第31卷第6期2010年12月
河南工业大学学报(自然科学版)
JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)
V01.31,No.6
Dec.2010
文章编号:1673-2383(2010)06-0070-04
食品添加剂丙二醇脂肪酸酯中总单酯
含量的化学分析法
王玉健,榻开智,林正锋,黄
云,刘红专
(海南出入境检验检疫局技术中心,海南海口570311)
摘要:根据FCC,建立了一种根据羟值、游离丙二醇羟基当量因子、单酯平均相对分子质量准确
测定丙二醇总单酯含量的化学分析方法.该方法在5%、7%和10%3个添加水平下,平均回收
率在95.5%一97.8%之间,相对标准偏差(RSD)在1.05%~2.1l%之间.回收率和精密度较
好,可用于生产企业本身的质量控制及加强我国对食品生产的卫生监管.
关键词:丙二醇脂肪酸酯;总单酯含量;化学分析法中图分类号:TS207.3
文献标志码:B
美国、日本、加拿大、丹麦、中国等国家及欧洲、联
0
前言
丙二醇脂肪酸酯简称丙二醇酯,是20世纪
合国粮农组织和世界卫生组织批准使用.作为食
品添加剂,丙二醇酯用量在国外仅次于单甘酯、山
梨醇酐酯、大豆磷脂等品种,是世界六大食品乳化剂之一‘1|,其分子结构式如图1所示.
50年代开发出的一类人工合成乳化剂,目前已被
CH,
I
CHOR
2
J
CH
20R1
R。mR:代表1个脂肪酸基团和氧(单酯时):R。和R:代表2个脂肪酸基团(双酯时)
图1丙二醇脂肪酸酯结构式
目前生产的普通丙二醇单酯的纯度为丙二醇酯含量40%一70%,而分子蒸馏丙二醇单酯采用分子蒸馏工艺蒸馏提纯,其含量可高达95%~99%【2].而FAO/WHO食品添加剂联合专家委员
会(JECFA)对丙二醇酯中的总单酯含量要求不低
很难在生产实际中应用.企业在实际生产中多采
用乙酸酐乙酰化测定羟值的方法,据此计算丙二
醇单酯的含量.而增加产品无机酸值也可造成羟值高的假象,因此不能准确得出丙二醇单酯的含量.笔者根据美国《食品化学法典》H’(FCC,Food
ChemicalsCodex),建立了一种根据羟值、羟基当
于85%,国内某企业的产品标准要求其中总单酯含量不低于90%,因此丙二醇单酯含量的测定在实际生产中很重要.目前关于丙二醇酯中总单酯含量的测定方法鲜有报道,张大金等报道可以采用凝胶色谱法”1.然而由于所需仪器设备昂贵,
量因子、单酯平均相对分子质量准确测定丙二醇
总单酯含量的化学分析方法.
1
试验方法
收稿日期:2010-08—25
1.1羟值的测定
1.1.1
基金项目:全国进出口食品安全检测标准化技术委员会资助项目
(20071750一T一424)
羟值的测定原理
在回流条件下,丙二醇酯的羟基与乙酸酐发生乙酰化反应,过量的乙酸酐水解,生成的乙酸以氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液滴定。
作者简介:王玉健(1979一),女,湖北丹江口人,博士,工程师,研究方向为农药、食品添加剂及食品中非法添加物的残留分析.
第6期
王玉健,等:食品添加剂丙二醇脂肪酸酯中总单酯含量的化学分析法
71
1.1.2试剂和溶液
乙酸酐;0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴
定溶液;1%酚酞指示剂;正丁醇(预先以0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液中和至酚酞指示剂呈浅红色);吡啶(预先以0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液中和至酚酞指示剂呈浅红色);吡啶一乙酸酐混合溶剂(3:1).
1.1.3
试验方法
根据表l,称取适量样品(精确至0.001g)至
250
mL具塞锥形瓶中,加入5.0mL吡啶一乙酸酐混合溶剂,回流1h.另取5.0mL吡啶一乙酸酐混合溶剂作为空白.由冷凝器中加入10mL水,继续加热10min,冷却至室温.由冷凝器中加入15mL正丁醇,去除冷凝装置,以10mL正丁醇洗涤锥形瓶,每个锥形瓶中加人1mL酚酞指示剂,以
0.5
mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液滴定至
浅红色终点,记录样品和空白所耗氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液.
为排除游离脂肪酸干扰,称取10g样品(精确至0.001g),以10mL吡啶溶解,加入1mL酚
酞指示剂,以0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴
定溶液滴定至浅红色,记录所需氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液体积.
表1
羟值与称样量的关系
试样的羟值按式(1)计算:
x。:!坠±垫坠二型二坠j坐:!!(1)
ml
式中:x,——试样的羟值,mg/g;
%——空白所耗氢氧化钾一乙醇标准滴定
溶液的体积,mL;
m,——乙酰化样品的质量,g;
m,——用于游离酸测定的样品质量,g;
y.——游离脂肪酸所耗氢氧化钾一乙醇标
准滴定溶液体积,mL;
K——乙酰化样品所耗氢氧化钾一乙醇标
准滴定溶液体积,mL;
c——氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液浓度,
tool/L.
1.2羟基当量因子的计算
1.2.1
游离丙二醇
游离丙二醇含量x:的测定按文献[5]进行.
1.2.2
游离丙二醇羟基"-3量因子的计算
根据游离丙二醇含量,按式(2)计算游离丙二醇的羟基当量因子:
x,2而
561.1X.
(2)
式中:墨——游离丙二醇的羟基当量因子;
咒——游离丙二醇含量,%.
1.3单酯平均相对分子质量的计算
1.3.1
试剂和溶液
氢氧化钾;无水乙醇;乙醇(95%);硫酸溶液:1+2(V/V);氢氧化钠标准滴定溶液:c
(NaOH)=0.5mol/L;酚酞指示剂(1%):称取
1.0
g酚酞溶于100mL乙醇(95%)中.1.3.2试验方法
称取25g(精确至0.001g)样品于500mL圆底烧瓶中,加入250mL无水乙醇和7.5g氢氧化钾混合.回流l~2h,转移至800mL烧杯中,以
100
mL水淋洗烧瓶,将淋洗液并入烧杯.水浴加
热,其间不时加水以取代乙醇,直至无乙醇气味.以热水定容至250mL.边加热搅拌边以硫酸溶液中和至硫酸达到10%过量,以使油水相分离.水
相层加入0.5mL酚酞指示剂,边搅拌边以氢氧化
钠标准滴定溶液迅速滴定至浅红色,并保持30s
不褪色.水相层的酸值按式(3)计算:
x。:堕坐
m
(3)
式中:x。——水相层的酸值,mg/g;
卜滴定时消耗的氢氧化钠标准滴定溶
液体积,mL;
c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;
m——样品质量,g.
根据水相层的酸值X。,按式(4)计算单酯的平均相对分子质量:
彤:(业娑堡)+76.10—18.02
(4)
A4
式中:M——单酯的平均相对分子质量,g,/mo|;
X。——水相层的酸值,mg/g;76.10——丙二醇的摩尔质量,s/tool;18.02——水的摩尔质量,g/t001.
根据羟值x.和游离丙二醇的羟基当量因子
72
河南工业大学学报(自然科学版)第31卷
X,,依式(5)计算试样总单酯含量:
如盥掣
表2回收率和相对标准偏差(n=6)%
(5)
式中:X。——试样总单酯含量,%;
Xl——试样的羟值,ms/g;X,——羟基当量因子;
M——单酯的平均摩尔质量,g/m01.2
由表2可见,在5%、7%和10%3个添加水平下,该方法的回收率在95.5%一97.8%之间,相对标准偏差(RSD)在1.05%一2.1l%之间.
2.2实际样品检测
结果
从市面购得广州某食品添加剂公司生产的丙
2.1回收率和精密度
二醇酯样品,进行了实际测定,将样品混合均匀后分成10份,同时测定10份样品的羟值、游离丙二醇、水相层酸值等,并据此计算样品的总单酯含量,得出平均值和相对标准偏差,结果见表3.
在已知总单酯含量的丙二醇酯样品中定量加入丙二醇单硬脂酸酯,对样品进行6次平行测定,考察方法的回收率和重现性,数据见表2.
表3
广州某公司生产的丙二醇酯中总单酯含量及相对标准偏差
[J】.中国食品添加荆,1996(1):24_27。
3
结论
根据FCC(V),建立了一种根据羟值、羟基当
[2][3]
时宏.分子蒸馏单甘酯的近况与发展(三)[J].粮油食品科技,1999,7(2):14—15.张大金,李汉君.分子蒸馏单硬脂酸丙二醇酯的研制[J].广东化工,1992(3):21
—23.
量因子、单酯平均相对分子质量准确测定丙二醇
酯中总单酯含量的化学分析方法.该方法不需要
高精尖的仪器设备,一般的实验室即可完成,方法的回收率和精密度较好,可用于生产企业本身的质量控制及加强我国对食品生产的卫生监管.
参考文献:
[4]
CommitteeChemicals
on
foodchemicalscodex.Food
York:The
Codex[M].5ed.New
NationalAcademiesPress,2004:377—378.
[5]
梁振明.丙二醇酯中游离丙二醇含量的直接测定[J].中国食品添加剂,2007(4):
1
[1]金志红.丙二醇硬脂酸酯的合成和应用
38-140.
第6期
王玉健,等:食品添加剂丙二醇脂肪酸酯中总单酯含量的化学分析法
73
DETERMINATIONOFTOTALMONOESTERCONTENTINFOODADDITIVE
PROPYLENEGLYCOLMONOSTEARATEBY
CHEMICALANALYSISMETHOD
WANGYu-jian,XUANKai—zhi,LINZheng・feng,HUANGYun,LIUHong-zhuan
(TechnologyCenterof
Abstract:Based
on
Hainan
Entry—ExitInspectionandQuarantineBureau,Haikou570311,China)
chemicalmethodforaccurately
to
FCCV(FoodChemicalsCodex),thepaperestablished
content
a
determiningthetotalmonoester
ofpropyleneglycolmonostearateaccordingthehydroxylvalue,the
hydroxylequivalentfactoroffreepropyleneglycol,theaveragerelativemolecularweightofthemonoester.The
averagerecoverieswerewere
from95.5%to97.8%attheadditionlevelsof5%,7%and10%,andtheRSDs
con-
from1.05%to2.11%.Themethodhadhighrecoveryandprecision.andcouldbeusedforquality
trolofthemanufacturersandforstrengtheninghygienesupervisionoffoodproduction.
Keywords:propyleneglycolmonostearate;totalmonoestercontent;chemicalanalysismethod
(上接第69页)
DETERMINATIONOFVOLATILEN-NITROSAMINEINEATINGRAW
PRODUCTSBYGS.MSMETHOD
AQUATIC
CHENBin,DINGHong-mei,YANGXing-long,CHENGang
(NantongProductQualitySupervisionand
Inspection
Institute,Nantong226005,China)
Abstract:WeextractedvolatileN—nitrosamines,such
as
N-nitrosodimethylamine(NDMA),N—nitrosodiethyl.
eating
raw
amine(NDEA),N—nitrosopyrrolidine(NPYR)andN—nitroso—di—n—propylamine(NDPA),from
preservedaquaticproductsbyusingmethylenechloride,and
tion
performedqualitativeandquantitative
determina・
byselectedionmethodthroughGS-MS.Themethodhadtheadvantagesofsimpleandquickpre-treat—
operation,highlinear
to
ment,easy
correlations(up105%),high
to
0.9991,0.9991,0.9990and0.9995,respective・reproducibility,highRSD(up
to
ly),widelinearrange(up
highrecoveryrate(up
to
0
to
250斗g/mL),good1.49%to1.94%),
90%to
sensntivity,andlowdetectionlimits(0.04斗g/kg,0.025
斗g/kg,0.05斗g/kgand0.01pg/kg,respectively).
Keywords:volatileN.nitrosamine;GS—MS;selectedionmethod
第31卷第6期2010年12月
河南工业大学学报(自然科学版)
JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)
V01.31,No.6
Dec.2010
文章编号:1673-2383(2010)06-0070-04
食品添加剂丙二醇脂肪酸酯中总单酯
含量的化学分析法
王玉健,榻开智,林正锋,黄
云,刘红专
(海南出入境检验检疫局技术中心,海南海口570311)
摘要:根据FCC,建立了一种根据羟值、游离丙二醇羟基当量因子、单酯平均相对分子质量准确
测定丙二醇总单酯含量的化学分析方法.该方法在5%、7%和10%3个添加水平下,平均回收
率在95.5%一97.8%之间,相对标准偏差(RSD)在1.05%~2.1l%之间.回收率和精密度较
好,可用于生产企业本身的质量控制及加强我国对食品生产的卫生监管.
关键词:丙二醇脂肪酸酯;总单酯含量;化学分析法中图分类号:TS207.3
文献标志码:B
美国、日本、加拿大、丹麦、中国等国家及欧洲、联
0
前言
丙二醇脂肪酸酯简称丙二醇酯,是20世纪
合国粮农组织和世界卫生组织批准使用.作为食
品添加剂,丙二醇酯用量在国外仅次于单甘酯、山
梨醇酐酯、大豆磷脂等品种,是世界六大食品乳化剂之一‘1|,其分子结构式如图1所示.
50年代开发出的一类人工合成乳化剂,目前已被
CH,
I
CHOR
2
J
CH
20R1
R。mR:代表1个脂肪酸基团和氧(单酯时):R。和R:代表2个脂肪酸基团(双酯时)
图1丙二醇脂肪酸酯结构式
目前生产的普通丙二醇单酯的纯度为丙二醇酯含量40%一70%,而分子蒸馏丙二醇单酯采用分子蒸馏工艺蒸馏提纯,其含量可高达95%~99%【2].而FAO/WHO食品添加剂联合专家委员
会(JECFA)对丙二醇酯中的总单酯含量要求不低
很难在生产实际中应用.企业在实际生产中多采
用乙酸酐乙酰化测定羟值的方法,据此计算丙二
醇单酯的含量.而增加产品无机酸值也可造成羟值高的假象,因此不能准确得出丙二醇单酯的含量.笔者根据美国《食品化学法典》H’(FCC,Food
ChemicalsCodex),建立了一种根据羟值、羟基当
于85%,国内某企业的产品标准要求其中总单酯含量不低于90%,因此丙二醇单酯含量的测定在实际生产中很重要.目前关于丙二醇酯中总单酯含量的测定方法鲜有报道,张大金等报道可以采用凝胶色谱法”1.然而由于所需仪器设备昂贵,
量因子、单酯平均相对分子质量准确测定丙二醇
总单酯含量的化学分析方法.
1
试验方法
收稿日期:2010-08—25
1.1羟值的测定
1.1.1
基金项目:全国进出口食品安全检测标准化技术委员会资助项目
(20071750一T一424)
羟值的测定原理
在回流条件下,丙二醇酯的羟基与乙酸酐发生乙酰化反应,过量的乙酸酐水解,生成的乙酸以氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液滴定。
作者简介:王玉健(1979一),女,湖北丹江口人,博士,工程师,研究方向为农药、食品添加剂及食品中非法添加物的残留分析.
第6期
王玉健,等:食品添加剂丙二醇脂肪酸酯中总单酯含量的化学分析法
71
1.1.2试剂和溶液
乙酸酐;0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴
定溶液;1%酚酞指示剂;正丁醇(预先以0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液中和至酚酞指示剂呈浅红色);吡啶(预先以0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液中和至酚酞指示剂呈浅红色);吡啶一乙酸酐混合溶剂(3:1).
1.1.3
试验方法
根据表l,称取适量样品(精确至0.001g)至
250
mL具塞锥形瓶中,加入5.0mL吡啶一乙酸酐混合溶剂,回流1h.另取5.0mL吡啶一乙酸酐混合溶剂作为空白.由冷凝器中加入10mL水,继续加热10min,冷却至室温.由冷凝器中加入15mL正丁醇,去除冷凝装置,以10mL正丁醇洗涤锥形瓶,每个锥形瓶中加人1mL酚酞指示剂,以
0.5
mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液滴定至
浅红色终点,记录样品和空白所耗氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液.
为排除游离脂肪酸干扰,称取10g样品(精确至0.001g),以10mL吡啶溶解,加入1mL酚
酞指示剂,以0.5mol/L氢氧化钾一乙醇标准滴
定溶液滴定至浅红色,记录所需氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液体积.
表1
羟值与称样量的关系
试样的羟值按式(1)计算:
x。:!坠±垫坠二型二坠j坐:!!(1)
ml
式中:x,——试样的羟值,mg/g;
%——空白所耗氢氧化钾一乙醇标准滴定
溶液的体积,mL;
m,——乙酰化样品的质量,g;
m,——用于游离酸测定的样品质量,g;
y.——游离脂肪酸所耗氢氧化钾一乙醇标
准滴定溶液体积,mL;
K——乙酰化样品所耗氢氧化钾一乙醇标
准滴定溶液体积,mL;
c——氢氧化钾一乙醇标准滴定溶液浓度,
tool/L.
1.2羟基当量因子的计算
1.2.1
游离丙二醇
游离丙二醇含量x:的测定按文献[5]进行.
1.2.2
游离丙二醇羟基"-3量因子的计算
根据游离丙二醇含量,按式(2)计算游离丙二醇的羟基当量因子:
x,2而
561.1X.
(2)
式中:墨——游离丙二醇的羟基当量因子;
咒——游离丙二醇含量,%.
1.3单酯平均相对分子质量的计算
1.3.1
试剂和溶液
氢氧化钾;无水乙醇;乙醇(95%);硫酸溶液:1+2(V/V);氢氧化钠标准滴定溶液:c
(NaOH)=0.5mol/L;酚酞指示剂(1%):称取
1.0
g酚酞溶于100mL乙醇(95%)中.1.3.2试验方法
称取25g(精确至0.001g)样品于500mL圆底烧瓶中,加入250mL无水乙醇和7.5g氢氧化钾混合.回流l~2h,转移至800mL烧杯中,以
100
mL水淋洗烧瓶,将淋洗液并入烧杯.水浴加
热,其间不时加水以取代乙醇,直至无乙醇气味.以热水定容至250mL.边加热搅拌边以硫酸溶液中和至硫酸达到10%过量,以使油水相分离.水
相层加入0.5mL酚酞指示剂,边搅拌边以氢氧化
钠标准滴定溶液迅速滴定至浅红色,并保持30s
不褪色.水相层的酸值按式(3)计算:
x。:堕坐
m
(3)
式中:x。——水相层的酸值,mg/g;
卜滴定时消耗的氢氧化钠标准滴定溶
液体积,mL;
c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;
m——样品质量,g.
根据水相层的酸值X。,按式(4)计算单酯的平均相对分子质量:
彤:(业娑堡)+76.10—18.02
(4)
A4
式中:M——单酯的平均相对分子质量,g,/mo|;
X。——水相层的酸值,mg/g;76.10——丙二醇的摩尔质量,s/tool;18.02——水的摩尔质量,g/t001.
根据羟值x.和游离丙二醇的羟基当量因子
72
河南工业大学学报(自然科学版)第31卷
X,,依式(5)计算试样总单酯含量:
如盥掣
表2回收率和相对标准偏差(n=6)%
(5)
式中:X。——试样总单酯含量,%;
Xl——试样的羟值,ms/g;X,——羟基当量因子;
M——单酯的平均摩尔质量,g/m01.2
由表2可见,在5%、7%和10%3个添加水平下,该方法的回收率在95.5%一97.8%之间,相对标准偏差(RSD)在1.05%一2.1l%之间.
2.2实际样品检测
结果
从市面购得广州某食品添加剂公司生产的丙
2.1回收率和精密度
二醇酯样品,进行了实际测定,将样品混合均匀后分成10份,同时测定10份样品的羟值、游离丙二醇、水相层酸值等,并据此计算样品的总单酯含量,得出平均值和相对标准偏差,结果见表3.
在已知总单酯含量的丙二醇酯样品中定量加入丙二醇单硬脂酸酯,对样品进行6次平行测定,考察方法的回收率和重现性,数据见表2.
表3
广州某公司生产的丙二醇酯中总单酯含量及相对标准偏差
[J】.中国食品添加荆,1996(1):24_27。
3
结论
根据FCC(V),建立了一种根据羟值、羟基当
[2][3]
时宏.分子蒸馏单甘酯的近况与发展(三)[J].粮油食品科技,1999,7(2):14—15.张大金,李汉君.分子蒸馏单硬脂酸丙二醇酯的研制[J].广东化工,1992(3):21
—23.
量因子、单酯平均相对分子质量准确测定丙二醇
酯中总单酯含量的化学分析方法.该方法不需要
高精尖的仪器设备,一般的实验室即可完成,方法的回收率和精密度较好,可用于生产企业本身的质量控制及加强我国对食品生产的卫生监管.
参考文献:
[4]
CommitteeChemicals
on
foodchemicalscodex.Food
York:The
Codex[M].5ed.New
NationalAcademiesPress,2004:377—378.
[5]
梁振明.丙二醇酯中游离丙二醇含量的直接测定[J].中国食品添加剂,2007(4):
1
[1]金志红.丙二醇硬脂酸酯的合成和应用
38-140.
第6期
王玉健,等:食品添加剂丙二醇脂肪酸酯中总单酯含量的化学分析法
73
DETERMINATIONOFTOTALMONOESTERCONTENTINFOODADDITIVE
PROPYLENEGLYCOLMONOSTEARATEBY
CHEMICALANALYSISMETHOD
WANGYu-jian,XUANKai—zhi,LINZheng・feng,HUANGYun,LIUHong-zhuan
(TechnologyCenterof
Abstract:Based
on
Hainan
Entry—ExitInspectionandQuarantineBureau,Haikou570311,China)
chemicalmethodforaccurately
to
FCCV(FoodChemicalsCodex),thepaperestablished
content
a
determiningthetotalmonoester
ofpropyleneglycolmonostearateaccordingthehydroxylvalue,the
hydroxylequivalentfactoroffreepropyleneglycol,theaveragerelativemolecularweightofthemonoester.The
averagerecoverieswerewere
from95.5%to97.8%attheadditionlevelsof5%,7%and10%,andtheRSDs
con-
from1.05%to2.11%.Themethodhadhighrecoveryandprecision.andcouldbeusedforquality
trolofthemanufacturersandforstrengtheninghygienesupervisionoffoodproduction.
Keywords:propyleneglycolmonostearate;totalmonoestercontent;chemicalanalysismethod
(上接第69页)
DETERMINATIONOFVOLATILEN-NITROSAMINEINEATINGRAW
PRODUCTSBYGS.MSMETHOD
AQUATIC
CHENBin,DINGHong-mei,YANGXing-long,CHENGang
(NantongProductQualitySupervisionand
Inspection
Institute,Nantong226005,China)
Abstract:WeextractedvolatileN—nitrosamines,such
as
N-nitrosodimethylamine(NDMA),N—nitrosodiethyl.
eating
raw
amine(NDEA),N—nitrosopyrrolidine(NPYR)andN—nitroso—di—n—propylamine(NDPA),from
preservedaquaticproductsbyusingmethylenechloride,and
tion
performedqualitativeandquantitative
determina・
byselectedionmethodthroughGS-MS.Themethodhadtheadvantagesofsimpleandquickpre-treat—
operation,highlinear
to
ment,easy
correlations(up105%),high
to
0.9991,0.9991,0.9990and0.9995,respective・reproducibility,highRSD(up
to
ly),widelinearrange(up
highrecoveryrate(up
to
0
to
250斗g/mL),good1.49%to1.94%),
90%to
sensntivity,andlowdetectionlimits(0.04斗g/kg,0.025
斗g/kg,0.05斗g/kgand0.01pg/kg,respectively).
Keywords:volatileN.nitrosamine;GS—MS;selectedionmethod