-次甲基蓝法、银-Ferrozine法、气相色谱质谱联用法(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、离子色谱法、薄层色谱法等。本论文着重研究了其中6种方法,其结果如下:(1)变色酸法变色酸法的标准曲线方程为:y=0.1651x-0.038,相关系数为0.9954,线性关系良好,线性范围为0.66 mg/Kg～5.50 mg/Kg,定性检测限为0.22 mg/Kg。当样品中甲醛的添加水平为0.55 mg/Kg～2.20 mg/Kg时,其回收率为75.5 %～108.6 %,相对标准偏差为7.0 %～11.3 %。该方法只需要花费6 min水浴时间,比文献中记载的30 min要短【1】。(2)盐酸苯肼法盐酸苯肼法的标准曲线方程为:y=0.2134x-0.0469,相关系数为0.9982,线性关系良好,线性范围为0.22 mg/Kg～4.40 mg/Kg,定性检测限为0.08 mg/Kg。当样品中甲醛的添加水平为0.55 mg/Kg～2.20 mg/Kg时,其回收率为70.4 %～107.8 %,相对标准偏差为7.6 %～11.4 %。我国已有采用盐酸苯肼法测定食品中甲醛含量的相关专利【2】,但其检测限为2 mg/Kg,反应总时间为24 min,而本论文中盐酸苯肼法的检测限为0.08 mg/Kg,反应总时间仅为14 min。(3)乙酰丙酮法乙酰丙酮法的标准曲线方程为:y=0.1063x-0.0555,相关系数为0.9979,线性关系良好,线性范围为0.55 mg/Kg～8.91 mg/Kg,定性检测限为0.33 mg/Kg。当样品中甲醛的添加水平为0.55 mg/Kg～2.20 mg/Kg时,回收率为71.5 %～106.4 %,相对标准偏差为7.5 %～12.5 %。有关乙酰丙酮的文献【3】中记载的反应水浴时间为30 min,而本论文中调整了乙酰丙酮的加入量和水浴温度,使反应时间缩短为1 min。(4)间苯三酚法间苯三酚法的标准曲线方程为:y=0.021x-0.0064,相关系数为0.9929,线性关系良好,线性范围为0.99 mg/Kg～13.2 mg/Kg,定性检测限为0.55 mg/Kg。该方法检测的产物是间苯三酚和氢氧化钠与甲醛反应生产的红色中间产物,在显色后很快会褪色,文献【4】中并没有考虑不同浓度的反应物对显色、褪色速度的影响,而本论文中对该方法有严格的读数时间要求。由于间苯三酚法由于受温度的影响太大,不适合作为定量分析,但因为操作简便、反应迅速,可用作定性分析,同时可以制作成比色卡进行简单定性分析。(5)GC-MS法GC-MS法的标准曲线方程为:y=14514x+3926.12,相关系数为0.9996,线性关系非常好,根据3倍信噪比,检测限为0.02μg/Kg。当甲醛添加水平为0.16 mg/Kg～1.35 mg/Kg时,回收率为76.6 %～104.8 %,相对标准偏差为6.7 %～9.2 %。该法采用选择离子监控模式(SIM),与全扫描模式(SCAN)相比,其检测结果相同,但SCAN图十分复杂,杂质峰几乎覆盖了整个图谱,需花费很多时间和精力进行图谱解析;而SIM图简单明了,让人一目了然。从理论上讲,由于在SIM模式下监测的离子数较少,在相同扫描周期内用以监测每个离子的时间比SCAN模式长,所以SIM的灵敏度比SCAN高约5-100倍,不过使用SIM模式时,必须先用SCAN模式确定甲醛的选择离子。该方法的选择离子为63、79、210。(6)HPLC法HPLC法的标准曲线方程为:y=151.59x+32.838,相关系数为0.9992,线性关系非常好,根据3倍信噪比,其检测限为0.1 mg/Kg。当甲醛添加水平为0.5 mg/Kg～5.0 mg/Kg时,回收率为70.0 %～107.8 %,相对标准偏差为5.7 %～13.4 %。文献【5】中采用的是2、4-二硝基苯肼(DNPH)作为衍生剂,甲醛与DNPH进行室温避光过夜衍生,但当样品中有其他醛、酮存在时,也会与DNPH反应,导致分析时间延长,还要求流动相具有梯度,所以本论文中采用乙酰乙酸乙酯作为衍生剂,比DNPH更为稳定、简便。在四种分光光度法中,最佳的是盐酸苯肼法,虽然反应时间较长,但不需要加热、操作简单;乙酰丙酮法的影响因素少、线性范围宽,反应时间较短;变色酸法由于使用浓硫酸作介质,在试验操作上要求较高;间苯三酚法操作上简便易行,但反应速度受温度的影响很大,不方便作统一的规范。在两种色谱法中,样品的前处理方法相似,GC-MS法中所采用的衍生剂为2,4-二硝基苯肼(DNPH),HPLC法中采用的衍生剂为乙酰乙酸乙酯,在提取样品中的甲醛时,HPLC比GC-MS多使用了10 mL乙腈,其他操作基本相同。比较分光光度法和色谱法,前者操作简单、快捷,不需要大型仪器,但回收率、灵敏度方面不如色谱法,后者虽然操作繁琐,试验需要时间较长,对仪器的要求较高,但灵敏度、精密度高,可以进行定性、定量的确诊。在我国加入WTO以及应对技术性贸易措施的新形势下,本课题的研究有助于健全和完善我国对食品中甲醛的检测体系,提高食品安全方面的技术水平,保障消费者的健康。

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-12
引言  12-15
第一章分光光度法测定食品中的甲醛  15-49
  1.1 变色酸法测定食品中的甲醛  15-25
    1.1.1 材料  15-16
    1.1.2 试验原理  16
    1.1.3 最大吸收波长的选择  16
    1.1.4 单因素试验  16
    1.1.5 正交试验设计  16-17
    1.1.6 标准曲线  17
    1.1.7 样品的前处理  17
    1.1.8 方法的回收率与精密度  17-18
    1.1.9 结果与讨论  18-24
    1.1.10 结论  24-25
  1.2 盐酸苯肼法测定食品中的甲醛  25-33
    1.2.1 材料  25
    1.2.2 试验原理  25
    1.2.3 最大吸收波长的选择  25
    1.2.4 单因素试验  25-26
    1.2.5 正交试验设计  26
    1.2.6 标准曲线  26-27
    1.2.7 方法的回收率与精密度  27
    1.2.8 结果与讨论  27-32
    1.2.9 结论  32-33
  1.3 乙酰丙酮法测定食品中的甲醛  33-40
    1.3.1 材料  33
    1.3.2 试验原理  33
    1.3.3 最大吸收波长的选择  33
    1.3.4 单因素试验  33-34
    1.3.5 正交试验设计  34
    1.3.6 标准曲线  34
    1.3.7 方法的回收率与精密度  34-35
    1.3.8 结果与讨论  35-39
    1.3.9 结论  39-40
  1.4 间苯三酚法测定食品中的甲醛  40-46
    1.4.1 材料  40
    1.4.2 试验原理  40-41
    1.4.3 最大吸收波长的选择  41
    1.4.4 测定的红色物质的显色稳定性研究及读数时间的选择  41
    1.4.5 氢氧化钠体积的选择  41
    1.4.6 间苯三酚体积的选择  41
    1.4.7 正交试验设计  41
    1.4.8 标准曲线  41-42
    1.4.9 结果与讨论  42-46
    1.4.10 结论  46
  1.5 小结  46-49
第二章色谱法测定食品中的甲醛  49-66
  2.1 GC-MS 法测定食品中的甲醛  49-56
    2.1.1 材料  49
    2.1.2 试验原理  49-50
    2.1.3 试验步骤  50
    2.1.4 气相色谱及质谱的测定条件  50
    2.1.5 结果与讨论  50-55
    2.1.6 结论  55-56
  2.2 HPLC 法测定食品中的甲醛  56-64
    2.2.1 材料  56-57
    2.2.2 试验原理  57
    2.2.3 试验步骤  57
    2.2.4 色谱条件  57-58
    2.2.5 结果与讨论  58-62
    2.2.6 方法的实验室间协同验证试验  62-64
    2.2.7 结论  64
  2.3 小结  64-66
总结  66-69
参考文献  69-73
附录  73-81
致谢  81-82
硕士期间取得的研究成果  82

食品中甲醛测定方法的研究

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