几种休闲食品中二氧化钛含量的测定

马嫄，刘平，车振明

（西华大学生物工程学院，四川成都610039）

二氧化钛，又称钛白，无臭、无味，是一种白色粉末。它的化学式为TiO2，分子量为79.9。由于TiO2不溶于水、盐酸、稀硫酸和有机溶剂，所以它几乎不与食品成分发生反应，可作为着色剂和食品增白剂应用在肉制品、鱼糜制品、糖果、焙烤食品、奶酪、糖衣、调味料和食品补充剂当中[1]。目前测定食品中TiO2含量的方法有可见-近红外光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、滴定法和比色法，由于可见-近红外光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪设备要求高，该方法难以大范围地推广应用；滴定法测得结果不准确，而且误差较大；比色法操作简单，对仪器设备的要求不高，比较适合推广应用[2-7]。本文在对比研究样品消解方法的基础上，采用比色法测定几种休闲食品中TiO2的含量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

某品牌米果卷、虾条、薯片、锅巴、雪饼，均为市售，购自世纪百盛超市。

混合酸：硝酸+高氯酸（9+1）。取1份高氯酸和9份浓硝酸，混匀。

盐酸（1+1）：量取100mL浓盐酸，与100mL水混匀。

盐酸（1+23）：量取10 mL浓盐酸，与230 mL水混匀。

2%硫酸（体积分数）：量取2 mL浓硫酸，缓慢加入98 mL水中，混匀。

抗坏血酸溶液（2%）：量取2 g抗坏血酸，用水溶解并稀释至100 mL，现配现用。

二安替比林甲烷溶液（5%）：称取5 g二安替比林甲烷，用（1+23）盐酸溶解并稀释至100 mL。

TiO2标准贮备液（1 mg/mL）：称取0.5 g TiO2（经150℃干燥3 h）于100 mL凯氏定氮瓶中，加20 mL浓硫酸，5 g硫酸铵，在通风橱中缓慢加热至TiO2完全溶解，冷却后转移至500 mL容量瓶并定容至刻度，聚氯乙烯瓶储存备用。

钛标准使用液（10 μg/mL）：准确吸取1 mL钛标准贮备液于100 mL容量瓶中，用2%硫酸稀释至刻度。

以上试剂均为分析纯，购自成都市科龙化工试剂厂。

1.2 试验仪器

UV-2600型紫外可见分光光度计：日本岛津公司；MDS-6型微波消解仪：上海新仪微波化学科技有限公司SINEO；HR-215S型海尔冰箱：青岛海尔集团；TE412-L型电子天平：北京赛多利斯仪器系统有限公司；其他均为实验室常用设备。

1.3 试验原理[8]

样品经酸消解后，在强酸性介质中钛与二安替比林甲烷形成黄色络合物，于分光光度计波长420 nm处测量其吸光度，采用标准曲线法定量。

加入抗坏血酸消除三价铁的干扰。

1.4 试验方法

1.4.1 样品的消解[8]

1）微波消解

称取5 g试样于微波消解罐内，加入2.5 mL浓硝酸和2.5 mL浓硫酸。设定微波消解的条件。消解结束后，消解罐自然冷却至室温。将消解液转移入50 mL容量瓶，用水少量多次洗涤消解罐，洗液合并于容量瓶中，用水定容至刻度，混匀。按以上步骤进行空白试验。

温控式微波消解程序（升温程序）：用5 min由室温升到120℃，于120℃保持3 min，用8 min由120℃升到220℃，于220℃保持20 min不变。

2）湿法消解

称取5 g试样于锥形瓶中，放数粒玻璃珠，加入10 mL混合酸，盖上表面皿，置于电炉上缓慢消解，至溶液澄清，继续加热至溶液剩余约3 mL，冷却，加入1 g硫酸铵和5 mL浓硫酸，煮沸至澄清，继续煮至高氯酸白烟倍赶尽。取下冷却，转移至100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，备用。按以上步骤进行空白试验。

1.4.2 显色[8]

移取适量定容后的溶液于50 mL容量瓶中，加入5 mL 2%抗坏血酸溶液，再依次加入14 mL（1+1）盐酸、6 mL 5%二安替比林甲烷溶液，用水稀释至刻度，放置40 min待测。

1.4.3 标准曲线的绘制

移取 0、0.5、2.5、5、10 mLTiO2标准使用液，分别置于一组50 mL容量瓶中，加入5 mL 2%抗坏血酸溶液，再依次加入14 mL（1+1）盐酸、6 mL 5%二安替比林甲烷溶液，用水稀释至刻度，放置40 min待测。此标准系列浓度为 0，0.1，0.5，1，2 μg/mL[8]。

图1 TiO2标准曲线Fig.1 Standard curve of TiO2

根据以上数据绘制得以浓度范围为0～2 μg/mL的标准曲线，标准曲线方程为y=0.251 7x-0.008，R2=1。

1.4.4 比色

以显色后的空白溶液为参比，用1 cm比色皿，于波长420 mm处，用分光光度计测量显色后的标准工作液和试样溶液的吸光度。

1.4.5 计算

按照以下公式计算试样中TiO2含量：

式中：X 为试样中 TiO2的含量，（g/kg）；c为由标准曲线得到的显色后试样溶液中的钛的浓度，（μg/mL）；V1为试样消解后初次定容的体积，mL；50为显色后试样溶液定容的体积，mL；m为试样的质量，g；V2为显色时试样溶液的体积，mL；1.668 1为1 g的钛相当于1.668 1 g TiO2；计算结果保留两位有效数字。

2 结果与分析

2.1 样品的消解

表1 微波消解Table 1 Microwave digestion

由表1、2可见，按照国标GB/21912-2008微波消解的条件进行样品的前处理，在微波消解完毕后，消解液中残留有部分未完全溶解的固体，这部分固体可能是未完全溶解的TiO2。在检测时经过过滤将固体部分留在定量滤纸上，澄清的溶液再进行下一步的显色和测定。再将过滤后滤纸进行高温灰化，称取灰分质量，得到样品的溶解部分的最终重量。在此过程会造成较大误差，因此会造成实验结果的不准确。而按照湿法消解的前处理方式，它创造了一个热浓硫酸的环境，有利于TiO2的完全溶解。因此用湿法消解进行样品的处理，最后的消解液是澄清透明的，无需经过过滤和灰化处理，结果更为准确，且实验结果得到的最后TiO2的含量远远高于微波消解的到结果。故整个实验接下来选用湿法消解样品，再测定其TiO2含量。

表2 湿法消解Table 2 Wet digestion

2.2 膨化类食品中TiO2含量的测定

2.2.1 不同品牌同一类型膨化食品中TiO2含量的测定

表3 同一类型膨化食品中TiO2的含量Table 3 Content of TiO2in the same type puffed food

由表3可知，几种米果卷产品中2号样本的TiO2含量最高，米果卷1和米果卷3的TiO2含量相当。GB2760-2011《食品添加剂使用标准》中规定TiO2在膨化类食品中最大使用量为10 g/kg，本次试验检测结果表明，三种米果卷中TiO2含量最高的2号样本都未超过1 g/kg，其他两种米果卷中的TiO2含量更是远远低于国家规定的TiO2使用量。

2.2.2 同一品牌不同类型膨化食品中TiO2含量的测定

由表4可知，同一品牌不同类型的膨化食品中，虾条中TiO2含量为0.40g/kg，蔬菜圈中TiO2含量为1.04 g/kg，薯片中TiO2含量为0.82 g/kg，锅巴中TiO2含量为1.26 g/kg，雪饼TiO2含量为0.93 g/kg。其中，锅巴中TiO2含量最高，虾条中TiO2含量最低，均低于国家标准规定使用最大量。

表4 不同类型膨化食品中TiO2的含量Table 4 Content of TiO2in the different type puffed food

3 结论

在选定最佳试验方法的条件下，测得TiO2标准曲线方程为Y=0.2517X-0.008，R2=1。不同品牌同一类型膨化食品中TiO2的含量都比较接近，而且都低于1 g/kg。同一品牌不同类型膨化食品中TiO2的含量就差异较大，最高值为1.26 g/kg，最低值却为0.40 g/kg。总体来说，同一类型和不同类型的膨化食品中TiO2的含量均远远低于国家标准规定使用量。

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[8]中国人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 21912-2008《食品中二氧化钛的测定》[S].北京:中国标准出版社,2008