一种食品中二氧化钛含量的测定方法和测试管路
阅读说明：本技术 一种食品中二氧化钛含量的测定方法和测试管路 (Method for measuring titanium dioxide content in food and test pipeline ) 是由 郭军伟 陈志燕 颜权平 范忠 刘克建 孟冬玲 刘绍锋 樊美娟 王洪波 赵乐 刘惠 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种食品中二氧化钛含量的测定方法和用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路,属于食品检验技术领域。一种食品中二氧化钛含量的测定方法,包括以下步骤：(1)将待测食品样品的消解液与抗坏血酸溶液在线混合,得到待测液；所述抗坏血酸由盐酸和抗坏血酸盐溶液在线反应生成；(2)将待测液与二安替比林甲烷溶液在线混合均匀,得到显色液；(3)将显色液进行紫外分光光度分析。本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法中所用的抗坏血酸由盐酸和抗坏血酸盐溶液在线反应生成,抗坏血酸盐的保质期可达15天以上,解决了抗坏血酸容易被氧化以及每天现配现用的问题,可以实现批量样品检测的目的。(The invention relates to a method for measuring the content of titanium dioxide in food and a test pipeline for measuring the content of titanium dioxide in food by a continuous flow analyzer, belonging to the technical field of food inspection. A method for measuring the content of titanium dioxide in food comprises the following steps: (1) mixing a digestion solution of a food sample to be detected with an ascorbic acid solution on line to obtain a liquid to be detected; the ascorbic acid is generated by the online reaction of hydrochloric acid and an ascorbate solution; (2) uniformly mixing a solution to be detected and a diantipyrylmethane solution on line to obtain a color development solution; (3) and carrying out ultraviolet spectrophotometry analysis on the color developing solution. The ascorbic acid used in the method for determining the content of the titanium dioxide in the food is generated by the online reaction of hydrochloric acid and ascorbate solution, the shelf life of the ascorbate can reach more than 15 days, the problems that the ascorbic acid is easy to oxidize and is prepared for use every day are solved, and the purpose of batch sample detection can be realized.)
技术领域
本发明涉及一种食品中二氧化钛含量的测定方法和用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路，属于食品检验技术领域。
背景技术
二氧化钛(TiO2)可以作为食品添加剂可以使用，但中国、欧盟和美国FDA对不同食品中的添加量有限量要求。GB 2760许可使用TiO2作为食品添加剂，可以在胶基糖果、果酱、带壳坚果与籽类、调味糖浆进行限量使用，达到改善食品外观目的。美国FDA规定，TiO2作为食品着色剂，用量不超过食品重量的1％，个别食品中不允许添加。因此，测定TiO2是日常食品安全控制的重要指标之一。
目前，食品中TiO2的含量通常采用分光光度法、ICP-MS法、ICP-AES法进行测定，如GB/T 5009.246—2016《食品中二氧化钛的测定》，规定了食品中二氧化钛测定的ICP-AES和紫外分光光度法。由于样品的复杂性和TiO2的难溶解性，通常情况下样品采用湿法酸消解、高温灰化法和微波消解3种方式进行前处理，以使TiO2转变为可溶性的Ti4+离子，从而实现各种标准分析方法的测定。基于样品检测成本、操作简便性等特点，紫外分光光度法已成为食品行业中TiO2含量的测定方法中广泛采用的标准方法；但是分光光度法需要高强度的前处理操作，并且分光光度法中所用的抗坏血酸容易被氧化而需要每天现配现用，不利于批量样品检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种食品中二氧化钛含量的测定方法，用于解决采用紫外分光光度法测定食品中二氧化钛含量时抗坏血酸容易被氧化以及每天现配现用的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路。
为了实现上述目的，本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法的技术方案为：
一种食品中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：
(1)将待测食品样品的消解液与抗坏血酸溶液在线混合，得到待测液；所述抗坏血酸由盐酸和抗坏血酸盐溶液在线反应生成；
(2)将待测液与二安替比林甲烷溶液在线混合均匀，反应得到显色液；
(3)对在线得到的显色液进行紫外分光光度分析。
本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法中所用的抗坏血酸由盐酸和抗坏血酸盐溶液在线反应生成，抗坏血酸盐的保质期可达15天以上，解决了采用紫外分光光度法测定食品中二氧化钛含量时抗坏血酸容易被氧化以及每天现配现用的问题。
在线混合可以对液体进行连续、实时地混合，不需要人工操作，节省人力，提高效率；在线反应可以使盐酸和抗坏血酸盐连续、实时地反应生成抗坏血酸，最大程度地避免抗坏血酸氧化；显色液也可以通过在线反应连续、实时地生成，提高自动化程度，降低人工成本。
优选地，所述抗坏血酸盐为抗坏血酸钙。
优选地，所述盐酸中的HCl和抗坏血酸钙的摩尔比大于2:1。本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法利用钛离子在强酸性介质中与二安替比林甲烷发生络合反应生产黄色化合物的特性，盐酸过量可以保证抗坏血酸钙与盐酸反应完全生成抗坏血酸，以达到掩蔽铁离子的目的，也可以为显色反应提供必要的酸性环境。
优选地，所述的食品中二氧化钛含量的测定方法还包括以下步骤：将待测液与二安替比林甲烷溶液在线混合均匀后进行在线加热处理。加热处理可以提高二安替比林甲烷溶液与Ti4+之间的显色反应的反应速度，缩短显色反应的时间。
优选地，所述加热处理的温度为25-45℃。
进一步优选地，所述加热处理的温度为37℃。
优选地，所述待测食品样品的消解液通过采用浓硝酸和浓硫酸对待测食品样品进行消解获得。优选地，所述消解在微波条件下进行。优选地，所述消解在微波消解罐中进行。优选地，所述待测食品样品、浓硝酸和浓硫酸的用量比为0.2～0.5g:2.5mL:2.5mL。
本发明的用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路的技术方案为：
一种用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路，包括食品样品的消解液进样管路、盐酸进样管路、抗坏血酸盐溶液进样管路和二安替比林甲烷溶液进样管路；所述抗坏血酸盐溶液进样管路与盐酸进样管路在汇合后形成第一汇合管路，第一汇合管路与消解液进样管路在汇合后形成第二汇合管路，第二汇合管路与二安替比林甲烷溶液进样管路在汇合后形成第三汇合管路，第三汇合管路的出液口用于与连续流动分析仪的检测器的进样口连接。
随着连续流动分析技术在国内广泛的应用，分析仪器成本大大降低，发明基于连续流动分析技术的测定食品中二氧化钛含量的方法势在必行。本发明的用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路可以实现利用连续流动分析技术测定食品中二氧化钛的含量，自动化程度高、样品检测速度快，试剂消耗少、检测成本低，适用于大批量样品的分析。
所述检测器中配置有流通池和滤光片。
优选地，所述滤光片的波长为420nm。
优选地，所述第一汇合管路、第二汇合管路和第三汇合管路中至少一个管路上设置有混合装置；所述混合装置用于将所在管路内的流体混匀。例如，所述第一汇合管路、第二汇合管路和第三汇合管路上均设置有混合装置。
优选地，所述第三汇合管路上设置有加热装置。
优选地，所述第三汇合管路上设置有第一混合装置和第二混合装置，所述加热装置位于第一混合装置和第二混合装置之间。
优选地，所述混合装置为混合圈。所述混合圈优选5匝混合圈或20匝混合圈。
附图说明
图1为实施例2中用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路的示意图；其中附图标记如下：1-管道、2-管道、3-管道、4-管道、5-管道、6-管道、7-玻璃四通、8-混合圈、9-T型三通、10-混合圈、11-T型三通、12-混合圈、13-T型三通、14-混合圈、15-加热槽和16-混合圈。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。特别需要指出的是，本发明说明书所举实施例只是为了帮助理解本发明，它们不具任何限制作用，即本发明除说明书所举实施例外，还可以有其他实施方式。因此，凡是采用等同替换或等效变换形式形成的任何技术方案，均落在本发明要求的保护范围中。
本发明实施例中的试剂的规格如下：
浓硝酸的质量分数为65％，浓硫酸的质量分数为98％。
本发明实施例中涉及的试剂的配制方法如下：
抗坏血酸钙溶液的配制：称取44g抗坏血酸钙，用蒸馏水溶解并稀释至1000mL，得到抗坏血酸钙溶液；
盐酸A液的配制：将150mL浓盐酸(质量分数为37％)与100mL蒸馏水混合均匀即得；
盐酸B液的配制：将10mL浓盐酸(质量分数为37％)与230mL蒸馏水混合均匀即得；
二安替比林甲烷溶液的配制：称取5g二安替比林甲烷，用盐酸B液溶解并稀释至100mL，得到二安替比林甲烷溶液。
一、本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法的具体实施例如下：
实施例1
本实施例的食品中二氧化钛含量的测定方法，以市售食品(糖浆、烘烤花生米和草莓酱)为待测样品，利用连续流动分析仪通过实施例2的用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路进行测定，具体包括以下步骤：
(1)样品消解：将0.25g糖浆放于微波消解罐中，再向微波消解罐中加入2.5mL浓硝酸和2.5mL浓硫酸，密封好消解罐后，进行微波消解(消解程序见表1)，得到清澈的样品的消解处理液。
表1微波消解程序
步骤
初始温度/℃
升温速率/℃/min
终止温度/℃
保持时间/min
1
室温(20)
20
120
3
2
120
12.5
220
5
3
220
5
300
10
(2)转移定容：将得到的样品的消解处理液转移至50mL容量瓶中，再用5mL蒸馏水清洗消解罐6次，清洗液一并转入50mL容量瓶中，再用蒸馏水定容至刻度，得到消解液。
(3)在线测定：将流量为0.32mL/min的空气通入玻璃四通的空气进气口，流量为1.20mL/min的去离子水通入玻璃四通的稀释水进口，流量为0.23mL/min的消解液通入玻璃四通的消解液进口，流量为0.16mL/min的抗坏血酸钙溶液通入T型三通的抗坏血酸钙溶液进口，流量为0.16mL/min的盐酸A液通入T型三通的盐酸进口，流量为0.32mL/min的二安替比林甲烷溶液通入T型三通的二安替比林甲烷溶液进口，抗坏血酸钙溶液和盐酸A液通过混合圈进行混合后，反应生成抗坏血酸，然后再与空气、蒸馏水和消解液通过混合圈进行混合后形成待测液，待测液与二安替比林甲烷溶液依次通过混合圈和加热槽进行加热混合后形成显色液，显色液进入续流动分析仪的检测器中进行分析(检测器中配置有流通池和滤光片，滤光片的波长为420nm)，然后通过数据处理系统得到Ti4+的浓度，再通过计算得到糖浆中二氧化钛的含量，测得糖浆中二氧化钛的含量为0.35mg/kg。
再按照上述方法分别测定烘烤花生米和草莓酱中的二氧化钛含量，检测结果显示，烘烤花生米和草莓酱这两种食品中均未检出二氧化钛。
对比例
对比例按照GB/T 5009.246-2016的方法测定市售食品(糖浆、烘烤花生米和草莓酱)中的二氧化钛含量，测得糖浆中二氧化钛的含量为0.38mg/kg，烘烤花生米和草莓酱这两种食品中均未检出二氧化钛。
二、本发明的用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路的具体实施例如下：
实施例2
本实施例的用于连续流动分析仪测定食品中二氧化钛含量的测试管路，如图1所示，包括管道1、管道2、管道3、管道4、管道5、管道6、玻璃四通7、混合圈8、T型三通9、混合圈10、T型三通11、混合圈12、T型三通13、混合圈14、加热槽15和混合圈16；
玻璃四通7具有空气进气口、稀释水进口、消解液进口和出口，管道1、管道2、管道3的一端分别与玻璃四通7的空气进气口、稀释水进口、消解液进口连通，管道1的另一端用于和空气进气泵管连接，管道2的另一端用于和稀释水进水泵管连接，管道3的另一端用于和消解液进样泵管连接；
玻璃四通7的出口与T型三通11的一个进口通过管道连接，连接管道上设置有混合圈8，管道3以及消解液进口与T型三通的分支点之间的管路共同构成消解液进样管路；
T型三通9具有抗坏血酸钙溶液进口、盐酸进口和出口，管道4、管道5的一端分别与T型三通9的抗坏血酸钙溶液进口、盐酸进口连通，管道4的另一端和抗坏血酸钙溶液进液泵管连接，管道5的另一端和盐酸进液泵管连接；
T型三通9的出口与T型三通11的另一个进口通过管道连通，连接管道上设置有混合圈10，T型三通9的分支点与T型三通11的分支点之间的管路构成第一汇合管路；
T型三通13具有二安替比林甲烷溶液进口、第二进口和出口，管道6的一端与T型三通13的二安替比林甲烷溶液进口连通，管道6的另一端和二安替比林甲烷溶液进液泵管连接；
T型三通11的出口与T型三通13的第二进口通过管道连通，连接管道上设置有混合圈12，T型三通11的分支点与T型三通13的分支点之间的管路构成第二汇合管路；
T型三通13的出口连接有管道，T型三通13的出口连接的管道上设置有混合圈14、加热槽15和混合圈16，加热槽15位于混合圈14和混合圈16之间，T型三通13的出口连接的管道的出口与检测器的进样口相连，T型三通13的分支点与T型三通13的出口连接的管道的出口之间的管路构成第三汇合管路；
所述混合圈8和混合圈10均为5匝混合圈，混合圈12、混合圈14和混合圈16均为20匝混合圈，加热槽15的温度为37℃，检测器中配置的滤光片的波长为420nm。
实验例
本实验例考察了本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法的灵敏性，与实施例1的区别在于，本实验例将待测样品换成标准溶液，以此考察本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法的检出限和定量限，然后再考察对比例的测定方法的检出限和定量限。结果显示，本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法的检出限为0.184mg/kg，定量限为0.613mg/kg，GB/T5009.246-2016规定的测试方法的检出限为1.5mg/kg，定量限为5.0mg/kg；前者检出限是后者的1/8，从而表明本发明的食品中二氧化钛含量的测定方法具有较高的灵敏性，有利于低含量样品的准确测定。
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