- 技術(shù)服務(wù)
丙二醇脂肪酸酯簡稱丙二醇酯,是20世紀50年代開發(fā)出的一類人工合成乳化劑,目前已被美國、日本、加拿大、丹麥、中國等國家及歐洲、聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織批準使用.作為食品添加劑,丙二醇酯用量在國外僅次于單甘酯、山梨醇酐酯、大豆磷脂等品種,是世界六大食品乳化劑之一[1],其分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示. 
目前生產(chǎn)的普通丙二醇單酯的純度為丙二醇酯含量40%~70%,而分子蒸餾丙二醇單酯采用分子蒸餾工藝蒸餾提純,其含量可高達95%~99%[2].而FAO/WHO食品添加劑聯(lián)合專家委員會(JECFA)對丙二醇酯中的總單酯含量要求不低于85%,國內(nèi)某企業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準要求其中總單酯含量不低于90%,因此丙二醇單酯含量的測定在實際生產(chǎn)中很重要.目前關(guān)于丙二醇酯中總單酯含量的測定方法鮮有報道,張大金等報道可以采用凝膠色譜法[3].然而由于所需儀器設(shè)備昂貴,很難在生產(chǎn)實際中應(yīng)用.企業(yè)在實際生產(chǎn)中多采用乙酸酐乙酰化測定羥值的方法,據(jù)此計算丙二醇單酯的含量.而增加產(chǎn)品無機酸值也可造成羥值高的假象,因此不能準確得出丙二醇單酯的含量.筆者根據(jù)美國《食品化學(xué)法典》[4](FCC, FoodChemicalsCodex),建立了一種根據(jù)羥值、羥基當(dāng)量因子、單酯平均相對分子質(zhì)量準確測定丙二醇總單酯含量的化學(xué)分析方法.
1 試驗方法
1. 1 羥值的測定
1. 1. 1 羥值的測定原理
在回流條件下,丙二醇酯的羥基與乙酸酐發(fā)生乙?；磻?yīng),過量的乙酸酐水解,生成的乙酸以氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液滴定.
1. 1. 2 試劑和溶液
乙酸酐; 0. 5 mol/L氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液; 1%酚酞指示劑;正丁醇(預(yù)先以0.mol/L氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液中和至酚酞指示劑呈淺紅色);吡啶(預(yù)先以0. 5 mol/L氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液中和至酚酞指示劑呈淺紅色);吡啶-乙酸酐混合溶劑(3∶1).
1. 1. 3 試驗方法
根據(jù)表1,稱取適量樣品(精確至0. 001 g)至250 mL具塞錐形瓶中,加入5. 0 mL吡啶-乙酸酐混合溶劑,回流1 h.另取5. 0mL吡啶-乙酸酐混合溶劑作為空白.由冷凝器中加入10mL水,繼續(xù)加熱10 min,冷卻至室溫.由冷凝器中加入1mL正丁醇,去除冷凝裝置,以10 mL正丁醇洗滌錐形瓶,每個錐形瓶中加入1 mL酚酞指示劑,以0. 5 mol/L氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液滴定至淺紅色終點,記錄樣品和空白所耗氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液.
為排除游離脂肪酸干擾,稱取10 g樣品(精確至0. 001 g),以10 mL吡啶溶解,加入1 mL酚酞指示劑,以0. 5 mol/L氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液滴定至淺紅色,記錄所需氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液體積. 
試樣的羥值按式(1)計算:
式中:X1———試樣的羥值,mg/g;
V0———空白所耗氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液的體積,mL;
m1———乙?；瘶悠返馁|(zhì)量, g;
m2———用于游離酸測定的樣品質(zhì)量, g;
V1———游離脂肪酸所耗氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液體積,mL;
V2———乙?；瘶悠匪臍溲趸?乙醇標(biāo)準滴定溶液體積,mL;
c———氫氧化鉀-乙醇標(biāo)準滴定溶液濃度,mol/L.
1. 2 羥基當(dāng)量因子的計算
1. 2. 1 游離丙二醇
游離丙二醇含量X2的測定按文獻[5]進行.
1. 2. 2 游離丙二醇羥基當(dāng)量因子的計算
根據(jù)游離丙二醇含量,按式(2)計算游離丙二醇的羥基當(dāng)量因子: 
式中:X3———游離丙二醇的羥基當(dāng)量因子;
X2———游離丙二醇含量,%.
1. 3 單酯平均相對分子質(zhì)量的計算
1. 3. 1 試劑和溶液
氫氧化鉀;無水乙醇;乙醇(95% );硫酸溶液: 1 +2 (V/V);氫氧化鈉標(biāo)準滴定溶液:c(NaOH)=0. 5 mol/L;酚酞指示劑(1% ):稱取1. 0 g酚酞溶于100 mL乙醇(95% )中.
1. 3. 2 試驗方法
稱取25 g(精確至0. 001 g)樣品于500mL圓底燒瓶中,加入250 mL無水乙醇和7. 5 g氫氧化鉀混合.回流1~2 h,轉(zhuǎn)移至800 mL燒杯中,以100 mL水淋洗燒瓶,將淋洗液并入燒杯.水浴加熱,其間不時加水以取代乙醇,直至無乙醇氣味.以熱水定容至250 mL.邊加熱攪拌邊以硫酸溶液中和至硫酸達到10%過量,以使油水相分離.水相層加入0. 5mL酚酞指示劑,邊攪拌邊以氫氧化鈉標(biāo)準滴定溶液迅速滴定至淺紅色,并保持30 s不褪色.水相層的酸值按式(3)計算: 
式中:X4———水相層的酸值,mg/g;
V———滴定時消耗的氫氧化鈉標(biāo)準滴定溶液體積,mL;
c———氫氧化鈉標(biāo)準滴定溶液的濃度,mol/L;
m———樣品質(zhì)量, g.
根據(jù)水相層的酸值X4,按式(4)計算單酯的平均相對分子質(zhì)量: 
式中:M———單酯的平均相對分子質(zhì)量, g/mo;l
X4———水相層的酸值,mg/g;
76. 10———丙二醇的摩爾質(zhì)量, g/mo;l
18. 02———水的摩爾質(zhì)量, g/mo.l
根據(jù)羥值X1和游離丙二醇的羥基當(dāng)量因子X3,依式(5)計算試樣總單酯含量: 
式中:X5———試樣總單酯含量,%;
X1———試樣的羥值,mg/g;
X3———羥基當(dāng)量因子;
M———單酯的平均摩爾質(zhì)量, g/mo.l
2 結(jié)果
2. 1 回收率和精密度
在已知總單酯含量的丙二醇酯樣品中定量加入丙二醇單硬脂酸酯,對樣品進行6次平行測定,考察方法的回收率和重現(xiàn)性,數(shù)據(jù)見表2. 
由表2可見,在5%、7%和10% 3個添加水平下,該方法的回收率在95. 5% ~97. 8%之間,相對標(biāo)準偏差(RSD)在1. 05% ~2. 11%之間.
2. 2 實際樣品檢測
從市面購得廣州某食品添加劑公司生產(chǎn)的丙二醇酯樣品,進行了實際測定,將樣品混合均勻后分成10份,同時測定10份樣品的羥值、游離丙二醇、水相層酸值等,并據(jù)此計算樣品的總單酯含量,得出平均值和相對標(biāo)準偏差,結(jié)果見表3. 
3 結(jié)論
根據(jù)FCC(V),建立了一種根據(jù)羥值、羥基當(dāng)量因子、單酯平均相對分子質(zhì)量準確測定丙二醇酯中總單酯含量的化學(xué)分析方法.該方法不需要高精尖的儀器設(shè)備,一般的實驗室即可完成,方法的回收率和精密度較好,可用于生產(chǎn)企業(yè)本身的質(zhì)量控制及加強我國對食品生產(chǎn)的衛(wèi)生監(jiān)管.