幾種休閑食品中二氧化鈦含量的測(cè)定

馬嫄，劉平，車振明

（西華大學(xué)生物工程學(xué)院，四川成都610039）

二氧化鈦，又稱鈦白，無(wú)臭、無(wú)味，是一種白色粉末。它的化學(xué)式為TiO2，分子量為79.9。由于TiO2不溶于水、鹽酸、稀硫酸和有機(jī)溶劑，所以它幾乎不與食品成分發(fā)生反應(yīng)，可作為著色劑和食品增白劑應(yīng)用在肉制品、魚(yú)糜制品、糖果、焙烤食品、奶酪、糖衣、調(diào)味料和食品補(bǔ)充劑當(dāng)中[1]。目前測(cè)定食品中TiO2含量的方法有可見(jiàn)-近紅外光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、滴定法和比色法，由于可見(jiàn)-近紅外光譜儀和電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀設(shè)備要求高，該方法難以大范圍地推廣應(yīng)用；滴定法測(cè)得結(jié)果不準(zhǔn)確，而且誤差較大；比色法操作簡(jiǎn)單，對(duì)儀器設(shè)備的要求不高，比較適合推廣應(yīng)用[2-7]。本文在對(duì)比研究樣品消解方法的基礎(chǔ)上，采用比色法測(cè)定幾種休閑食品中TiO2的含量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

某品牌米果卷、蝦條、薯片、鍋巴、雪餅，均為市售，購(gòu)自世紀(jì)百盛超市。

混合酸：硝酸+高氯酸（9+1）。取1份高氯酸和9份濃硝酸，混勻。

鹽酸（1+1）：量取100mL濃鹽酸，與100mL水混勻。

鹽酸（1+23）：量取10 mL濃鹽酸，與230 mL水混勻。

2%硫酸（體積分?jǐn)?shù)）：量取2 mL濃硫酸，緩慢加入98 mL水中，混勻。

抗壞血酸溶液（2%）：量取2 g抗壞血酸，用水溶解并稀釋至100 mL，現(xiàn)配現(xiàn)用。

二安替比林甲烷溶液（5%）：稱取5 g二安替比林甲烷，用（1+23）鹽酸溶解并稀釋至100 mL。

TiO2標(biāo)準(zhǔn)貯備液（1 mg/mL）：稱取0.5 g TiO2（經(jīng)150℃干燥3 h）于100 mL凱氏定氮瓶中，加20 mL濃硫酸，5 g硫酸銨，在通風(fēng)櫥中緩慢加熱至TiO2完全溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶并定容至刻度，聚氯乙烯瓶?jī)?chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

鈦標(biāo)準(zhǔn)使用液（10 μg/mL）：準(zhǔn)確吸取1 mL鈦標(biāo)準(zhǔn)貯備液于100 mL容量瓶中，用2%硫酸稀釋至刻度。

以上試劑均為分析純，購(gòu)自成都市科龍化工試劑廠。

1.2 試驗(yàn)儀器

UV-2600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：日本島津公司；MDS-6型微波消解儀：上海新儀微波化學(xué)科技有限公司SINEO；HR-215S型海爾冰箱：青島海爾集團(tuán)；TE412-L型電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；其他均為實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備。

1.3 試驗(yàn)原理[8]

樣品經(jīng)酸消解后，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中鈦與二安替比林甲烷形成黃色絡(luò)合物，于分光光度計(jì)波長(zhǎng)420 nm處測(cè)量其吸光度，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。

加入抗壞血酸消除三價(jià)鐵的干擾。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 樣品的消解[8]

1）微波消解

稱取5 g試樣于微波消解罐內(nèi)，加入2.5 mL濃硝酸和2.5 mL濃硫酸。設(shè)定微波消解的條件。消解結(jié)束后，消解罐自然冷卻至室溫。將消解液轉(zhuǎn)移入50 mL容量瓶，用水少量多次洗滌消解罐，洗液合并于容量瓶中，用水定容至刻度，混勻。按以上步驟進(jìn)行空白試驗(yàn)。

溫控式微波消解程序（升溫程序）：用5 min由室溫升到120℃，于120℃保持3 min，用8 min由120℃升到220℃，于220℃保持20 min不變。

2）濕法消解

稱取5 g試樣于錐形瓶中，放數(shù)粒玻璃珠，加入10 mL混合酸，蓋上表面皿，置于電爐上緩慢消解，至溶液澄清，繼續(xù)加熱至溶液剩余約3 mL，冷卻，加入1 g硫酸銨和5 mL濃硫酸，煮沸至澄清，繼續(xù)煮至高氯酸白煙倍趕盡。取下冷卻，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，備用。按以上步驟進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.4.2 顯色[8]

移取適量定容后的溶液于50 mL容量瓶中，加入5 mL 2%抗壞血酸溶液，再依次加入14 mL（1+1）鹽酸、6 mL 5%二安替比林甲烷溶液，用水稀釋至刻度，放置40 min待測(cè)。

1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

移取 0、0.5、2.5、5、10 mLTiO2標(biāo)準(zhǔn)使用液，分別置于一組50 mL容量瓶中，加入5 mL 2%抗壞血酸溶液，再依次加入14 mL（1+1）鹽酸、6 mL 5%二安替比林甲烷溶液，用水稀釋至刻度，放置40 min待測(cè)。此標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為 0，0.1，0.5，1，2 μg/mL[8]。

圖1 TiO2標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of TiO2

根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制得以濃度范圍為0～2 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.251 7x-0.008，R2=1。

1.4.4 比色

以顯色后的空白溶液為參比，用1 cm比色皿，于波長(zhǎng)420 mm處，用分光光度計(jì)測(cè)量顯色后的標(biāo)準(zhǔn)工作液和試樣溶液的吸光度。

1.4.5 計(jì)算

按照以下公式計(jì)算試樣中TiO2含量：

式中：X 為試樣中 TiO2的含量，（g/kg）；c為由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的顯色后試樣溶液中的鈦的濃度，（μg/mL）；V1為試樣消解后初次定容的體積，mL；50為顯色后試樣溶液定容的體積，mL；m為試樣的質(zhì)量，g；V2為顯色時(shí)試樣溶液的體積，mL；1.668 1為1 g的鈦相當(dāng)于1.668 1 g TiO2；計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品的消解

表1 微波消解Table 1 Microwave digestion

由表1、2可見(jiàn)，按照國(guó)標(biāo)GB/21912-2008微波消解的條件進(jìn)行樣品的前處理，在微波消解完畢后，消解液中殘留有部分未完全溶解的固體，這部分固體可能是未完全溶解的TiO2。在檢測(cè)時(shí)經(jīng)過(guò)過(guò)濾將固體部分留在定量濾紙上，澄清的溶液再進(jìn)行下一步的顯色和測(cè)定。再將過(guò)濾后濾紙進(jìn)行高溫灰化，稱取灰分質(zhì)量，得到樣品的溶解部分的最終重量。在此過(guò)程會(huì)造成較大誤差，因此會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不準(zhǔn)確。而按照濕法消解的前處理方式，它創(chuàng)造了一個(gè)熱濃硫酸的環(huán)境，有利于TiO2的完全溶解。因此用濕法消解進(jìn)行樣品的處理，最后的消解液是澄清透明的，無(wú)需經(jīng)過(guò)過(guò)濾和灰化處理，結(jié)果更為準(zhǔn)確，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的最后TiO2的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微波消解的到結(jié)果。故整個(gè)實(shí)驗(yàn)接下來(lái)選用濕法消解樣品，再測(cè)定其TiO2含量。

表2 濕法消解Table 2 Wet digestion

2.2 膨化類食品中TiO2含量的測(cè)定

2.2.1 不同品牌同一類型膨化食品中TiO2含量的測(cè)定

表3 同一類型膨化食品中TiO2的含量Table 3 Content of TiO2in the same type puffed food

由表3可知，幾種米果卷產(chǎn)品中2號(hào)樣本的TiO2含量最高，米果卷1和米果卷3的TiO2含量相當(dāng)。GB2760-2011《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定TiO2在膨化類食品中最大使用量為10 g/kg，本次試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，三種米果卷中TiO2含量最高的2號(hào)樣本都未超過(guò)1 g/kg，其他兩種米果卷中的TiO2含量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的TiO2使用量。

2.2.2 同一品牌不同類型膨化食品中TiO2含量的測(cè)定

由表4可知，同一品牌不同類型的膨化食品中，蝦條中TiO2含量為0.40g/kg，蔬菜圈中TiO2含量為1.04 g/kg，薯片中TiO2含量為0.82 g/kg，鍋巴中TiO2含量為1.26 g/kg，雪餅TiO2含量為0.93 g/kg。其中，鍋巴中TiO2含量最高，蝦條中TiO2含量最低，均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用最大量。

表4 不同類型膨化食品中TiO2的含量Table 4 Content of TiO2in the different type puffed food

3 結(jié)論

在選定最佳試驗(yàn)方法的條件下，測(cè)得TiO2標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=0.2517X-0.008，R2=1。不同品牌同一類型膨化食品中TiO2的含量都比較接近，而且都低于1 g/kg。同一品牌不同類型膨化食品中TiO2的含量就差異較大，最高值為1.26 g/kg，最低值卻為0.40 g/kg。總體來(lái)說(shuō)，同一類型和不同類型的膨化食品中TiO2的含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用量。

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