丙酸鹽是一種國內(nèi)外普遍使用的食品、飼料防霉保鮮劑,其毒性遠低于苯甲酸鈉,又較山梨酸鉀便宜得多,同時也是人體代謝的中間產(chǎn)物,因此成為食品中應(yīng)用較多的添加劑?!妒称钒踩珖覙藴?食品添加劑使用標準》(GB 2760—2014)規(guī)定,豆類制品中丙酸(以丙酸計)最大使用量限值為2.5g/kg。
之前,美國哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的一項研究顯示,丙酸鹽可能是一種“代謝干擾物”,會增加人類患糖尿病和肥胖癥的風(fēng)險,過量攝入可能對人體健康造成不良影響。所以,丙酸鹽含量是各級市場監(jiān)管部門在食品抽檢中需要重點監(jiān)控的項目之一。
在檢測各類食品中的丙酸鹽項目時,豆類制品的檢測數(shù)據(jù)多有異常,同一樣品在不同時間進行多次檢測,有時數(shù)據(jù)超出丙酸鹽的添加限值,有時則未檢出。根據(jù)稱樣、實驗前處理的間隔差異與數(shù)據(jù)呈現(xiàn)規(guī)律猜測,豆類制品樣品勻質(zhì)稱樣后常溫放置會自行發(fā)酵產(chǎn)生丙酸,且其產(chǎn)量與放置(發(fā)酵)時間有關(guān)。由于丙酸可天然存在于多種動物、植物及發(fā)酵食品中,食物中的丙酸除了人為添加,還可能來自食品原料本身,由微生物發(fā)酵代謝生成。因此,研究人員有必要確定發(fā)酵豆制品中丙酸自然產(chǎn)生的本底含量,避免與國家標準沖突,造成誤判。本研究以豆類制品“百葉”為對象,分析了豆類制品發(fā)酵對丙酸鹽含量的影響。
1. 材料與方法
1.1 材料與試劑
丙酸標準品(CAS No.79-09-4,純度99%),AccuStandard品牌;硫酸(GR級),國藥集團化學(xué)試劑有限公司;甲醇(HPLC級),迪馬科技有限公司;正己烷(HPLC級),迪馬科技有限公司;50%硫酸溶液:取100mL硫酸緩慢倒入盛有100mL水的250mL容量燒杯中,攪拌混勻,冷卻備用;實驗用水均為一級水,符合GB/T 6682—2008要求。
1.2 儀器與設(shè)備
Agilent7890氣相色譜儀配FID檢測器,安捷倫科技(中國)有限公司;ME204E分析天平,梅特勒-托利多儀器上海有限公司;Milli-Q型超純水儀,密里博(中國)有限公司;100μL、1000μL、5mL移液槍,德國Eppendorf公司;其他為實驗室常用儀器設(shè)備。
1.3 方法
1.3.1 標準儲備液配制(50mg/mL)。準確稱取(0.5000±0.0500)g丙酸,用超純水溶解,并定容至10.0mL,該溶液的標稱濃度為50g/L(實際濃度以稱量結(jié)果計算為準)。
1.3.2 標準曲線溶液的配制。按表1配制5種標準曲線溶液。
1.3.3 標準曲線檢查點的配制。重復(fù)1.3.1和1.3.2中的操作,另配一套標準曲線檢查點。
1.3.4 樣品處理。把百葉放入料理機進行勻質(zhì)處理,稱?。?.0000±0.1000)g樣品于15mL離心管中,先加入5.0mL甲醇,再緩慢加入1.0mL超純水和1.0mL 50%硫酸溶液。
1.3.5 衍生。將離心管瓶口旋緊,搖勻,50℃水浴1.5h,冷卻后加入3mL正己烷,搖勻,靜置分層(如果靜置分層不明顯,可放至離心機中離心分層),取上清液于進樣小瓶中,待上機分析。
1.3.6 標準工作液、標準曲線檢查點處理。準確吸取不同濃度的標準工作液各1.0mL、標準曲線檢查點1.0mL,分別置于15mL離心管中,先加入5.0mL甲醇,再緩慢加入1.0mL 50%硫酸溶液,按照1.3.5的衍生步驟操作。標準工作液理論含量為100、500、1000、1500、2500μg,標準曲線檢查點的理論含量為1000μg(實際濃度以稱量結(jié)果計算為準)。
1.3.7 儀器分析參數(shù)及丙酸色譜圖。用氣相色譜(GC)進行檢測時,具體的儀器參數(shù)如表2所示,同時繪制出丙酸色譜圖,如圖1所示。
2. 結(jié)果與分析
實驗1:將豆類制品百葉用料理機進行勻質(zhì)處理后,同時稱量多個樣品并全部放置在冷凍冷庫(-18±4)℃中保存,每天拿出2個平行樣品置于實驗室常溫條件下(實驗時間在7月,實驗室溫度在25℃—30℃),放置(發(fā)酵)相應(yīng)天數(shù)后同時進行實驗前處理后上機分析,觀察丙酸含量與常溫放置(發(fā)酵)天數(shù)的關(guān)系,相關(guān)數(shù)據(jù)見表3及圖2。
根據(jù)實驗1數(shù)據(jù)可知,百葉的丙酸含量確實與放置(發(fā)酵)時間有關(guān),隨著放置時間的增長而增加,到一定天數(shù)后趨于平穩(wěn)(可能與抑制性代謝產(chǎn)物積累和樣品含量有關(guān))。
實驗2:鑒于豆類制品中丙酸的產(chǎn)生可能與微生物發(fā)酵有關(guān),許多細菌代謝都能產(chǎn)生丙酸,丙酸主要由丙酸桿菌發(fā)酵產(chǎn)生,而丙酸桿菌是一種革蘭氏陽性細菌,該菌在中性pH環(huán)境和30℃—37℃溫度條件下適合生長。所以,實驗2以放置(發(fā)酵)溫度為切入點,探究低溫條件下豆類制品中丙酸含量與放置(發(fā)酵)天數(shù)的關(guān)系。
將豆類制品百葉用料理機進行勻質(zhì)處理后,再將制備好的待測樣品全部放置在冷藏冷庫(0℃—8℃)中保存,每天拿出2個平行樣放置在冷凍冷庫(-18±4)℃中保存,待放置(發(fā)酵)相應(yīng)天數(shù)后同時進行實驗前處理后上機分析,觀察丙酸含量和冷藏放置(發(fā)酵)天數(shù)的關(guān)系,相關(guān)數(shù)據(jù)見表4。
根據(jù)實驗2的數(shù)據(jù)可知,百葉勻質(zhì)處理后在冷藏冷庫(0℃—8℃)中放置保存,隨著放置時間延長,丙酸含量增長較為緩慢。
3. 結(jié)論與討論
丙酸鹽作為一種食品防腐劑,是食品抽檢的重點監(jiān)測項目。在抽檢中發(fā)現(xiàn),豆類制品中的丙酸鹽(以丙酸計)項目經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準確的異常狀況。本研究選擇一種豆類制品百葉作為實驗主體開展了兩個實驗:一個實驗研究丙酸含量和常溫放置(發(fā)酵)天數(shù)的關(guān)系,另一個實驗研究丙酸含量和冷藏放置(發(fā)酵)天數(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明,豆類制品的丙酸含量在常溫情況下會隨放置(發(fā)酵)天數(shù)的增長而增加,而在冷藏(0℃—8℃)情況下增加緩慢。鑒于以上結(jié)果,為避免誤判,監(jiān)管部門應(yīng)將抽檢樣品放置在冷藏(0℃—8℃)甚至冷凍(-18±4)℃環(huán)境,實驗室的樣品制備、稱量和實驗前處理等環(huán)節(jié)都應(yīng)該快速且及時完成,以便得到更為精準的檢測結(jié)果。
作者簡介:李亞勇(1990—),男,漢族,江蘇南通人,工程師,大學(xué)本科,研究方向為食品樣品的制備處理與檢測。