挂面中丙二醛含量测定方法的研究

高 俊 陈季旺 周 琦 曹九超 崔 城 李庆龙 陈克明

(武汉工业学院1，武汉 430023)

(克明面业股份有限公司2，南县 413200)

挂面中丙二醛含量测定方法的研究

高 俊1陈季旺1周 琦1曹九超1崔 城1李庆龙1陈克明2

(武汉工业学院1，武汉 430023)

(克明面业股份有限公司2，南县 413200)

丙二醛含量是评价挂面酸败的重要指标之一，研究了三氯乙酸抽提法(TCAEM)和直接反应法(DRM)测定挂面中丙二醛含量的试验条件，并比较了两种方法的加标回收率、精密度、检测限和重复性。结果显示，TCAEM的较佳试验条件为三氯乙酸质量分数10%、料液比1∶12、搅拌时间2 h;DRM的较佳试验条件为醋酸缓冲液pH 2.5、SDS质量分数4%、正丁醇和吡啶的混合溶剂溶剂比 6∶1。向样品中分别添加10、20、30 μg/mL 3个浓度水平的丙二醛标准物(TEP)时，三氯乙酸抽提法平均回收率分别为82.61%、83.33%、82.15%，变异系数(RSD)为 1.016 0%，最低检测限为 12.50 μg/kg(K=2.13)，重复性试验 RSD 为 1.25%(n=6);直接反应法平均回收率分别为79.78%、79.60%、80.97%，RSD 为1.776 3%，最低检测限为39.08 μg/kg(K=2.171)，重复性试验RSD为1.75%(n=6)。试验结果表明TCAEM更适于挂面中丙二醛含量的测定。

挂面 丙二醛 三氯乙酸抽提法 直接反应法

挂面在我国有着两千多年的历史，深受群众喜爱。据不完全统计，我国挂面企业有4 000～5 000家(不包括作坊式的小企业)，年产值110亿元人民币［1］，挂面行业整体上发展形势较好，在2008年销售额增长27%的基础上，2009年上半年产量持续增长了8.76%，销售额增长 9.83%［2］，但很多生产上的技术问题仍然未得到解决，最常见的是夏天挂面容易蛤变［3］。

蛤变的主要原因是挂面中含有大约2%的脂类物质［4－5］，这些脂类物质在光、热、氧气的作用下分解生成甘油和游离脂肪酸。挂面中的脂肪酸主要为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸又进一步被氧化产生氢过氧化物，氢过氧化物很不稳定，继续分解成具有臭味和异味的小分子醛类、酮类和酸类化合物，从而导致挂面蛤变［6－7］，不仅使挂面的营养价值和感官品质下降，还会产生致癌物质丙二醛［8－9］。自从Kohn和Liversedge发现动物组织能够与硫代巴比妥酸(TBA)反应生成粉红色物质后，此反应广泛用于脂肪氧化酸败程度的测定。其反应原理是脂肪氧化产物1分子丙二醛(MDA)与2分子TBA反应生成MDA－TBA红色复合物［10］。针对不同原料测定丙二醛含量的试验方法不同，目前常用的有索氏抽提法［11］、三氯乙酸抽提法［12－13］和直接反应法［14］。周拥军等［15］、赵华锋［16］曾应用索氏抽提法测定栝楼籽和原味葵花子中丙二醛含量，但是索氏抽提法进行样品预处理所需时间较长，测定时加热有助于油脂氧化使结果偏高。三氯乙酸抽提法和直接反应法现在多用于腊肉制品和油料作物中丙二醛含量的检测［17－18］，用于挂面中丙二醛含量的测定还未见报导。

本试验主要研究了三氯乙酸抽提法(TCAEM)和直接反应法(DRM)用于测定挂面中丙二醛含量。由于丙二醛的不稳定性，本研究以TBA值变化趋势的稳定性作为选取较优试验条件的指标，以三氯乙酸浓度、料液比、搅拌时间为单因素研究TCAEM的试验条件;以醋酸缓冲液pH、SDS浓度、正丁醇和吡啶的混合溶液溶剂比为单因素研究DRM的试验条件。在较佳试验条件下比较二种方法的检测限、精密度、重复性和加标回收率，拟确定一种较适于测定挂面中丙二醛含量的方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

挂面:由克明面业股份有限公司提供，编号为6号的挂面为空白挂面，编号为7号的挂面为添加湿面头制成的挂面(均放于温度60℃，湿度60%人工气候箱中蛤变处理18个月)。

0.02 mol/L TBA溶液:取分析纯硫代巴比妥酸(TBA，国药集团)0.288 g用去离子水溶解并定容至100 mL，相当于 0.02 mol/L。

0.8 %TBA溶液:取分析纯硫代巴比妥酸(TBA，国药集团)0.8 g用去离子水溶解并定容至100 mL，质量分数为0.8%。

SDS溶液:取分析纯十二烷基磺酸钠(SDS，永嘉精细化工二厂)，溶于去离子水，配制成不同浓度。

TCA溶液:取分析纯三氯乙酸(TCA，上海山浦化工有限公司)，溶于去离子水，配制成不同浓度。

pH 7.5 磷酸缓冲液:0.2mol/L Na2HPO4与 0.3 mol/L NaH2PO4按体积比为84∶16混合配制。

丙二醛标准储备液:准确称取1，1，3，3－四乙氧基丙烷(E.Mesck 97%)0.315 g，用去离子水溶解后定容至1 000 mL(相当于每毫升含丙二醛100 μg)，置冰箱保存。

丙二醛标准使用液:分别准确移取上述储备液10、20、30 mL用去离子水稀释到100 mL(相当于每毫升含丙二醛 10、20、30 μg)，至冰箱保存。

无水乙醚、正丁醇、嘧啶和三氯甲烷等其他化学试剂为分析纯。

1.2 试验仪器

FW80微型高速万能粉碎机:郑州科丰仪器设备有限公司;RE－52C型旋转蒸发仪:巩义市英峪予华仪器厂;LXJ－II离心机:上海医用分析仪器厂;TGC－16C台式离心机:上海安亭科学仪器厂;UV－1100型紫外可见分光光度计:北京瑞利分析仪器公司;GYB－6S高压均质机:上海东华高压均质机厂。

1.3 试验方法

1.3.1 三氯乙酸抽提法

1.3.1.1 样品预处理

将编号为6号的挂面磨粉后过筛(100目)，取40 g的小麦粉，按一定的比例加入一定浓度的三氯乙酸后在10 MPa压力下均质10 min。然后，将溶液在常温下用磁力搅拌器搅拌一定时间，3 000 r/min离心20 min，上清液用中速滤纸过滤，取滤过液于50℃旋转蒸发浓缩，用去离子水定容至100 mL。

1.3.1.2 TBA 值的测定［19］

取5 mL稀释后的浓缩液，置于25 mL纳氏比色管内，向管中加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，在80℃下水浴30 min，取出，冷却10 min，用可见光分光光度计在530 nm处测定吸光度，并通过标准曲线计算相应TBA值。

1.3.1.3 单因素试验

三氯乙酸的浓度对TBA值的影响:在料液比1∶10，搅拌时间2 h的条件下，分别加入5%、7.5%、10%、12.5%、15%的三氯乙酸，按 1.3.1.2 步骤测定吸光度并计算相应TBA值，选取较佳浓度。

料液比对TBA值的影响:在搅拌时间2 h的条件下，分别按 1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14 的比例加入最佳浓度的三氯乙酸，按1.3.1.2步骤测定吸光度并计算相应TBA值，选取较佳料液比。

搅拌时间对TBA值的影响:按最佳料液比加入最佳浓度的三氯乙酸，分别搅拌 1、2、3、4、5 h，按1.3.1.2步骤测定吸光度并计算相应TBA值，选取较佳搅拌时间。

1.3.2 直接反应法

1.3.2.1 样品预处理

将编号为6号的挂面磨粉后过筛(100目)，取40 g的小麦粉，加入400 mL pH 7.5的磷酸缓冲液，在10 MPa压力下均质10 min。然后，将溶液在常温下用磁力搅拌器搅拌2 h，3 000 r/min离心20 min，上清液用中速滤纸过滤，取滤过液于50℃旋转蒸发浓缩，用去离子水定容至50 mL。

1.3.2.2 TBA 值的测定

取1.5 mL的浓缩液于具塞试管中，加入1.5 mL质量分数为0.8%的 TBA、0.5 mL一定浓度的 SDS和1.5 mL一定pH的醋酸缓冲液，混匀、加塞，在80℃下水浴30 min，取出，冷却10 min，加入4 mL一定比例混合的正丁醇和吡啶混合物，剧烈摇晃，离心，取上层有机液体用可见光分光光度计于530 nm处测定吸光度，并通过标准曲线计算相应TBA值。

1.3.2.3 单因素试验

醋酸缓冲液pH对TBA值的影响:分别加入1.5 mL pH 为 1.5、2、2.5、3、3.5 的醋酸缓冲液，按1.3.2.2步骤测定吸光度并计算相应TBA值，选取较佳pH。

SDS浓度对TBA值的影响:分别加入0.2 mL质量分数为2%、4%、6%、8%、10%的 SDS和1.5 mL较佳pH的醋酸缓冲液，按1.3.2.2步骤测定吸光度并计算相应TBA值，选取较佳浓度。

正丁醇和吡啶的混合溶剂溶剂比对TBA值的影响:分别用体积比为 2∶1、4∶1、6∶1、8∶1、10∶1 的正丁醇和吡啶的混合溶剂提取反应物，按1.3.2.2步骤测定吸光度并计算相应吸光度并计算相应TBA值，选取较佳溶剂比。

1.3.3 方法检验

1.3.3.1 回收率试验

选用同编号为6号的挂面，以10、20、30 μg/mL标准丙二醛为加标物，按1.3.1.2 和1.3.2.2 步骤测定吸光度计算相应TBA值，计算回收率。

1.3.3.2 精密度试验

选用编号为6号和7号的挂面，按1.3.1.2和1.3.2.2步骤分别平行测定 6次吸光度并计算相应TBA值，计算相对标准差RSD，检测测定方法的精密度。

1.3.3.3 最低检测限［20－21］

以0～0.125 μg/mL 丙二醛标准液按1.3.1.2 和1.3.2.2步骤进行试验，同时对空白液连续测定11次，用Excel对试验结果进行计算。

1.3.3.4 重复性试验

选用编号为 6 号的挂面，按 1.3.1.2 和 1.3.2.2步骤重复测定6次，计算相对标准差RSD，检验每种方法的重现性。

2 结果与分析

2.1 TCAEM反应条件研究

2.1.1 三氯乙酸浓度对TBA值的影响

三氯乙酸浓度对TBA值的影响见图1。三氯乙酸的浓度将会影响MDA的萃取率，从而影响TBA值。由图1可以看出，随着三氯乙酸浓度的增大，TBA值缓慢减小，在三氯乙酸质量分数为12.5%时降至最小，然后快速增大。以TBA值变化趋势的稳定性作为选择最优单因素指标，TBA值在三氯乙酸质量分数为7.5%～12.5%时TBA值变化趋势较稳定，Rosimini等［13］发现三氯乙酸质量分数为10%时MDA的回收率最高，故选择三氯乙酸质量分数为10%作为较佳试验条件。

图1 三氯乙酸浓度对TBA值的影响

2.1.2 料液比对TBA值的影响

料液比对TBA值得影响见图2。料液比影响三氯乙酸对样品中MDA提取的效果，由图2可以看出料液比对TBA值有较大影响，随着料液比的增加，TBA值迅速增大，在料液比为1∶10时TBA值达到最大，然后缓慢下降并趋于稳定。料液比越大，反应系统的pH越小越有利于TBA－MDA反应，料液比为1∶12较有利于 TBA －MDA 反应与 Kojima等［22］试验结果类似。在料液比为1∶12到1∶14范围内TBA值较稳定，因此选择料液比为1∶12作为较佳试验条件。

图2 料液比对TBA值的影响

2.1.3 搅拌时间对TBA值的影响

搅拌时间对TBA值的影响见图3。搅拌时间的长短影响着TBA值，由图3可以看出，随着搅拌时间的增加TBA值先减小，在3 h时降至最低，然后迅速增大，在搅拌时间为1～2 h时TBA值较稳定。据Tarladgis等［23］研究报导，在搅拌时间为 2 h时，TBA能够和丙二醛充分反应，时间太短反应不够充分会使测量结果偏小;由于加热不仅促进TBA与丙二醛的反应，也会促进氢过氧化物的分解，时间过长会使测量结果偏大。因此选择搅拌时间为2 h作为较佳试验条件。

图3 搅拌时间对TBA值的影响

综上所述，TCAEM的较佳试验条件为:三氯乙酸质量分数10%、料液比1∶12、搅拌时间2 h。

2.2 DRM反应条件研究

2.2.1 醋酸缓冲液pH对TBA值的影响

醋酸缓冲液pH对TBA值的影响见图4。MDA和TBA的反应与反应体系中氢离子浓度有很大关系，MDA只有在一定酸性条件下以阳离子状态存在才能与TBA反应生成粉红色物质。由图4可以看出TBA值与溶液pH有很大关系。当溶液的pH＜3时，TBA反应在80℃下，30 min之内能反应完全。Kojima等［22］发现反应液的pH在2～5之间时，只要延长反应时间就完全能够得到相同的吸光度，Kwon等［24］认为反应液的pH＜3时反应速度会更快，本试验的结果与Kwon的结果较符合。从TBA值变化趋势的稳定性及方便省时性考虑，选择pH为2.5作为直接反应法的较佳试验条件。

图4 醋酸缓冲液pH对TBA值的影响

2.2.2 SDS浓度对TBA值的影响

SDS浓度对TBA值的影响见图5。SDS作为一种表面活性剂，在试验中有利于MDA及其前体物质从面粉颗粒中游离出来，同时还能将与蛋白质结合的MDA分离出来，使测量结果更准确，SDS的浓度影响着MDA与小麦粉颗粒和蛋白质分离的分离效果。由图5可以看出，随着SDS浓度的增大，TBA值变化较大。在SDS体积分数为2%～4%TBA值比较稳定，大于4%时TBA值先增大后减小，在8%时TBA值达到最小，然后再增大，可能与SDS体积分数大于8%可以生成黄色物质在可见波长532 nm处有吸收有关，这与马长伟等［14］的研究结果应控制SDS浓度不宜超过6%很相似。因此选SDS体积分数为4%作为较佳试验条件。

图5 SDS浓度对TBA值的影响

2.2.3 正丁醇和吡啶的混合溶剂溶剂比对TBA值的影响

正丁醇和嘧啶的混合溶剂溶剂比对TBA值的影响见图6。正丁醇和嘧啶混合溶剂在试验中起到提取MDA和TBA反应生成的粉红色物质的作用，溶剂比影响着对粉红色物质的提取率。由图6可以看出，随着溶剂比增大TBA值逐渐减小，降至溶剂比为6∶1，TBA值比较稳定，同时也说明溶剂比为6:1时能够更好的消除挂面中其他醛类物质与TBA反应生成的黄色物质对试验结果的影响，又能对TBA反应生成的粉红色物质的提取率达到最高，与马长伟等［14］试验结果类似。故选择正丁醇和嘧啶的混合溶液溶剂比6:1作为较佳试验条件。

综上所述，直接反应法的较佳试验条件为:醋酸缓冲液pH 2.5、SDS体积分数4%、正丁醇和嘧啶混合溶剂溶剂比 6∶1。

2.3 二种方法比较

2.3.1 回收率试验结果

回收率试验结果见表1。经计算，三氯乙酸抽提法回收率试验的最终平均回收率为82.70%，直接反应法回收率试验的最终平均回收率为75.57%，由此可以判断使用三氯乙酸抽提法预处理，挂面中丙二醛的损失相对较少，所测定结果较接近于挂面中丙二醛含量的真实值。

表1 回收率试验结果

2.3.2 精密度试验结果

精密度以变异系数(RSD)表示，三氯乙酸抽提法和直接反应法6、7号粉精密度试验结果见表2和表3。从表2和表3可以看出，三氯乙酸抽提法的精密度试验结果的相对标准偏差(RSD)均小于直接反应法粉6和粉7精密度试验结果的相对标准偏差(RSD)，可能是直接反应法中有机溶剂不断挥发导致吸光度测定不稳定，说明与直接反应法比较三氯乙酸抽提法试验测定过程出现随机误差的可能性较小。

表2 三氯乙酸抽提法精密度试验结果

表3 直接反应法精密度试验结果

三氯乙酸抽提法测定TBA值标准曲线:y=2.13x －0.002 2 R2=0.999 8

直接反应法测定TBA值标准曲线:y=2.171x+0.009 8 R2=0.999 5

相对标准偏差RSD=［(Sw/x)×100］(x为测定平均值)，Sw=［∑(xi－x)2/(n－1)］1/2(n为测定轮数)

2.3.3 检测限试验结果

经数据处理，三氯乙酸抽提法和直接反应法测定丙二醛含量分别在 0.001 5～0.4 μg/mL 和0.003 75～0.4 μg/mL 范围遵从 Beer定律，检测限分别为 12.50 μg/kg(K=2.130)和 39.08 μg/kg(K=2.171)。

2.3.4 重复性试验结果

重复性试验结果见表4。经计算，三氯乙酸抽提法和直接反应法测得每千克试验6号挂面含丙二醛分别为0.388 4 mg和0.624 4 mg;6次重复性试验数据的相对标准偏差(RSD)分别为1.25%和1.75%，说明二种方法都有较好的重现性，与直接反应法相比较三氯乙酸抽提法的测量值重现性较高，平均值有更好的代表性。

表4 重复性试验结果

3 结论

本研究优化TCAEM和DRM测定挂面中丙二醛含量的试验条件，比较了二种方法的加标回收率、精密度、检测限和重复性。通过上述试验，得出如下结论:

应用TCAEM对原料进行预处理时，在三氯乙酸质量分数为10%，料液比为1∶12，搅拌时间为2 h时丙二醛含量稳定。应用DRM对原料预处理时，在醋酸缓冲液pH为2.5，SDS体积分数为4%，正丁醇和嘧啶的混合溶剂溶剂比为6∶1时丙二醛含量稳定。

TCAEM 3个浓度水平回收率均大于DRM，说明在丙二醛的测定过程用使用TCAEM挂面中丙二醛的损失相对较少，测定结果较接近于挂面中丙二醛含量的真实值;TCAEM的变异系数(RSD)小于DRM，说明在试验操作过程中应用TCAEM出现随机误差的可能性较小;TCAEM的最低检测限小于直接反应法，说明TCAEM灵敏度较高。上述结果表明:与DRM比较，TCAEM更适合于挂面中丙二醛含量的测定。

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Study of Malondialdehyde Determination Methods in Dry Noodles

Gao Jun1Chen Jiwang1Zhou Qi1Cao Jiuchao1Cui Cheng1Li Qinglong1Chen Keming2
(Wuhan Polytechnic University1，Wuhan 430023)
(Kemen Noodle Manufacturing Co.，Ltd.2，Nan County 413200)

The content of malondialdehyde(MDA)is one of important indexes to evaluate rancidity of dry noodle.The experimental conditions of trichloroacetic acid extraction method(TCAEM)and direct response method(DRM)were optimized to determine the content of MDA in dry noodle in the paper，and recoveries，precision，detection limit and repeatability of these two methods were compared.The results showed that optimal extraction conditions of TCAEM were that，TCA mass fraction 10% ，ratio of solid to liquid 1∶12，stirring time 2 h;optimal extraction conditions of DRM were that acetic acid buffer solution pH2.5，SDS mass fraction 4%，the mixture of N －butyl alcohol and pyridine 6:1(v/v).When the samples were spiked with 10，20 and 30 μg/mL of MDA standard materials(TEP)，the average recoveries were 82.61%、83.33%and 82.15%respectively by TCAEM，while the relative standard deviation(RSD)was 1.016 0%with the lowest detection limit of 12.50 μg/kg(K=2.13)and repeatability experiment RSD1.25%(n=6).The average recoveries were 79.78%，79.60%and 80.97%respectively by DRM and RSD was 1.776 3%with the lowest detection limit of 39.08 μg/kg(K=2.171)and repeatability experiment RSD 1.75%(n=6).Test results showed that TCAEM was more suitable for the determination of MDA content in dry noodle.

dry noodle，malondialdehyde，trichloroacetic acid extraction method，direct response method

TS213.2

A

1003－0174(2012)03－0115－07

武汉工业学院大学生创新性实验计划(CX200903)

2011－06－15

高俊，男，1987年出生，硕士，食品科学与工程

陈季旺，男，1970年出生，副教授，博士，粮食、油脂与植物蛋白工程