丙酸类食品添加剂的提取新方法探索

丙酸类食品添加剂的提取新方法探索
牛丽丹
(重庆市食品药品检验检测研究院,重庆401121)
摘要:本文概述了食品中丙酸类添加剂的提取方法,提出了智能化提取食品中丙酸类添加剂的新方法,该方法与传统提取方法相比较具有操作自动化程度高、快捷、安全、和准确度高等优点,同时,在固体食品中丙酸类添加剂的提取时,不会产生管道堵塞,安全可靠,可快捷安全地用于食品中丙酸类食品添加剂检测的前处理。

关键词:丙酸;食品添加剂;提取;前处理中图分类号:S816.7
文献标识码:A
文章编号:1674-506X (2018)05-0058-0003
Research on a New Method of Extracting Food Additive
of Propionic Acid
NIU Li-dan
(Chongqing Institute for Food and Drug Control ,Chongqing 401121,China )
Abstract :The common and a new intelligent extraction methods of propionic acid additives in foods were summa⁃rized andintroducedin this pared with the traditional extraction method,the new method has the advan⁃tages of high automation,fast,safety and accuracy.Especially,For the extraction of propionic acid additives in
solid food,there will be no pipe blockage,safe and reliable,and can be used quickly and safely for the pre⁃treatment of propionic food additives in food.Key words :propionic acid;food additives;extraction;pretreatment
doi :10.3969/j.issn.1674-506X.2018.05-013
收稿日期:2018-05-28
作者简介:牛丽丹(1979-),女,硕士,高级工程师,主要从事食品及相关产品检验。

第54卷(第5期)Vol.54,
No.5
丙酸及其盐类是国内外食品加工中常用的防腐剂之一,应用于食品中的主要有丙酸钙和丙酸钠[1]。

近年来,随着食品工业的快速发展,食品加工中超量或违规使用食品防腐剂现象屡禁不止。

丙酸及其钠
盐、钙盐是国内外食品加工中常用的防腐剂之一,在淀粉、含蛋白质和油脂物质中对霉菌、嗜氧性芽孢菌、革兰氏阴性菌、丝状菌、黄曲霉素等有效,具有独特的防霉、防腐性质[2-6],GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中规定用于原粮的最大用量为1.8g/kg,生面湿制品的最大用量为
0.25g/kg,面包、醋、酱油、糕点、豆类制品最大用量为2.5g/kg(均以丙酸计)[7]。

食用添加过量丙酸盐的食
品会给消费者的安全带来威胁:对人体内微生物菌群的活动产生干扰,使人体内平衡紊乱,丙酸钙食用
过量会烧伤肠胃、造成中毒甚至死亡[8],故需对食品中的添加量严格控制。

在提取食品中丙酸类添加剂的前处理过程中,传统的水蒸汽蒸馏装置[9]用于食品添加剂丙酸检验很费时,效率低下,另外使用在糕点的检验中,很容易造成管道堵塞而引发安全事故。

第54卷(总第207期)水
接液管
水
安全管
水蒸气导入管
水蒸气蒸馏馏出液导出管
图1食品添加剂丙酸的常用提取装置图
Fig.1Common equipment for extracting propionic acid
from food additives
25
16
17
232226
1
2
10
241415
84
9
53
67
13
111218
2120
图2智能化提取食品中丙酸类添加剂的提取装置
Fig.2
An intelligent device for extracting propionic acid additives from foods
1食品添加剂丙酸的传统提取装置
传统的丙酸类食品添加剂提取方法是使用水蒸气发生装置提取丙酸(如图1)。

含有丙酸钙的样品经酸化后,丙酸钙转化为丙酸,丙酸具有与水共沸的性质,经蒸馏与水蒸气一同蒸馏出来。

图1所示的装置将水蒸气发生器产生的水蒸气通入盛有样品的烧瓶中,利用水蒸气从样品中提取出丙酸。

该方法取样量为25g 左右,针对糕点类样品,由于糕点具有体积大、高温状态易膨胀的特点,在丙酸提取过程中,沸腾状样品很容易造成后续管路堵塞,即图1中的水蒸气蒸馏馏出液导出管,特别是弯管橡胶处,容易造成连接处脱落,影响丙酸提取,甚至可能产生安全事故。

2智能化提取食品中丙酸类添加剂的新方法2.1智能化提取流程
本人设计的智能化提取食品中丙酸类添加剂的提取装置示意图如图2所示。

蒸汽供应单元包含蒸馏水罐1和蒸汽发生器3,蒸馏水罐1通过蒸馏水泵2与蒸汽发生器3的底部入口4连接。

蒸汽发生
器3是带有发热元件8的压力容器,蒸汽出口5设置在其顶部,蒸汽出口5连接有蒸汽阀6和防爆阀7。

蒸汽发生器3能够将来自蒸馏水罐1的蒸馏水加热蒸发成水蒸汽,通过蒸汽阀6向外输出。

蒸汽发生器3底部还设有放水口9。

添加剂提取单元包含样品管10和溅出保护器
11,溅出保护器11与样品管10上下竖直设置。

样品管10与溅出保护器11的下口可拆卸地密封连接,例如通过螺纹密封组件14进行连接,从而方便更换样品管10。

样品管10通常为带有刻度标尺的透明试管,用来盛放待检测的食品和溶剂。

溅出保护器11侧壁上安装有直角弯管13,直角弯管13连接有伸至样品管10底部的直管15。

蒸汽发生器3产生的蒸汽通过直角弯管13和直管15通至样品管10底部。

溅出保护器11为内壁光滑的倒截锥形,从而能够顺利地将样品管10中溅出的样品液回流到样品管10中,使样品能够得到充分彻底的提取。

在图2示意图中,添加剂提取单元还包含转接罩12,转接罩12的入口与溅出保护器11的上口连
接,转接罩12呈穹顶形,其出口18设置在侧壁上。

当在提取糕点类样品时,蒸汽中携带的颗粒碎屑将
在转接罩12的穹顶碰撞后下沉到样品管10中,从而有效防止碎屑在后续管路中造成堵塞,减少安全隐患。

此外,添加剂提取单元还可以包括溶剂添加单元。

溶剂添加单元包含溶剂罐16和溶剂泵17,溶剂罐16通过溶剂泵17与溅出保护器11连通。

在样品提取过程中,可以通过溶剂添加单元方便地向样品管10中自动添加溶剂。

添加剂接收单元包含冷凝器20和接收瓶23。

冷凝器20的入口21与添加剂提取单元连通,在图
1示出的实施例中,冷凝器20的入口21与转接罩12的出口18连接。

冷凝器20的出口22通过阀24与接收瓶23连接。

冷凝器20中设有蛇形冷凝管,通过蛇形冷凝管中的低温介质将流经冷凝管20的样品提取蒸汽冷凝为样品提取液,从冷凝管20的底部流出到接收瓶23中。

为了准确控制冷凝温度和方便操作,冷凝器20优选通过循环制冷机25提供低温介质。

循环制冷机25中设有致冷单元和泵送组件,外部管路通过流体泵26与冷凝器20中的冷凝管连接。

图2的基本功能单元可以分为以下3个部分:蒸汽供应单元:包含蒸馏水罐和蒸汽发生器,蒸馏水罐通过蒸馏水泵与蒸汽发生器连接。

牛丽丹:丙酸类食品添加剂的提取新方法探索
59
2018年第5期
[7]ZHAO R,JIN R,CHEN Y,et al.Hypoglycemic and
hypolipidemic effects of lycium barbarum polysaccha⁃
ride in diabetic rats [J].Chinese Herbal Medicines,2015,7(4):310-315.
[8]
TANG HL,CHEN C,WANG SK,et al.Biochemical analysis and hypoglycemic activity of a polysaccharide isolated from the fruit of Lycium barbarum L.[J].In⁃ternational Journal of Biological Macromolecules,2015,77:235-242.
[9]谢勇,张榕,施伽,等.刺梨凝固型酸奶的发酵工艺研究[J].中国酿造,2017,36(10):182-185.
[10]李丽,李昌宝,盛金凤,等.凝固型火龙果酸奶的制备工艺
及质构特性研究[J].中国酿造,2016,35(11):176-180.[11]宋亚茹,刘舒,林璐.凝固型紫菜酸奶的研制[J].食品研究与开发,2016,37(13):83-87.
[12]中华人民共和国卫生部.GB 4789-2010食品安全国家
标准食品微生物学检验[S].北京:中国标准出版社,
2010.
[13]中华人民共和国卫生部.GB 19302-2010食品安全国家
标准发酵乳[S].北京:中国标准出版社,2010.
(上接第57页)
添加剂提取单元:包含样品管和溅出保护器,其中样品管与溅出保护器的下口可拆卸地密封连接,样品管用来盛放待检测的食品;蒸汽发生器产生的蒸汽通过管路通至样品管底部。

添加剂提取单元还可以包含溶剂罐和溶剂泵;溶剂罐通过溶剂泵与溅出保护器连通,溅出保护器与样品管上下竖直设置,其中溅出保护器为内壁光滑的倒截锥形,从而能够顺利地将样品管中溅出的样品液回流到样品管中,使样品能够得到充分彻底的提取;添加剂提取单元还可以包含转接罩,转接罩的入口与溅出保护器的上口连接,转接罩的出口设置在侧壁上,并与冷凝器的入口连接。

更优选情况下,转接罩呈穹顶形,当在提取糕点类样品时,蒸汽中携带的颗粒碎屑将在转接罩的穹顶碰撞后下沉到样品管中,从而有效防止碎屑在后续管路中造成堵塞,减少安全隐患。

添加剂接收单元:包含冷凝器和接收瓶,冷凝器的入口与添加剂提取单元连通,冷凝器的出口与接收瓶连接。

优选情况下,添加剂接收单元还包括与冷凝器连接的循环制冷机。

2.2
智能化提取丙酸的基本操作过程
将各单元组件按图2所示连接组装后,称取一
定量的食品(例如糕点、原粮、酱油、面制品、豆制品等)放入样品管10中,其中固体食品需粉碎成小块并加入适量溶剂(例如蒸馏水),将样品管10与溅出保护器11密封连接。

启动蒸馏水泵2和蒸汽发生器3,将蒸汽发生器3产生的水蒸汽通入到样品管10的底部,对食品进行蒸馏提取。

食品中的丙酸类添加剂由于沸点较低,在水蒸汽的作用下挥发出来,并由水蒸汽携带进入冷凝器20进行冷却后形成样品提取液进入接收瓶23。

由接收瓶23接收的样品提取液送至检测仪器进行丙酸类添加剂的含
量检测。

3结论
经本人所在实验室对丙酸提取过程的长期研究对比,本新型的食品中丙酸类添加剂的提取方法,操作自动化程度高,提取速度快,通常在10min 内即可完成一次样品提取;并且样品中丙酸的提取比较充分,结果准确。

特别是针对固体食品(如糕点、面包类)时,相较与传统的水蒸气发生装置,不会产生管道堵塞,安全可靠,可在食品检验检测中广泛用于丙酸类添加剂的提取前处理中。

参考文献
[1]何光华.新型食品添加剂丙酸钙[J].四川食品与发酵,1994,6(1):233-234.
[2]高学敏,王秀玲,汪锦邦.丙酸钙盐对酱油等发霉及再发酵的抑制作用[J].食品科学,1984(5):22-24.[3]马吉生.丙酸钙在食品工业中的应用效果[J].全国食品添加剂通讯,1991(2):28-30.[4]王玉前.丙酸钙对酱菜的抑菌作用[J].精细化工,1990,7(2):45-48.[5]杜荣茂,刘梅森,何唯平.脱氢醋酸钠、丙酸钙及其复配形式在面包中的防腐作用[J].粮食与饲料工业,2004(8):30-31.[6]谭正林,王清章,吴谋成.次氯酸钠、山梨酸钾、丙酸钙三
因素对板栗贮藏性的研究[J].食品科学,2008(8):633-635.
[7]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》.北京:
中国标准出版社,2015.
[8]
汪锦邦,高学敏,李平,等.丙酸钙对食品中霉菌生长的抑制作用[J].食品与发酵工业,1984(6):6-13.[9]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,GB
5009.120-2016《食品安全国家标准食品中丙酸钠、丙酸钙的测定》.北京:中国标准出版社,2016.
60。