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面粉增筋剂聚丙烯酸钠中聚丙烯酰胺的测定

发布日期:2015-05-05 14:47:22
面粉增筋剂聚丙烯酸钠中聚丙烯酰胺的测定
面粉增筋剂是一类与蛋白质(面筋)联结以改进面粉制 品品质的添加剂,包括改进面筋的机械加工性能、气体保留 性能及面制品的体积、匀称性、组织结构和颗粒等。主要由 聚丙烯酸钠、偶氮甲酰胺、活性磷酸盐、变性淀粉等原料 制成。
 
聚丙烯酸钠简称PAANa,是一种水溶性树脂,分子最数 百万,无色或淡黄色粘稠液体,在面制食品中作为增筋剂有 如下功效:①增强原料面粉中的蛋白质黏结力,使淀粉粒子 相互结合,分散渗透至蛋白质的网状结构中,形成质地致密的面团,表面光滑而具有光泽;②形成稳定的面团胶体,防止 可溶性淀粉渗出》③增加产品的保水性,使水分均匀保持于 面团中,防止干燥;④提高面团的延展性;⑤使原料中的油脂 成分稳定地分散至面团中,制作以小麦粉、红薯、玉米、燕麦、 马铃薯等为原料的面条、粉丝、粉条、粉皮时,可提高产品的 筋力,增强耐煮性聚丙烯酰胺简称PAM,由丙烯酰胺单体聚合而成,是一 种水溶性线1!高分子物质。主要用作絮凝剂,用于石油工 业、纺织工业、造纸X业等。聚丙烯酰胺常含有丙烯酰 胺单体,丙烯酰胺具神经毒作用,BI引起疲嗜睡、手指麻木, 位置性震颤,步态紊乱,肌肉萎缩,肌肉无力,手出汗脱屑以 及接触性皮炎等[5],属中等毒类,具有牛殖毒性、致突变性、 致癌性。因此,中a明确规定聚丙烯酰胺不允许作为食品添 加剂使用^。但由于聚内'烯酰胺具有比聚丙烯酸钠更好的 增筋效果,一些不法厂家为/使自己的产品更好销售,不顾 国家标准的规定违规使用聚丙烯酰胺来代替聚丙烯酸钠。 目前,检测聚丙烯酰胺的方法有溴氧化一可见光谱法[7]、凝 胶色谱分析方法[8]等。但溴氧化一可见光谱法测试的干扰 因素多、步骤繁琐、测试精确度低、应用范围窄,由于聚丙烯 酰胺和聚内烯酸钠的部分分子量有交叉,采用凝胶色谱分析 方法也难以分离鉴定。
 
本试验通过荧光衍生剂气甲酸芴甲酯(FMOC-C1)柱前 衍生,高效液相色谱荧光检测器检测,建立了面粉增筋剂聚 丙烯酸钠中聚丙烯酰胺含量的测定方法。该方法抗干扰性 强,重现性好,灵敏度高,为产品质量执法与检验提供了技术 方法和依据。
 
1材料与方法1.1试验仪器与试剂高效液相色谱仪:Alliance? 2695(配2475荧光检测器>, 美国沃特世公司I电子分析天平:BT 224S,德国赛多利斯;涡旋混匀器:XH-B型,江苏康健医疗用品有限公司* 高速离心机:TGL-16B,上海安亭科学仪器厂;试验用水:Milli-Q Academic超纯水发生器制备的超 纯水;乙腈:色谱纯,山东禹王》
 
硼砂:分析纯,国药集团;二气甲烷:分析纯,W药集团;丙酮:分析纯,国药集团;气甲酸芴甲酯(FMOC-C1〉衍生剂:美国Fluka公司》
 
聚丙烯酰胺(含量>85. 0% ,平均分子量>300万):国药 集团;聚丙烯酸钠(固含量>40. 0%,分子董>3 X107):国药 集团。
 
1.2方法1.2.1聚W烯酰胺标准溶液准确称取20.0 mg聚丙烯酰 胺标准品,加人80 mL水,超声30 min,放置过夜,用水定容 至100 mL,混合摇匀,准确移取适最标准贮备液,用水稀释 成4~400 pg/mL的标准系列。
 
1.2.2样品处理方法称取0. 200?0? 500 g样品,置于 100 mL容量瓶中,加人80 mL水,超声提取30 min,放置过 夜充分分散,加水定容并摇匀,倒人2 mL离心管中 15 000 r/min离心5 min,准确移取400 pL上清液于2 mL 离心管中。依次加人2005%棚砂溶液和200 pL lg/L氯甲酸芴甲酯(FMOC-C1)内酮溶液,涡旋混匀,放置10 min,加 人500 pL二气甲烧?S旋萃取1 min, 15 000 r/min离心 5 min,吸取h层溶液用〇。 45 pm尼龙滤膜过滤后测试。 1.2.3标准品处理方法准确移取400标准溶液于2 mL离心管中,加人200 pL 5%硼砂溶液和200斗1 g/L 氯甲酸芴甲酯(FMOC-C1)丙酮溶液,涡旋混匀,放置10 min, 加人500 pL二氯甲烷涡旋萃取1 min, 15 000 r/min离心 5 min,吸取上层溶液用0. 45尼龙滤膜过滤后测试。
 
1.2.4液相色谱分析条件色谱柱:YMC-Pack Diol-300, 5 fun, 300X8.0 mm l.D.;柱温:3〇突光检测波长:激发波长为268 mn,发射波长为315 mn;进样最:20 pL;流速: l.OmL/min;流动相:0. 075 mol/L磷酸二氢钾溶液:乙 腈=96 : 4;洗脱方式:等度洗脱。
 
2结果与讨论2.1色谱条件选择由于聚丙烯酰胺分子量较大ft极性较强,在C1S色谱柱 上难以保留,无法进行有效分离检测。有报道191采用250 X4.6mm Did二醇基柱来检测聚丙烯酰胺浓度,检测波长为 200 nm,但在该波长下,对基质较复杂的样品极易产生干扰。 因此。最好能寻找到一种能弓聚闪烯酰胺反应生成稳定荧光 产物的试剂。FMOC-C1和Waters accq-tag衍牛剂作为常用 的氨基酸衍牛。剂u°],能与气基反应生成稳定的荧光产物。 本试验参照SN/T 1923 —一2007标准中草It膦使用 74万方数据FMOC-C1的衍生化条件[11]和Waters公佑酸的accq-tag 衍生化条件[12]对聚丙烯酰胺衍生后进行检测。分别采用 (:,8色谱柱、TSK,G4000PW凝胶色谱柱和YMC-Pack Did 二醇基柱来分离两种衍生剂的衍生产物,结果只有采用 FMOC-C1衍生的产物能通过YMC-Pack Diol二醉基柱来有 效分离。采用 YMC-Pack Diol-300,5 ftm,300X 8_ 0 mm I. D 色谱柱,试验同时比较了用〇,〇。 〇5,〇。 075,0. 1,0. 15 mol/L 磷酸二氢钾溶液为流动相的分离效果并调节与乙腈的比例, 最终确定以〇, 075 mol/L磷酸二氢钾溶液|乙腈=96 I 4为 流动相,流速为1. 〇 mL/min,柱温为30 t,在该条件下聚丙 烯酰胺衍生产物与杂质能有效分离并具有良好的灵敏度。 采用Wat?S2475荧光检测器扫描后发现在激发波长 268 nm、发射波长315 rnn处,聚丙烯酰胺衍生产物具有最 大响应值(见图1,图2)。水、聚丙烯酸钠和聚丙烯酸钠添加 聚丙烯酰胺的衍生物分离谱图见图3。
 
图2聚丙烯酰胺标准品液相色谱图 Figure 2 HPLC chromatogram of standard sample for polyacryiamide( PAM)
 
2.2前处理条件选择2.2.1提取方法聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺均易溶于水, 由于分子量较大,在水中的分散速度均较慢。试验表明经放As、善 A^E^ge-o5-置过夜后聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺水溶液均成为均匀的、几 近透明的粘稠液体。为了加快聚内烯酰胺的溶出,采用先超 声振荡30 min再放置过夜分散的提取方法。由于聚丙烯酸 纳和聚丙烯酰胺溶液在浓度较大时成为非常粘稠的液体,无 法用滤膜过滤,直接进样会造成色谱柱堵塞,因此,将样品取 样量定为 〇。200~0.500 g。
 
5.0010.0015.00 20.0025.0030.00保留时间 Retention time/min(a) HjO50.00-积为纵坐标,浓度为横坐标做标准工作曲线,得到聚丙烯故 胺的线性方程为A = 24 900. C+76.8,r = 0.999 89。检出 限以信噪比S/N为3时对应的目标物浓度确定,当取样量为0.2 g时,该方法对面粉增筋剂中聚丙烯酰胺的检测限为 0? 2 g/kg。
 
>50.00SiI 050.00图4聚丙烯酰胺衍生反应液净化前后液相色谱图比较 Figure 4 HPLC chromatogram of derivatization reaction solutions of PAM2.4回收率和精密度试验取空白增筋剂聚丙烯酸钠样品进行标准添加试验,每个 添加tt做6个平行试验,试验结果见表1。
 
图3纯水、聚丙烯酸钠空白样品和聚丙烯 酰胺空白加标液相色谱图 Figure 3 HPLC chromatogram of H20 (a),PAANa sample(b) and spiked sample of PAANa with PAM (c)
 
2.2.2衍生化时间和衍生产物稳定性本试验研究了衍生 时间的选择,发现衍生10,30 min和24 h所得聚丙烯酰胺峰 髙均相同,因此确定衍生时间为10 min,衍生产物稳定时间 在24 h以上。
 
2.2.3净化方法FM0C-C1作为柱前衍生化试剂具有一 个明显的缺点就是在水溶液中过量的FM0C-C1水解成 FMOC-OH和二酰化产物,对检测构成很大的干扰。本 试验研究发现,采用二氯甲烷萃取的方法一次就能有效降低 过量衍生剂的干扰(见图4)。
 
2.2.4抗干扰能力为检验该方法的抗干扰能力,对增筋 剂中常用的偶氮甲酰胺、活性磷酸盐、变性淀粉、黄原胶等添 加剂依照该方法条件进行试验,发现上述添加剂均不影响聚 丙烯酰胺的检测。
 
2.3标准曲线绘制与检测限配制4. 28?428 pg/mL的聚丙烯酰胺标准溶液,以峰面表1空白增筋剂样品的加标回收率和精密度Table 1 The recovery and precision in the flour gluten fortifier (PAANa) sample (? = 6)
 
添加浓度/(g ? kg-1)实测浓度/ (g ? kg_1)回收率/%相对标准偏差/%2. 141.8385.54.710. 709. 4087.93.842. 8038. 9090.93. 12.5实际样品检测采用该方法抽取面制品加工企业共计20份添加剂样品 进行r检测,共检出了 3份含聚丙烯酰胺的样品,含最在 42%~85% 之间 ?
 
3结论通过荧光衍生剂氯甲酸芴甲酯(FMOC-C1)柱前衍生,高 效液相色谱荧光检测器检测,建立了曲粉增筋剂聚丙烯酸钠 中聚内烯酰胺含量的测定方法。该方法操作简单、抗干扰能 力强、灵敏度高,可有效满足检验部门、食品卫生质M检验部 门对面粉增筋剂聚内烯酸钠中聚丙烯酰胺的快速检测,为严 格食品添加剂质量监管,保障人民健康提供了必要的技术 支持。(下转第119页)
 
2.3产品质置指标2.3.1感官指标产品呈淡黄色;具有发酵乳的乳香、南瓜苹果的果香、以 及略微的酒香,酸甜适a、质地细腻、柔和爽口,无异味;均匀 细腻,无分层,无凝块。
 
2.3.2理化指标蛋白质含量>1.0%;腊肪含量>1.0%;酸度多70°T;酒 精度为0.6%。
 
2.3.3微生物指标细菌总数<100 CFU/mL;大肠菌群<3 MPN/100 mL; 致病菌未检出。
 
2.3.4保质期4 X:冰箱保存21 d。
 
3结论(1)最优复合果蔬汁发酵条件为:南瓜:苹果=1 : 3, 接种量8% ,发酵天数3 d,糖度为8 Brix,(2)复合型乳酸菌饮料的最佳配方为:酸奶32.0%、复 合发酵果汁8.0%、蔗糖10.0%、复合酸(柠橡酸:苹果酸| Vc = 8 : 1 > 0. 5)0.14% ,复合稳定剂(CMC:黄原胶=2 ■ 1) 0.30%。产品呈淡黄色,口感细腻、润滑,并具南瓜苹果香、 酒香及奶香等多种特殊香味。
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