三种食用色素的电化学行为的理论计算与验证
偏最小二乘法_分光光度法同时测定多种食用合成色素
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本文采用 PL S 法结合分光光度法直接测定食 品中的多种合成色素 ,不需分离 ,简单 、快速 ,结果令 人满意 。
作者介绍 :贾 燕 (1978 - ) ,女 ,助教 ,硕士 , 主要研究方向 :营养与食品卫生 。
1 材料和方法
1. 1 仪器和试剂 UV - 260 型紫外可见分光光度计 (日本岛
Simultaneous determination of synthetic foo d colors
by metho d of p artial le a st square s
J IA Y an , et al ( Depart ament of Healt h L aboratory , Faculty of Preventi ve Medici ne , Chongqi ng Medical U ni versity) 【Abstract】Objective : To study t he application of partial least squares ( PL S) in spectrophotometry ,and to simultaneously determine four synt hetic food colors wit h PL S. Methods λ: max for Tartrazine ,sunset yellow ,ponocean 4R and amarant h were 428 ±2nm ,482 ± 2nm ,508 ±2nm ,520 ±2nm respectively ,which revealed significant overlapping of simultaneous determination of mixture of four syn2 t hetic food colors by spectrophotometry ,whit hout any preliminary chemical separation. Results : The mean recoveries and relative stan2 dard deviation ( RSD) for each sample were 100. 6 % ,100. 5 % ,99. 5 % ,101. 1 % and 1. 28 % ,1. 11 % ,1. 01 % ,1. 96 % ,respectively. The actual results of two kinds of samples were also satisfactory. Concl usion : The patial least squares may provide a new approach to determination of t he content from multi - component spectroscpic data whit hout any preliminary chemical separation. 【Key words】Partial least squares( PL S) ;Spectrophotometry ;Synt hetic food colors
食品化学-第九章 食品中的天然色素讲解
第9章食品中的天然色素食品的品质，除了营养价值和卫生要求外，还应该包括食品的色泽和风味。
颜色不仅通过视觉给人以美感，增加食欲，而且在一定程度上反映食品质量的优劣和新鲜程度。
不自然、不均匀、不正常的食品颜色通常被认为是劣质、变质或工艺不良的标志。
因此，在生产食品时，如何采用合理的加工工艺和贮存方法，以保持食品的天然色泽，以及使用食品着色剂改进食品的颜色是一个非常重要的问题。
食品中的天然色素按其来源不同可分为三类：植物色素，如叶绿素、胡萝卜素、花青素等；动物色素，如血红素、胭脂虫红等；微生物色素，如红曲色素、核黄素等。
大多情况下，食品中的天然色素按其化学结构进行分类，如表9–1所示。
表9–1 天然色素分类9.1 色素的发色原理自然光是由不同波长的光组成的，波长在380～770nm之间的电磁波叫可见光，波长小于380nm的紫外区域的光和波长大于770nm的红外区域的光均为不可见光。
在可见光区内，不同波长的光能显示不同的颜色。
颜色是通过色素对自然光中的可见光的选择吸收及反射而产生的。
能够吸收可见光激发而发生电子跃迁的食物成分称为食品色素。
食品原料中天然存在的色素叫食品固有色素，专门用于食品染色的添加剂称为食品着色剂。
食品所显示出的颜色，不是吸收光自身的颜色，而是食品反射光（或透射光）中可见光的颜色。
若光源为自然光，食品吸收光的颜色与反射光的颜色互为补色。
例如，食品呈现紫色，是其吸收绿色光所致，紫色和绿色互为补色。
食品将可见光全部吸收时呈色黑，食品将可见光全部通过时无色。
各种色素都是由发色基团和助色基团组成的。
凡是有机化合物分子在紫外及可见光区域内（200～700nm）有吸收峰的基团都称为发色基团，如—C═C—、—C═O、—CHO、—COOH、—N ═N —、—N ═O 、—NO 2、—C ═S 等。
发色基团吸收光能时，电子就会从能量较低的π轨道或n 轨道（非共用电子轨道）跃迁至π*轨道，然后再从高能轨道以放热的形式回到基态，从而完成了吸光和光能转化。
食品化学 色素总结
叶绿素在食品加工储藏中的变化P297
护绿技术P299
肌肉颜色变化P302
肉制品护色P305
花色苷稳定性的影响因素P311
第九章色素
1.食品色素：把食品中能够吸收或反射可见光进而使食品呈现各种颜色的物质统称为食品色素。
食品着色剂：指经过严格的安全性评估试验并经准许可以用于食品着色的天然色素或人工合成的化学物质。
2.染色：是获得和保持食品理想色泽的另一类常用方法
护色：就是选择具有适当成熟度的原料，力求有效、温和及快速的加工食品，尽量在加工和储藏中保证色素少流失、少接触氧气、避光、避免过强的酸性或碱性条件、避免过度加热、避免与金属设备直接接触和利用适当护色剂处理等，使食品尽可能保持原来的色泽。
3.发色团：在紫外和可见光区（200-800nm）具有吸收峰的基团，也称生色团。
助色团：吸收波段在紫外区，本身不产生颜色，但当与共轭体系或发色团连接时，可使整个分子的吸收波长向长波方向迁移而产生颜色。
4.色淀：是由可溶于水的着色剂沉淀在许可使用的不溶性基质上所制备的一种特殊的着色剂，即在同样条件下不溶于水的着色剂制品。
5.浓缩效应：食品在着色时是潮湿的，当水分蒸发逐渐干燥时，着色剂亦会随着集中于表层，造成所谓的“浓缩影响”，特别在食品和着色剂之间的亲和力低
时更为明显。
试论电化学分析法在保健食品检测中的应用
试论电化学分析法在保健食品检测中的应用电化学分析法是基于电化学原理进行物质分析的一种方法，具有灵敏度高、检测速度快、成本低等优点。
在保健食品检测中，电化学分析法可以用于测定保健食品中的成分含量、污染物、添加剂等信息，帮助监管部门和消费者了解产品的真实情况。
下面将从电化学分析法在保健食品成分检测、污染物检测、添加剂检测等方面进行探讨。
电化学分析法在保健食品成分检测中的应用。
保健食品通常含有多种成分，如维生素、矿物质、蛋白质、脂肪酸等。
电化学分析法可以利用不同的电化学技术，如循环伏安法、方波伏安法、安培法等，来测定保健食品中各种成分的含量和性质。
可以利用安培法测定蛋白质的含量，利用循环伏安法测定维生素的含量。
这些分析方法具有快速、准确的特点，能够为生产企业和监管部门提供有力的数据支持，保障保健食品的质量和安全。
电化学分析法在保健食品污染物检测中的应用。
保健食品作为食品类产品，其安全性一直备受关注。
一些商家为了追求利润或者出于生产过程中的疏忽，可能会在产品中添加或残留有害物质，如重金属、农药残留等。
电化学分析法可以通过金属电极、玻碳电极等进行快速、灵敏的检测，测定保健食品中的污染物含量。
电化学分析法还可以结合其他技术，如色谱-电化学检测法、电化学-质谱联用技术等，对保健食品中的复杂污染物进行准确鉴定和定量分析，为监管部门提供科学依据，保护消费者的健康权益。
电化学分析法在保健食品添加剂检测中的应用。
为了改善产品的口感、延长保质期或者美化产品外观，一些保健食品可能会添加一些色素、增稠剂、防腐剂等添加剂。
而某些添加剂可能存在安全风险，使用过量或者不当的使用可能会对人体健康造成影响。
电化学分析法可以通过对添加剂的电化学行为和特性进行研究，快速、准确地检测保健食品中的添加剂成分和含量。
利用电化学传感器、电化学生物传感器等技术，可以实现对添加剂的在线监测和追踪，为保健食品生产和监管提供技术支持。
电化学分析法在保健食品检测中具有广泛的应用前景。
食品化学课件8色素
食用色素是食品添加剂的一种，主要用 于给食品着色，提升食品的感官品质和
吸引力。
在食品加工中，食用色素发挥着至关重 要的作用，能够增加食品的多样性，满
足不同消费者的需求。
在特定食品中，食用色素还具有一些特 殊的应用价值，例如在糖果、巧克力、 冰淇淋等食品中，通过使用食用色素可
以改善产品的外观和口感。
食用色素的安全性问题和应对措施
食用色素必须符合国家食品安全法规的要求，无毒、无害、无异味，且在规定的使 用范围内使用。
食用色素可以来源于天然或合成，根据其溶解性质可分为水溶性和油溶性两类。
02
食用色素的种类
天然色素
天然色素是从植物、动物或微生 物中提取的，具有天然的色彩和 香味，如叶绿素、胡萝卜素、花
青素等。
天然色素安全性较高，对人体无 害，且具有营养价值和保健功能。
代谢机制研究
了解食用色素在人体内的代谢机制，有助于评估其安全性和潜在的健康风险。未来，代谢 机制的研究将更加深入，为食用色素的安全性评估提供更多依据。
安全性评估标准
随着研究的深入，食用色素的安全性评估标准也将不断完善。未来，将制定更加科学、严 格的安全性评估标准，确保食用色素的安全使用。
06
结论
食用色素的重要性和应用价值
食用色素的安全风险评估
评估食用色素在食品中的实际摄入量与限量标准之间的差异。
分析食用色素在食品加工过程中的稳定性、与其他食品成分的相互作用 以及在人体内的代谢情况。
综合考虑食用色素的安全风险，提出相应的风险管理措施，如加强监管、 标识说明等。
05
食用色素的未来发展
新型食用色素的开发
01 02
新型食用色素
THANKS
实验十二-菠菜色素的提取和分析
实验十二-菠菜色素的提取和分析实验十二-菠菜色素的提取和分析菠菜色素的提取和分离一、实验目的1、通过绿色植物色素的提取，学习天然物质的提取方法；2、通过薄层色谱分析，掌握有机物色谱分析的原理和方法。
二、实验原理 1 菠菜色素的提取绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）等多种天然色素。
叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(C 55H 72O 5N 4Mg)和叶绿素b(C 55H 70O 6N 4Mg)，其差别仅是叶绿素a 中一个甲基被甲酰基所取代从而形成了叶绿素b 。
它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。
植物中叶绿素a 的含量通常是b 的3倍。
尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。
胡萝卜素（C 40H 56）是具有长链结构的共轭多烯。
它有三种异构体，即-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。
在生物体内，β-胡萝卜素受酶催化氧化形成维生素A 。
目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A 使用，也可作为食品工业中的色素。
叶黄素（C 40H 56O 2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。
与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。
N N NNH 3CCHCH 2RCH 2CH 3CH 3H 3COCO 2CH 3CH 2CH 2OO3CH 3CH 3CH 3CH 3Mg叶绿素a （R = CH ）H 3C CH 3RCH 3H 3CRH 3CCH 3CH 3CH 3CH 3CH 3β-胡萝卜素（R = H ）叶黄素（R = OH ）H 3CCH 3CH 3CH 2OHCH 3CH 3维生素A2 薄层色谱原理常用TLC 表示，又称薄层层析，属于固液吸附色谱。
样品在薄层板上的吸附剂（固定相）和溶剂（移动相）之间进行分离。
《食品中色素测定》课件
分光光度法
了解分光光度法的原 理以及如何进行样品 制备、仪器设置和数 据处理。
高效液相色谱 法
掌握高效液相色谱法 的原理以及样品制备、 柱温设置和检测参数 的调整。
薄层色谱法
学习薄层色谱法的原 理以及样品的制备、 色谱板选择和可视化 染色的步骤。
毛细管电泳法
了解毛细管电泳法的 原理以及样品制备、 电泳条件和数据分析 的方法。
2 高效液相色谱法
通过色素溶液在高效液相色谱柱中的分离行 为，获得色素的含量和结构信息。
3 薄层色谱法
利用色素在薄层色谱板上的迁移速度与色素 性质的关系，定性和定量分析色素成分。
4 毛细管电泳法
利用毛细管中的电泳现象，对色素进行分离 和分析。
手段
不同的色素测定方法有不同的原理和操作步骤。通过本节课，我们将学习一些常用色素测定方法的具体手段。
食品中的色素种类
食品中常见的色素种类包括天然色素和合成色素，如类胡萝卜素、胭脂红、亮蓝等。
为什么进行色素测定？
色素测定可以用于保证食品的品质和安全，检测是否超出规定的限量标准。
常用色素测定方法
不同的色素测定方法适用于不同的情况，本节课将介绍几种常用的色素测定方法。
1 分光光度法
利用物质对特定波长的光的吸收特PT 课件
欢迎来到《食品中色素测定》PPT课件。通过本课件，我们将学习食品中色素 的测定方法、原理和应用领域，了解色素在食品行业中的重要性。
概述
色素是什么？食品中的色素有哪些种类？为什么需要进行色素测定？通过本节课，我们将一探这 些问题的答案。
什么是色素？
色素是一种可以赋予物体颜色的化学物质，通过吸收和反射光线产生各种色调。
注意事项
进行色素测定时需要注意一些重要事项，以确保准确性和可靠性。在本节课中，我们将介绍这些注意事项。
电化学法快速测定芹菜总黄酮含量
电化学法快速测定芹菜总黄酮含量赖红伟;毛蔚荻;李婷毓;曹宏梅;舒适;薛梦蝶;李玲;刘宇博;兰月娇;袁园;廉国乾;刘荣兰【摘要】利用差分脉冲伏安法对芹菜总黄酮进行定量分析.选择芦丁纯品作为测定芹菜总黄酮的标准品,以纯玻碳电极为工作电极,首先采用循环伏安法优化测定条件,然后在最佳测定条件下,采用差分脉冲伏安法测定芹菜中总黄酮的含量.试验表明,芹菜总黄酮氧化峰电流与其浓度在2.0×10-6 mol/L～1.3×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达到1.2×10-11 mol/L(S/N=3).【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2018(039)016【总页数】4页(P130-133)【关键词】电化学法;芹菜;总黄酮;循环伏安法;差分脉冲伏安法【作者】赖红伟;毛蔚荻;李婷毓;曹宏梅;舒适;薛梦蝶;李玲;刘宇博;兰月娇;袁园;廉国乾;刘荣兰【作者单位】吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013;吉林医药学院,吉林吉林132013【正文语种】中文芹菜（celery）又名药芹、香芹，分为本芹（旱芹、水芹）、西芹两种，属伞形科植物，为日常生活中常用蔬菜之一[1]。
大量研究表明，芹菜中富含多种黄酮成分，具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、调节血脂和预防骨质疏松等多种药理作用[2-4]，因此芹菜中总黄酮含量的准确测定具有重要的科学意义。
目前，定量测定芹菜总黄酮的方法主要有紫外-可见分光光度法（ultraviolet and visible spectrophotometry，UV-Vis）[1，5]、高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）[6]和傅里叶变换红外光谱法（Fourier transform infrared spectrometry，FTIR）[7]。
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SONG Yuan-zhi, XU J-i ming
( D ep t. o f Chemistr y , H ua-i y ing T eacher sc Colleg e, H ua-i an 223300, China)
Abstract: Enthalpy ( H m ) and ent ropy ( Sm ) o f 3 edible pigments, tart razine, sunset yello w and po nceau 4R,
0. 1 mol# L- 1 KCl
# 1038 #
理化检验- 化学分册
宋远志等: 三种食用色素的电化学行为的理论计算与验证
子作用, 在还原酶催化情况下, 可以使氮氮单键进一 步断裂, 降解为分子更小的产物, 故得到三种产物。
柠檬黄的反应机理为:
图 3 柠檬黄的循环伏安图 Fig. 3 Cycli c volt ammograms of t art razin e 30 g# L- 1琼脂( A gar) + 1. 5 g # L- 1柠檬黄( Tart razine) + 0. 05 m ol # L- 1 N aH 2PO 4- 0. 05 m ol # L - 1 子力学方法进行几何优化, 获得初始构 型后, 用从头算( H ar tr ee- F ock) 方法对分子构形进 行全优化, 然后在 gaussian 98W 计算软件上, 采用 H art ree- Fo ck 方法在 298. 15 K、101. 325 kPa 压力 下计算柠檬黄、日落黄、胭脂红氧化态和还原态的相 对焓( H m) 、相对熵( Sm ) , 计算基组为 ST O- 3G 。
2 试验部分
2. 1 仪器与试剂 M EC- 12B 型 多 功 能 微 机 电 化 学 分 析 仪;
# 1037 #
理化检验- 化学分册
宋远志等: 三种食用色素的电化学行为的理论计算与验证
0. 05 Lm A l2O 3 电极抛光粉, 铂电极; A g/ A gCl/ Cl 为参比电极。
缓冲溶液: 0. 05 mo l # L- 1 N a2 H PO 4- 0. 05 m ol # L - 1 N aH 2 PO 4- 0. 1 mo l # L - 1 K Cl ( pH 6. 88) ; 琼 脂: 碳 化 化 合 物 75% , 水 分 2. 2% , 水 中 不 溶 物 0. 5% , 灰分 2. 4% ; 柠檬黄溶液、日落黄、胭脂红均 为 5. 000 0 g # L - 1 ; 水均为亚沸水。 2. 2 试验方法
图 2 日落黄的循环伏安图 Fig. 2 C yclic volt am mogram s of suns et y ell ow 30 g # L- 1 琼脂( A gar) + 1. 5 g # L- 1 日落黄( S unset yellow ) + 0. 05 mol # L- 1 N aH 2 PO 4- 0. 05 mol # L- 1 N a2 HPO 4-
样品 S am pl e
各参数的理论计算值 T heorat icall y calculated values of t he param et ers
Hm
Sm
$G
E0
E
( kJ # m ol - 1) J/ ( m ol # K ) ( k J # mol- 1 ) / V
/V
柠横黄 还原型 947. 894 4 603. 115 5 71. 256 1 - 0. 369 - 0. 969 氧化型 873. 996 2 594. 253 9
理化检验- 化学分册 工作简报
P T CA( PART B : CH EM . ANAL . )
2006 年 第 42 卷 12
三种食用色素的电化学行为的理论计算与验证
宋远志, 徐继明
( 淮阴师范学院 化学系, 淮安 223300)
摘 要: 用量子理论计算柠檬黄、日落黄、胭脂红的相对焓( H m ) 、相对熵( Sm ) , 计算柠檬黄、日
收稿日期: 2005-01-17 基 金 项 目: 江 苏 省 教 育 厅 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 04K J D150038) 作者简介: 宋远志( 1966- ) , 男, 湖北天 门市人, 副教授, 硕士, 主要研究方向为量子化学与电化学分析。
例, 用 H art ree- Fock 理论计算了这三种色素的还原 电位, 用玻碳电极研究了其在中性条件下的电化学 行为, 并讨论了其在生物体内的降解过程。
图 1 空白琼脂的循环伏安图 Fig. 1 Cyclic volt ammograms of blank agar 30 g # L- 1 琼脂( Agar) + 0. 05 mol # L- 1 N aH 2PO 40. 05 m ol # L- 1 N a2H PO 4- 0. 1 m ol # L- 1 K Cl
程, 空白琼脂于- 0. 980 V 产生一个还原峰, 但峰电 流远远小于色素; 琼脂为硫酸半乳糖脂, 其还原峰可 能为羰基的还原峰, 而三种色素的峰电流远远大于 空白琼脂, 其活性基团为氮氮双键。
3. 1 计算结果 利用自洽场理论的振动频率分析获得柠檬黄、
日落黄、胭脂红的氧化态和还原态的 H m 和 Sm , 据 H m 和 Sm 计算焓变 $H m 和熵变 $S m, 由自由能变 $Gm= $H m - T $Sm。由 $Gm= - nFE0 得 E 0 , 因氮 氮双 键还 原; n = 2, 由 能斯 特 方程 得 E0 = E 0 0. 059 lg [ O ] [ H + ] / [ R] , 令 [ O] = [ R] = 1 mol # L- 1 , pH 6. 88, 可以得到 E0 , 相对于 A g/ A gCl/ Cl 为 参比电极的 电位, E = E0 - 0. 194 1, 计算 结果 见 表 1。
日落黄 还原型 824. 505 0 593. 806 6 58. 178 7 - 0. 301 - 0. 901 氧化型 764. 413 3 587. 390 3
胭脂红 还原型 999. 626 1 727. 554 1 49. 008 5 - 0. 254 - 0. 854
氧化型 936. 654 4 680. 721 4
0. 1 m ol # L- 1 K Cl
日落黄的反应机理为:
电极的处理: 将玻碳电极置于 0. 05 Lm A l2 O 3 粉中反复抛光至镜面, 再用 M icr oclo th 抛光布上抛 光光亮, 再用丙酮冲洗, 用亚沸水超声波清洗。
取食用琼脂 0. 60 g, 加入缓冲溶液 20. 0 mL, 加 热溶化后, 置 60 e 水浴锅中待用。取 5. 000 0 g # L- 1柠檬黄溶液 5. 0 LL 于玻碳电极表面, 铺开后, 于 红外灯下烘干, 取 1 滴琼脂将电极反应物包埋后, 置 于缓冲溶液电解池中, 于 0~ - 1. 4 V( vs. Ag/ AgCl) 电位范围内用循环伏安法描述其电化学特征。
关键词: 循环伏安法; 电化学行为; 柠檬黄; 日落黄; 胭脂红
中图分类号: O 657. 6
文献标识码: A
文章编号: 1001- 4020( 2006) 12-1037- 03
T H EORA T ICA L CAL CUL A T ION OF SOM E P ARAM ET ERS OF 3 KINDS OF EDIBL E PIGM ENT S REL AT ING T O T H EIR EL ECT ROCH EM ICAL BEH AVIORS AND T H EIR EXPERIM ENT AL VARIFICA T ION
Keywords: Cy clic vo ltammetr y; Electro chemical behav ior ; T ar trazine; Sunset y ellow ; P onceau 4R
用量子理论计算分子的氧化或还原电位可以减 少试验的盲目性。柠檬黄、日落黄、胭脂红是一种常 用的食品添 加剂, 每 日允 许摄 入量 ( ADI) 分 别 为 0~ 7. 5, 0~ 5. 0, 0~ 0. 125 mg # kg- 1, 被认为 是安 全性较高的色素[ 1] 。由于其含有双键, 常产生还原 峰[ 2, 3] 。在生物体内, 存在一系列电子传递链, 其电 子传递实质与电极反应相似。研究环境物质在电极 上的氧化还原反应, 对于揭示其进入人体代谢具有 重要的参考价值。本法以柠檬黄、日落黄、胭脂红为
3 结果与讨论
3. 2 电化学行为特征 三种色素在 0. 1 m ol # L - 1 H Cl、0. 1 mo l # L- 1