食品中脱氢乙酸钠的检验方法
检测食品中脱氢乙酸的国标方法有:气相色谱法、液相色谱法等,方法各有优缺点。
1、气相色谱法
该方法是在GB/T 5009.121-2003《食品中脱氢乙酸的测定》标准方法 上进行改进:将样品酸化后,用乙醚提取脱氢乙酸后浓缩,用气相色谱(附 氢火焰离子化检测器)进行分离测定,与标准系列比较定量。
1.1 实验部分
1.1.1 仪器与主要试剂
气相色谱仪:GC-2010(附氢火焰离子化检测器 FID),日本岛津公司。
脱氢乙酸标准品:纯度≥99.6%,购自美国。
乙醚:色谱纯,重蒸。
丙酮:色谱纯,重蒸。
脱氢乙酸标准工作溶液:准确称取脱氢乙酸标准品50mg,以丙酮溶解 定容于50mL容量瓶中,再以丙酮分别稀释至1μ g/mL、10μ g/mL、40μ g/mL、 80μ g/mL 120μ g/mL、160μ g/mL 200μ g/mL,配制标准工作溶液。
色谱条件:
色谱柱:DB-5 毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μ m);
分流比:10:1,柱流速1.0mL/min
进样口温度:250℃、检测器温度:300℃、柱温165℃;
气流条件:氢气50mL/min、空气400mL/min、氮气40mL/min。
应用上述色谱条件,脱氢乙酸标准品溶液进样,色谱图如下:
1.1.1 样品处理 称取5~10g 试样(准确至0.0001g),加10mL 饱和氯化钠溶液,2mL 盐酸溶液(1+1)酸化,分别以50mL、20mL、20mL 乙醚提取三次,合并乙 醚层于100mL 容量瓶中定容后,分别用20mL 饱和氯化钠溶液、50mL 碳酸 氢钠溶液(10g/L)各洗涤一次,加10g 无水硫酸钠,室温下放置30min, 取 50mL 在 60℃水浴下用旋转蒸发仪浓缩至近干,用丙酮定容后供气相色谱测定。
1.1 方法讨论
1.1.1 色谱条件的选择
脱氢乙酸用气相色谱法测定,与其他同类功能的防腐剂如山梨酸、苯 甲酸、对羟基苯甲酸酯类都有很好的分离度,且在非极性柱、弱极性柱和 极性柱中都有很好的响应值。但在实验显示,脱氢乙酸在非极性柱中因低 柱温有色谱峰拖尾现象,在极性柱中因柱流失有基线漂移现象,为使定性 定量准确,选用了弱极性柱DB-5。
1.1.1 线性关系
在本实验条件下,脱氢乙酸标准工作液在 0.5~100μ g/mL 范围内与 响应值峰面积有良好的线性关系,相关系数 r=0.99995。脱氢乙酸的最低 检出浓度为0.2μ g/mL。
1.1.1 准确度与精密度
选用含脱氢乙酸的辣椒酱样品,在样品中添加不同浓度的脱氢乙酸标 液,按本方法测定,每一浓度重复测定6 次,取平均值,计算平均回收率 及变异系数,结果见下表。实验结果显示,本方法回收率满意,相对标准 偏差范围小于10%,重复性好,符合检测要求。
加标浓度(mg/kg) 平均回收 率(%) 精密度 RSD(%)
1.0 83.2 6.8
5.0 89.6 5.6
10.0 90.3 4.7
30.0 91.6 3.6 50.0
102.4 3.4
2、液相色谱法
该方法是在GB/T 23377-2009《食品中脱氢乙酸的测定 高效液相色谱 法》标准方法上进行改进:用氢氧化钠溶液提取试样中的脱氢乙酸,经脱 脂、去蛋白处理后,用高效液相色谱紫外检测器测定,与标准系列比较定 量。
2.1 实验部分
2.1.1 仪器与主要试剂
液相色谱仪:LC-1260(二级管阵列检测器 DAD),美国安捷伦公司。
脱氢乙酸标准品:纯度≥99.6%,购自美国。
甲醇:色谱纯。
乙酸铵溶液(0.02mol/L):分析纯,称取1.54g 乙酸铵用氨水(1+1) 调节pH 至9.0,加水至1000mL 溶液,经0.45μ m 滤膜过滤。
2.1.2 色谱条件
色谱柱:ECOSIL-C18 柱 (5μ m,250mm×4.6mm);
流动相:甲醇+0.02mol/L 乙酸铵(5+95,v/v)
流速:1.0mL/min
柱温:40℃
检测波长:293nm
应用上述色谱条件,脱氢乙酸标准品溶液进样:
2.1.3 样品处理
称取 5~10g 试样(准确至 0.0001g),加 50mL 水,用氢氧化钠溶液 (8g/L)调节 pH 至 7.2,加入 5mL 乙酸锌溶液(220g/L),5mL 亚铁氰化 钾溶液(106g/L),超声提取 40min,定容至 100mL,静置 30min 过 0.45 μ m 滤膜,供液相色谱测定。
2.2 方法讨论
2.2.1 色谱条件选择
在GB/T 23377-2009 国标方法中,流动项的选择为甲醇+0.02mol/L 乙 酸铵(10+90,v/v)。在实际样品的检测中,考虑到食品中其他添加剂对 于脱氢乙酸检测(如山梨酸、糖精钠等)的影响,能过对不同比例流动相 的实验,发现流动相比例为甲醇+0.02mol/L 乙酸铵(5+95,v/v)优于国标方法条件。
2.2.2 线性关系
在本实验条件下,脱氢乙酸标准工作液在 0.5~100μ g/mL 范围内与 响应值峰面积有良好的线性关系,相关系数 r=0.99999。脱氢乙酸的最低 检出浓度为0.1μ g/mL。
2.2.3 准确度与精密度
参照 1.2.3,选用同一辣椒酱样品,按本方法测定,做加标实验,每 一浓度重复测定6 次,结果见下表。实验结果显示,本方法回收率满意, 相对标准偏差范围小于10%,重复性好,符合检测要求。
3、气相色谱质谱联用法
目前尚无气相色谱质谱联用测定食品中脱氢乙酸的国标方法,根据本实验室进行实验建立的方法:试样经乙醚提取,用气相色谱进行分离,特征离子峰进行定性定量。
3.1 实验部分
3.1.1 仪器与主要试剂
气质联用仪:GCMS-7890A-5975C,美国安捷伦公司。
脱氢乙酸标准品:纯度≥99.6%,购自美国。
正已烷:分析纯。
乙醚:色谱纯,重蒸。
脱氢乙酸标准工作溶液:准确称取脱氢乙酸标准品50mg,以乙醚溶解 定容于50mL容量瓶中,再以乙醚分别稀释至1μ g/mL、10μ g/mL、40μ g/mL、 80μ g/mL 120μ g/mL、160μ g/mL 200μ g/mL,配制标准工作溶液。
3.1.2 色谱条件
载气:高纯氦气(99.999%);
色谱柱:DB-5MS 毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μ m);
柱流速:1.0 mL/min;
汽化室温度:250℃、柱温程序:初始温度 150℃,保持 0.5min,以 10℃/min 速率升温至180℃,保持6min。
3.1.3 质谱条件
传输线温度:220℃;离子源温度:200℃;离子化方式:EI;电子能 量:70eV;延迟时间 2.0 min;
检测方式:全扫描,质量范围:m/z 25~ 300。
应用上述质谱条件,脱氢乙酸标准品溶液进样,
质谱图如下:
3.2.1 样品处理 称取5~10g 试样(准确至0.0001g),加35mL 水、2mL 氢氧化钠溶液 (20g/L),超声提取20 min,用水定容至50mL,加10mL 正己烷提取一次, 弃去正己烷层,再加1mL 盐酸(1+1)酸化,准确加入10mL 乙醚振摇5min, 静置10min,取上清液供质谱测定。
3.2 方法讨论
3.2.1 质谱条件的选择 根据脱氢乙酸在气相色谱上的良好响应情况,用质谱测定时,仍选用 的弱极性柱 DB-5MS 柱。检测方式选择全扫描、选择离子扫描皆可,本文选择了全扫描。
3.2.2 线性关系
在本实验条件下,脱氢乙酸标准工作液在 0.5~100μ g/mL 范围内与 响应值峰面积有良好的线性关系,相关系数 r=0.99997。脱氢乙酸的最低 检出浓度为0.2μ g/mL。
3.2.3 准确度与精密度 选用同一辣椒酱样品,按本方法测定,做加标实验,每一浓度重复测 定6 次,结果见下表。实验结果显示,本方法回收率满意,相对标准偏差 范围小于10%,重复性好,符合检测要求。
4、结论探讨的三种方法,分离度好,回收率较好,都是食品中脱氢乙酸 含量的良好检测方法。相比较而言,气相色谱法与干扰物质的分离度好, 但样品前处理较复杂;液相色谱法样品前处理简便,特征峰定性较差;气 相色谱质谱联用法样品前处理较气相色谱法简便,定性较色谱更精准。 引用文件: GB/T 5009.121-2003《食品中脱氢乙酸的测定》; GB/T 23377-2009《食品中脱氢乙酸的测定 高效液相色谱法》。
1、
试液配制
自拟试液配制方案(提示:先粗略确定实用醋酸的浓度,然后确定配制0.1mol·L-1实用醋酸溶液的方案。)
2、
实用醋酸总酸度的测定
用清洁移液管吸取少许试液,淋洗移液管内壁3次,然后吸取试液一份置于250mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,塞上瓶塞,摇匀。
用清洁的25mL移液管吸取稀释后的试液淋洗内壁,反复3次。然后吸取稀释后的试液,放于250mL锥形瓶中。加入酚酞指示剂2~3滴,用NaOH标准溶液滴定,直至加入半滴NaOH标准溶液后呈现的红色在摇匀后,于半分钟之内不再褪去时,即为终点。根据NaOH标准溶液的浓度c和滴定时消耗量V,计算所取醋酸试样的总含量(以克表示)
三次平行测定的结果与平均值的相对偏差不得大于0.2%,否则应重做。
原理:丙酮酸盐检测试剂盒提供了一种简单、直接和可自动化操作的程序来测量不同生物学标本中丙酮酸的含量。适用标本类型包括:食物、细胞、培养基和发酵培养基。丙酮酸盐检测试剂盒基本原理如下:丙酮酸盐被丙酮酸酶氧化,在酶反应过程中产生颜色(λ=570 nm)或者荧光(Ex/Em=535/587 nm),可使用酶标仪或荧光计检测到。光的强度与丙酮酸含量是成正比的,因此通过检测光的强度即可精确的得到丙酮酸的含量。试剂盒检测范围为1-10 uM丙酮酸。
丙酮酸检测试剂盒
丙酮酸分子式CH3COCOOH,原称焦性葡萄酸(德Brenztr-aubensure),是参与整个生物体基本代谢的中间产物之一。丙酮酸可通过乙酰CoA和三羧酸循环实现体内糖、脂肪和氨基酸间的互相转化,因此,丙酮酸在三大营养物质的代谢联系中起着重要的枢纽作用。
丙酮酸是糖无氧代谢的产物,研究工作者将丙酮酸和乳酸一同测定,并用二者的比值推测循环衰竭的严重程度;此外,它还对维生素B1缺乏有一定的研究意义,同时作为一种重要的精细化工中间体,广泛应用于医药、农药、食品等领域,尤其是作为医药中间体,具有良好的发展前景。
应用[4][5]
用于大肠杆菌丙酮酸代谢途径改造及丙酮酸高产菌株培育
丙酮酸作为最重要有机酸之一,在医药、食品、化工等领域以及科学研究中都具有广泛的用途。目前高质量的丙酮酸在国内市场缺口较大,丙酮酸工业化生产的前景十分广阔。
从野生型大肠杆菌K-12 MG1655菌株出发,利用CRISPR/Cas9技术敲除了乳酸脱氢酶基因(ldh A),截断了乳酸合成途径敲除了丙酮酸氧化酶基因(pox B)、磷酸转乙酰基酶基因(pta)和乙酸激酶基因(ack A),截断了乙酸合成途径敲除了丙酮酸-甲酸裂解酶基因(pfl B),截断了甲酸合成途径敲除了磷酸烯醇丙酮酸合成酶基因(pps A),减少了丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸敲除了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(ppc),减少了磷酸烯醇式丙酮酸的消耗通过敲除延胡索酸还原酶复合体基因(frd BC),削弱了三羧酸循环途径。最后得到了一株可以初步积累丙酮酸的基因工程改造菌株MG1655-GP7(E.coli K-12 MG1655Δldh AΔpfl BΔack AΔptaΔpox BΔppcΔfrd BCΔpps A),这株菌在使用5 L发酵罐发酵68小时后丙酮酸产量达到32.07 g/L。
这表明只利用基因工程的手段是可以使大肠杆菌积累丙酮酸的。大肠杆菌利用葡萄糖作为碳源时,葡萄糖经糖酵解途径会产生过量的ATP与NADH从而抑制丙酮酸的积累,使用氧化程度较高的葡萄糖酸作为碳源可解决此问题当葡萄糖进入细胞后不经EMP途径而是进入Entner-Doudoroff(ED)途径,产生的ATP与NADH的量只有前者的一半,会相应的促进丙酮酸的积累。为了进一步提高产量,作者又敲除磷酸葡萄糖异构酶基因(pgi)以抑制糖酵解途径同时敲除6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(gnd)以抑制磷酸戊糖途径,并减少6-磷酸-葡萄糖酸的消耗还在敲除磷酸葡萄糖转移酶基因(pts G)和磷酸烯醇丙酮酸葡萄糖转移酶基因(pts I)的基础上敲入运动发酵单胞菌中葡萄糖转运蛋白基因(glf)来改良葡萄糖转运系统,减少大肠杆菌细胞转运葡萄糖时磷酸烯醇式丙酮酸的消耗。
并计划上调葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因(zwf)、葡萄糖酸-6-磷酸脱水酶基因(edd)和2-酮-3-脱氧葡萄糖酸-6-磷酸醛缩酶基因(eda)的表达以强化ED途径,平衡ATP和NADH的水平,引导碳流更多的流向丙酮酸合成方向。
目前通过基因编辑的方法得到了一株生产丙酮酸能力理论上较MG1655-GP7菌株有所提高的MG1655-GP12(E.coli K-12 MG1655Δldh AΔpfl BΔack AΔptaΔpox BΔppcΔfrd BCΔpps AΔgndΔpgiΔpts GΔpts I::glf)菌株,该菌株的生产能力正在评估中。但经多次基因改造后,基因工程菌株MG1655-GP12出现了较野生型菌株生长缓慢的现象,本实验对该菌株进行了实验室适应性进化,经多次传代后筛选到一株生长速度恢复到野生型菌株75%的MG1655-GP12-1菌株。
故答案为:乙醇;浓硫酸;乙酸;
(2)浓硫酸溶于水放出大量的热,加入药品时,为防止酸液飞溅,应先加入乙醇再加入浓硫酸和乙酸,如先加浓硫酸会出现酸液飞溅的可能现象;实验中用乙醇与乙酸作用,酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,该反应生成乙酸乙酯和水,且为可逆反应,所以乙酸脱羟基,乙醇脱氢离子,
故答案为:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡;
(3)①化学反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水,故①错误;
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸,说明正逆反应速率相等,故②正确;
③化学反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡,单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸,故③错误;
④正反应的速率与逆反应的速率相等,达到平衡状态,故④正确;
⑤混合物中各物质的浓度不再变化,说明达到平衡状态,故⑤正确;
故答案为:②④⑤;
(4)用饱和碳酸钠溶液分离混合物,经分液之后可得乙酸钠和乙醇的混合液,蒸馏后可得乙酸钠,加入硫酸后蒸馏可得乙酸,
故答案为:乙醇;饱和碳酸钠溶液;浓硫酸;分液;蒸馏;
(5)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应为可逆反应为CH3COOH+C2H5OH
| 浓硫酸 |
| 加热 |
故答案为:CH3COOH+C2H5OH
| 浓硫酸 |
| 加热 |
食品添加剂的主要作用:改善食品的色香味、延长食品的保存期、提高产品质量和档次、调整食品营养构成等。
大概有以下种类:酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色护色剂、乳化剂、防腐剂、营养强化剂、甜味剂、增稠剂等。
基本上所有加工过的食品都会有含食品添加剂,但不一定含防腐剂。