用分光光度法测米面制品中的甲醛

引言

甲醛是一种原生质毒物，甲醛对人体的皮肤和粘膜具有刺激作用，进入人体后，易对人的中枢神经系统及视网膜造成危害。近年来有些不法厂商为了赚取高额利润，用甲醛做增白剂，在食品加工中添加甲醛致使一些食品如面粉、米粉、粉丝、面食品及豆制品等色泽变白、韧性增加，甚至使之不易腐败变质。但甲醛破坏了食品中的营养成分引起过敏、肠道刺激、食物中毒等疾病，有的甚至具有致癌作用。目前，我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。因此建立快速、准确、灵敏度高的检测方法已成当务之急。已报道的测定方法主要是分光光度法、离子色谱法、化学发光法和高效液相色谱法等。但各种甲醛的检测方法都有着自身的优点与缺点，并且随着科学技术的不断发展，新型灵敏度高、反应速度快的检测方法层出不穷。但通过综合对比，分光光度法作为一种经典的方法，由于仪器设备简单操作方便，并且不受外界因素的影响而得到广泛应用。因此本文具体的研究用乙酰丙酮分光光度法测定米面制品中微量甲醛的实验。并分析了分光光度法测定甲醛会产生影响的几个主要操作条件，通过多次试验来探索该实验的最佳条件，以便在得到准确结果的基础上，为该实验提供一个标准的实验方法。

第一章甲醛的健康效应

1.1 甲醛的理化特性

甲醛(HCHO，分子量30.03)无色可燃气体、有特殊的刺激气味。容易发生聚合反应形成多聚甲醛易溶于水、醇和醚。水溶液的浓度最高可达55%。通常是40%的水溶液，俗称“福尔马林”。由于来源广泛和大量应用，甲醛普遍存在于空气、水、土壤、生物体内以及室内环境中。

1.2 甲醛的来源

米面食品中残留甲醛含量的来源主要来自以下几个方面：

（1）米面中的天然本底值，经权威机构测定米制品本底甲醛含量在2.9～5.2mg/kg左右，这些甲醛可能与食品、原料被周围的环境污染或生物体自身的代谢有关。

（2）食品加工过程中产生如葡萄糖、蔗糖、果糖在热酸条件下均可能产生甲醛，还有食品中的脂肪在储存、加工过程中也会氧化分解生成部分醛类化合物。

（3）食品的包装材料或内壁涂料中甲醛的溶出、迁移所导致。

（4）不法生产商、消费者的非法添加这也是导致米制品中甲醛含量最主要的原因。

1.3 甲醛对人体的危害

甲醛是一种原生质毒物，可凝固蛋白质，对人体中枢神经系统及视网膜有刺激作用，对人的神经、肺、肝脏均可产生损害，并具有潜在的致癌性。高浓度急性中毒导致结膜炎、鼻炎、咽喉炎，长期接触甲醛还会引起慢性中毒，出现食欲不振、头痛、软弱无力、失眠等。有研究显示甲醛除了对人的免疫系统、生殖系统有影响之外，对人体的脂质过氧化方面也有影响，它能降低SOD(超氧化物歧化酶)的活性，使机体产生氧化应激状态和脂质过氧化，从而引起组织细胞的损伤。同时低浓度的甲醛对接触者的短时记忆力、注意力(数字跨度、视觉保留)、视感知、感知运动速度(数字译码、简单反应时)、手运动速度准确度(手工敏捷度、目标追踪)等神经行为功能有一定程度的影响。

1.4 甲醛的几种常用检测方法

目前国家还没有制定检测米面食品中残留甲醛的标准方法，过去主要是分光光度法、滴定法、高效液相色谱法等。随着各种技术的应用和人们对甲醛污染的重视,一些灵敏度高、速度快的气相色谱法、流动注射法、催化动力学法、极谱法、试剂盒法、仪器法等就迎运而生得到了应用。

1.4.1滴定法(碘量法)

滴定法的原理是甲醛与过量碘反应，未反应完的碘再以硫代硫酸钠标准液标定；或甲醛与次碘酸钠作用，剩余的次碘酸钠在酸性条件下析出定量的碘，用硫代硫酸钠标准液滴定析出的碘，从而根据硫代硫酸钠的消耗量计算出甲醛的含量。滴定法特点：测定简单、快速，但只能用于测定较高浓度的样品(100mg/L)。

1.4.2示波极谱法

示波极谱法是电化学的一种方法，原理是在70℃的HAc-NH₄Ac缓冲溶液中，甲醛、氨和乙酰丙酮反应生成二乙酰基二氢卢剔啶，在滴汞电极上还原产生-0.96V不可逆还原波。甲醛浓度在0.020～10ug/mL范围内与极谱峰高呈良好的线性关系，检测限为0.02ug/mL该法具有设备简单、分析速度快(8s测定一次)、准确度高、灵敏度高及重现性好的特点。缺点是只适合于测定室内空气中微量甲醛。

1.4.3高效液相色谱法（HPLC）

高效液相色谱法是色谱法中的一种，其原理是甲醛与2,4-二硝基苯肼(DNPH)反应生成腙，衍生化产物醛腙用有机溶剂萃取富集后，在一定温度下蒸发、浓缩，再以甲醇或乙腈溶解或稀释，最后进行色谱测定。Robert J. Kieberii等采用四氯化碳萃取，乙腈稀释，DNPH分离后，UV308nm检测，方法的检测限为0.3ug/L(10nM)，且其它脂肪醛不干扰测定。DNPH法优点是检测限很低；缺点是有其它醛、酮存在，也与DNPH反应，将导致分析时间延长及要求流动相梯度。

1.4.4荧光法

荧光法分为荧光光度法和催化荧光动力学分析方法。前者是利用甲醛与柠檬酸铵、乙酰丙酮在室温、PH=5.5～6.5下反应的原理，用荧光光度计来测定甲醛；该法特点：抗干扰能力强，大量甲醇、乙醇、苯酚、丙酮、苯、Na⁺、Zn²⁺、Cl^- 等对实验无影响。后者是利用在硫酸介质中，甲醛能催化溴酸钾氧化甲酚兰(BCB)，使其荧光淬灭的原理来测定，其特点也是抗干扰能力强。尤其是用于室内空气环境中痕量甲醛的分析监测，其优点更为突出。

1.4.5分光光度法

分光光度法是甲醛测定中应用最为广泛的一种方法。它包括以下几种方法：乙酰丙酮法、AM₂HT(4-氨基-3-联氨-5 -巯基-1,2,4-三唑)法、盐酸苯肼法、蛋白胨法、酚试剂法、三元络合间接法、CTMAB (溴化十六烷基三甲铵)法、变色酸法等。分光光度法测甲醛的基本原理都是利用甲醛与某种试剂反应，生成在一定波长下具有最大吸收性的且符合朗伯—比尔定律的特定物质，而后依据吸光度计算甲醛的含量。

1.4.6其它方法

测定甲醛的方法还有试剂盒法、甲醛专门测定仪法、氨气酶电极法、催化动力学光度法、过氧化氢氧化酸碱滴定法、离子色谱法、气相色谱—质谱法、毛细管电泳法等。

综上所述，各种甲醛的检测方法都有着自身的优点与缺点，并且随着科学技术的不断发展，新型灵敏度高、反应速度快的检测方法层出不穷，但分光光度法作为一种经典的方法，不仅不受外界(经济条件, 人员水平等) 因素的限制，而且由于仪器设备简单、操作方便、灵敏度高、线性关系好而得到广泛应用。因此对检测食品的安全起着重要作用。

第二章 分光光度法的技术与应用

2.1 分光光度计的结构

一般地分光光度计主要由光源系统、单色器系统、样品室、检测系统组成。光源发出的复合光通过单色器被分解成单色光，当单色光通过样品室时，一部分被样品吸收，其余未被吸收的光到达检测器被转变为电信号，经电子电路的放大和数据处理后通过显示系统给出测量结果。

2.2 分光光度法的原理

物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同。因此每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔定律。即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比其数学表示式如下：

A = abc (1)

式中：A —吸光度；a —摩尔吸光系数；b —吸收介质的厚度；c —吸光物质的浓度。

2.3 分光光度法的主要应用

2.3.1检定物质

根据吸收光谱图上的一些特征吸收，特别是最大吸收波长λ_max和摩尔吸收系数ε，是检定物质的常用物理参数。

2.3.2比较最大吸收波长吸收系数的一致性

由于紫外吸收光谱只含有2～3个较宽的吸收带，而紫外光谱主要是分子内的发色团在紫外区产生的吸收，与分子和其它部分关系不大。具有相同发色团的不同分子结构在较大分子中不影响发色团的紫外吸收光谱不同的分子结构有可能有相同的紫外吸收光谱但它们的吸收系数是有差别的。如果分析样品和标准样品的吸收波长相同吸收系数也相同则可认分析样品与标准样品为同一物质。

2.3.3纯度检验

紫外吸收光谱能测定化合物中含有微量的具有紫外吸收的杂质。如果化合物的紫外可见光区没有明显的吸收峰而它的杂质在紫外区内有较强的吸收峰就可以检测出化合物中的杂质。为分析样品与标准样品为同一物质。

2.3.4氢键强度的测定

不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同，这可以利用紫外光谱来判断化合物在不同溶剂中氢键强度，以确定选择哪一种溶剂。

2.3.5络合物组成及稳定常数的测定

金属离子常与有机物形成络合物，多数络合物在紫外可见区是有吸收的，我们可以利用分光光度法来研究其组成。

第三章实验部分

3.1 实验原理

米面制品经处理后，在蒸馏的作用下，产生甲醛，而甲醛溶于水，甲醛易与乙酰丙酮(2,4一戊二酮)反应生成黄色化合物3,5-二乙酰基-1,4-二氢卢剔啶。该有色化合物在波长420nm处有最大吸收，然后用分光光度计测该波长处的吸光度，根据标准曲线法定量计算出食品样品中甲醛的含量。

3.2 实验的仪器及试剂

3.2.1仪器

752型紫外可见分光光度计，蒸馏装置，250mL、500mL容量瓶，25mL比色管，温度计，烧杯，滴定管，天平装置，玻璃棒等。

3.2.2试剂

表1 试剂的配制过程和生产厂家

所需试剂	配制过程	生产厂家
乙酰丙酮溶液	在100mL蒸馏水中加入乙酰胺25g、冰醋酸3mL、乙酰丙酮0.4mL，搅拌、冷却。	乙酰胺(化学纯，博山试剂厂) 冰醋酸(化学纯，莱阳化工实验厂)
0.1mol/L碘溶液	称取1.3g碘单质和3.5g碘化钾固体溶于100mL蒸馏水中，摇匀放于棕色瓶中。	碘(分析纯，天津市标准科技有限公司)，碘化钾(分析纯)
1mol/L氢氧化钠溶液	称取40gNaoH固体溶于100mL蒸馏水中，搅拌摇均，放置。	氢氧化钠(分析纯，含量≥96.0%，莱阳经济技术开发区精细化工厂)
硫酸(1+35)	量取2mL浓硫酸（98%）加入到70mL蒸馏水中，放置。	浓硫酸（分析纯，纯度≥98%，莱阳化工实验厂)
盐酸(1+1)	量取10mL浓盐酸（37%）加入到10mL蒸馏水中，放置。	浓盐酸（分析纯，纯度≥37%，莱阳化工实验厂）
0.1mol/L硫代硫酸钠溶液	用天平称取24.8gNa₂S₂O_3·5H₂O加入到100mL水中，搅拌摇匀放置，然后用重铬酸钾标定。	Na₂S₂O₃（化学纯，纯度≥99.0%,莱阳市康德化工有限公司）
5%淀粉试剂	将淀粉5g用少许冷水调成糊状，倒入100ml沸水中调匀，煮沸，现用现配。	淀粉(分析纯, 莱阳经济技术开发区精细化工厂)

3.3 实验步骤

3.3.1甲醛标准溶液的配制与标定

吸取甲醛(37%～40%)水溶液10mL于500mL容量瓶中，加入0.5mL硫酸(1+35)，加水稀释至刻度，混匀。吸取此液5mL置于碘量瓶中，加人0.1mol/L碘标准溶液40mL、15mL，1mol/L氢氧化钠溶液，摇匀。放置5min分钟，加人盐酸(1+1)酸化，再放置5～10分钟，加人100mL水，摇匀。用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液标准溶液滴定至草黄色，加人1mL淀粉(5%)指示液继续滴定至蓝色消失为终点，同时做试剂空白实验。

甲醛标准使用液：将标定后的甲醛标准溶液用水稀释100倍至10ug/L左右，备用。

3.3.2标准曲线的制作

吸取甲醛标准使用液0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5、3.5mL，分别置于25mL具塞比色管中。并在具塞比色管中各加入10mL蒸馏水，然后加人乙酰丙酮溶液1mL，摇匀。置于60℃沸水浴中沸腾3分钟，取出放置冷却后，用1cm比色杯，以零管调节零点，于波长420nm处测吸光度，绘制标准曲线。

3.3.3样品的测定

准确称取米线试样5.00 g，用水150mL将其浸泡，再捣碎。然后置于250mL蒸馏烧瓶中，摇匀。装好蒸馏装置蒸馏，蒸至75mL馏出液时，加水75mL，继续蒸馏至馏出液为150mL，停止蒸馏。将馏出液转移到250mL容量瓶中，用水稀至刻度。按上述方法测定其吸光度，然后从标准曲线上读出试样中甲醛浓度。最终得出米线中甲醛的含量。

根据本文中3.3.2标准曲线的制作过程中，用分光光度计测得在不同体积甲醛标准溶液下的吸光度然后由3.3.3中的制作方法可得，量取5mL的样品蒸馏溶液置于25mL的具塞比色管中。并在具塞比色管中各加入10mL蒸馏水，然后加人乙酰丙酮溶液1mL，摇匀。置于60℃沸水浴中沸腾3分钟，取出放置冷却后，用1cm比色杯，以零管调节零点，于波长420nm处测得吸光度为0.198。然后由图5标准曲线可得甲醛标准溶液用量为0.45mL，所以样品5mL中含有甲醛的含量为4.5 ug，250mL样品溶液中共含有甲醛225 ug，即5g米线中含甲醛0.225mg，根据国家卫生安全局规定，食品中甲醛的含量不大于0.06g/kg，故符合安全要求。

结论

本文具体的探讨了过量氨的作用下，用乙酰丙酮分光光度法测定米面制品中中微量甲醛的可行性。并分析了分光光度法测定甲醛会产生影响的几个主要操作条件，通过多次实验来探索该实验的最佳条件，为执行该标准提供了一个较严谨、较准确的补充方法。

通过以上实验证明，用乙酰丙酮分光光度法测定相对于其他检测方法更具有线性关系好、步骤简单、操作简便、速度快、所用试剂种类少、灵敏度高、置信度95 %等特点。其准确度完全能满足控制分析的要求，因此此方法对食品安全的鉴定起着重要的作用。

同时通过多次实验来探索该实验的条件中，可以得出甲醛标准溶液、纳氏试剂、显色时间、酸碱度、放置时间、取样和储条件等都会对甲醛的检验结果都会产生影响，所以在实际的检测食品甲醛的含量时，应根据具体的情况，采取最佳的实验条件，才能更准确的得到实验的结果，切实保证人体健康的安全。

近年来，随着改革开放的不断深入，人类对食品、健康意识的不断加深，食品的安全必定会越来越引起人们的重视，因此食品中甲醛测定方法的研究会必会进一步发展。根据目前检测食品中残余甲醛的各种方法的进展情况以及检测残留甲醛的严峻性、紧迫性，建立一种或几种能克服上述各种检测方法的缺点，切又能实现迅速、简便、精确、费用低、在线检测的技术势在必行。

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2012/12/30 9:26:52 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

原创？乙酰丙酮测食品中的甲醛很普遍吧？

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2012/12/30 9:39:02 Last edit by chrisneil

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2012/12/30 11:38:09 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

“我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。”
这大概就是楼主立题的依据了

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2012/12/30 17:04:17 马扎管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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“我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。”
这大概就是楼主立题的依据了

但是检从网上查到的信息来看，食品中的甲醛含量，乙酰丙酮显色的光度法测定早就有了啊，真的是有很多这方面的文章。

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2012/12/30 18:00:21 地毯管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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“我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。”
这大概就是楼主立题的依据了

但是检从网上查到的信息来看，食品中的甲醛含量，乙酰丙酮显色的光度法测定早就有了啊，真的是有很多这方面的文章。

简单查了一下，食品中的米、面甲醛检测好像是不多呀，查出来的主要是“甲醛次硫酸氢钠”方面，这是俗称“吊白块”的东东，主要起漂白作用，并不是甲醛。甲醛主要偷偷添加在蛋白质含量较多的水产品中，是起减少腐败、提高“弹性”增进嚼劲用的；米面中好像还没怎么听说添加甲醛，加进去应该也是为了提高溶胀而不溶解性能吧。

也许楼主觉得米面食品质量监测项目中还没有将甲醛列进常规测试，因此方法上还有值得试试看吧

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2012/12/30 23:04:28 地板管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

方法本身是成熟的，但用于米面制品中的还没有

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2012/12/31 9:49:26 6楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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“我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。”
这大概就是楼主立题的依据了

但是检从网上查到的信息来看，食品中的甲醛含量，乙酰丙酮显色的光度法测定早就有了啊，真的是有很多这方面的文章。

简单查了一下，食品中的米、面甲醛检测好像是不多呀，查出来的主要是“甲醛次硫酸氢钠”方面，这是俗称“吊白块”的东东，主要起漂白作用，并不是甲醛。甲醛主要偷偷添加在蛋白质含量较多的水产品中，是起减少腐败、提高“弹性”增进嚼劲用的；米面中好像还没怎么听说添加甲醛，加进去应该也是为了提高溶胀而不溶解性能吧。

也许楼主觉得米面食品质量监测项目中还没有将甲醛列进常规测试，因此方法上还有值得试试看吧

米面中测甲醛，就是测上面说的这个“吊白块”，这就是LZ说的一些JS用来给米面食品增白的。这个东西会分离出甲醛，

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2012/12/31 9:53:48 7楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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方法本身是成熟的，但用于米面制品中的还没有

我查了下，因为米面食品中主要是因为添加“吊白块”增白导致分离出甲醛，所以现行的分光光度法是用酸性溶液加热样品使甲醛游离，再用乙酰丙酮显色测定。楼主这个似乎差不多？

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2012/12/31 10:12:17 Last edit by chrisneil

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2012/12/31 10:07:31 8楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

对于吊白块的检测，国标有“GB/T 21126-2007 小麦粉与大米粉及其制品中甲醛次硫酸氢钠含量的测定”——只不过是液相法。

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2012/12/31 10:14:09 Last edit by chrisneil

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2012/12/31 10:13:46 9楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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“我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。”
这大概就是楼主立题的依据了

但是检从网上查到的信息来看，食品中的甲醛含量，乙酰丙酮显色的光度法测定早就有了啊，真的是有很多这方面的文章。

简单查了一下，食品中的米、面甲醛检测好像是不多呀，查出来的主要是“甲醛次硫酸氢钠”方面，这是俗称“吊白块”的东东，主要起漂白作用，并不是甲醛。甲醛主要偷偷添加在蛋白质含量较多的水产品中，是起减少腐败、提高“弹性”增进嚼劲用的；米面中好像还没怎么听说添加甲醛，加进去应该也是为了提高溶胀而不溶解性能吧。

也许楼主觉得米面食品质量监测项目中还没有将甲醛列进常规测试，因此方法上还有值得试试看吧

米面中测甲醛，就是测上面说的这个“吊白块”，这就是LZ说的一些JS用来给米面食品增白的。这个东西会分离出甲醛，

哦，是这么回事啊，怪不得你说已经有很多了。楼主的这篇文章并没有交代这个背景啊。

不过米面类淀粉食品增白，好像前一阵子有争议说可以用过氧化苯甲酰，不知道为什么还要用吊白块。

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“我国现有的食品卫生理化检验标准仅对食品包装材料、容器涂料释放或溶出的甲醛限量做出规定，包括米面在内的食品尚无甲醛检测项目。”
这大概就是楼主立题的依据了

但是检从网上查到的信息来看，食品中的甲醛含量，乙酰丙酮显色的光度法测定早就有了啊，真的是有很多这方面的文章。

简单查了一下，食品中的米、面甲醛检测好像是不多呀，查出来的主要是“甲醛次硫酸氢钠”方面，这是俗称“吊白块”的东东，主要起漂白作用，并不是甲醛。甲醛主要偷偷添加在蛋白质含量较多的水产品中，是起减少腐败、提高“弹性”增进嚼劲用的；米面中好像还没怎么听说添加甲醛，加进去应该也是为了提高溶胀而不溶解性能吧。

也许楼主觉得米面食品质量监测项目中还没有将甲醛列进常规测试，因此方法上还有值得试试看吧

米面中测甲醛，就是测上面说的这个“吊白块”，这就是LZ说的一些JS用来给米面食品增白的。这个东西会分离出甲醛，

哦，是这么回事啊，怪不得你说已经有很多了。楼主的这篇文章并没有交代这个背景啊。

不过米面类淀粉食品增白，好像前一阵子有争议说可以用过氧化苯甲酰，不知道为什么还要用吊白块。