婴幼儿食品添加剂维生素B2的稳定性研究

来源：食品添加剂供求网发布时间： 6/26/2017 9:39:23 AM

    1· 引言
    维生素 B2 又名核黄素, 微溶于水, 是人体内黄酶类辅基[1]的组成部分(黄酶在生物氧化还原中发挥递氢作用), 当缺乏维生素B2 时, 就会影响机体的生物氧化, 使代谢发生障碍。人体内维生素B2 储存有限, 因此每天都要由饮食提供。
    国内外关于维生素 B2 的研究很多, 但在婴幼儿配方粉中维生素的稳定性方面研究较少, 单纯针对某一种维生素的研究更少。常用的维生素B2 的检测方法有: 高效液相色谱法、可见紫外光分光光度计法、液相色谱-串联质谱法[2, 3]等。国标法为高效液相色谱法[4], 其测定步骤繁琐, 不利于大量样品的快速检测。维生素B2 有游离态和结合态[5]两种存在形式,婴幼儿配方奶粉中的维生素B2 主要以游离态形式存在, 高效液相色谱仪对结合态的维生素B2 不敏感,为测量全面, 本实验用分光光度计法测定。
    维生素 B2 作为婴幼儿食品添加剂, 在婴幼儿食品的加工过程中会受到不同程度的理化环境影响,维生素B2 作为水溶性维生素在婴幼儿配方粉的加工过程中还会受到多种化学物质的干扰, 因此很有必要就其稳定性进行研究。
    2· 材料与方法
    2.1 仪器与试剂
    恒温培养箱(DHP-9012 上海一恒科学仪器)、紫外可见光分光光度计(SP-752 上海光谱)、恒温水浴锅(HWS-26 上海一恒科学仪器)、精密pH 计(S20 上海梅特勒-托利多)、电子分析天平(JJ200 双杰电子)等。维生素 B2 标准品(上海蓝季生物有限公司)(分析纯)、维生素C 标准品(上海蓝季生物有限公司)(分析纯)、维生素A 标准品(上海蓝季生物有限公司)(分析纯)、双氧水(上海蓝季生物有限公司)(分析纯)、苯甲酸钠(天津市石英钟厂霸州市化工分厂)、葡萄糖(天津市科密欧化学试剂开发中心)(分析纯)、蔗糖(北京化工厂)(分析纯)、山梨酸钾(天津市石英钟厂霸州市化工分厂)、盐酸、氢氧化钠溶液(天津市科密欧化学试剂开发中心)。
    2.2 实验方法
    2.2.1 维生素B2 标准液配制
    用分析天平称取维生素B2 标准品5 mg(精确到0.0001 g), 加入蒸馏水定容至500 mL 容量瓶中, 制得浓度为10 μg/mL 的维生素B2 标准液[7]。
    2.2.2 维生素B2 标准曲线的绘制
    首先用紫外分光光度计确定维生素B2 的紫外光谱特性进而得知其最大紫外吸收波长。将维生素B2盐酸溶液在200~500 nm[6]波长范围内扫描, 见图1。通过所得吸光值得到维生素 B2 的最大紫外吸收波长为226 nm。以吸光值为横坐标, 维生素B2 浓度为纵坐标, 绘制维生素B2 标准工作曲线[11]。根据图2中公式求得维生素B2 的浓度。

    2.2.3 探究光照对维生素B2 稳定性的影响
    首先对维生素B2 标准液测量一次吸光值, 然后取15 个锥形瓶, 分别加入20 mL 维生素B2 标准液, 5个放在窗台上进行光照, 5 个放在黑暗处, 5 个在灯光下照射, 封口, 每间隔1 h 检测一次吸光值, 共检测5 次。
    2.2.4 探究温度对维生素B2 稳定性的影响
    首先对维生素 B2 标准液测量一次吸光值, 然后取20 个锥形瓶分四组, 分别加入20 mL 维生素B2 标准液, 放在恒温水浴锅加热, 设置不同的温度(25 ℃、45 ℃、65 ℃、85 ℃), 每个温度每隔1 h 检测一次吸光值, 共检测5 次。
    2.2.5 探究pH 值对维生素B2 稳定性的影响
    先用浓盐酸、氢氧化钠、去离子水、精密pH 计等药品和仪器配制pH 值为1、3、8、11、13 的反应液各150 mL。取25 个锥形瓶, 分别加入20 mL 维生素B2 标准液, 再分别加入等体积的反应液测量一次吸光值, 然后对维生素与反应液的混合液测量一次吸光值作为初始吸光值, 室温下黑暗密封储存。每间隔1 h 检测一次吸光值。
    2.2.6 探究金属离子、防腐剂、氧化剂、抗氧化剂及糖类对维生素B2 稳定性的影响
    五种影响因素的研究方法相似, 首先对维生素B2 标准液测量一次吸光值, 然后取个锥形瓶加入20mL 维生素B2 标准液, 再加入等量的反应液, 分别含有金属离子(Na+、K+、Ca2+、Fe3+、Cu2)、防腐剂(山梨酸钾和苯甲酸钠)、氧化剂(H2O2)、抗氧化剂(Vc)和糖类(葡萄糖和蔗糖), 在黑暗中放置5 h, 每间隔1h 测定一次吸光值, 共检测5 次。
    所有影响因素的研究最后均以反应时间为横坐标, 维生素B2 保存率为纵坐标绘制曲线。得出维生素B2 在不同影响条件下的损失情况。
    3· 结果与分析
    3.1 光照对维生素B2 的影响
    如图 3 所示, 光照1 h 后维生素B2 的保存率约为59%, 可见光线对维生素B2造成严重损失, 黑暗条件下维生素B2 的保存率很高, 5 h 后依然能达到95%,灯光对维生素B2 也不会造成较大损失, 最高损失率为6.7%。光对维生素的破坏主要通过光氧化作用形成单线态氧[12], 进一步作用于分子中的稀二醇结构生成多羰基化合物, 吸收日光中的紫外线引发降解[7]。

    3.2 温度对维生素B2 的影响
    如图 4 所示, 温度对维生素B2 造成的损失不大,5 h 最高损失率仅为8%, 室温25 ℃时5 h 后损失率为6%, 温度升高到40 ℃和60 ℃后损失率也不会显著增加, 可见维生素B2 对温度不敏感, 在生产加工中的巴氏杀菌等加热方式不会显著破坏维生素B2 的稳定性。

    3.3 pH 对维生素B2 的影响
    如图 5 所示, 维生素B2 在酸性和中性条件下较为稳定, 5 h 后保存率可达94%到96.4%, 在碱性条件下会受到影响, 最低保存率为77.9%。在大多数食品加工中, 食品pH 体系多处在酸性或中性范围内, 因此维生素B2 在食品加工中的稳定性相对较好。

    3.4 金属离子对维生素B2 的影响
    由图 6 可知, 不同金属离子对维生素B2 的稳定性影响差异较大。Na+基本不会影响维生素B2 稳定性,K+和Ca2+对维生素B2 稳定性的影响程度在3%-5%左右; 而Mg2+会造成维生素B2 稳定性下降, 降幅可达到10%; Fe3+、Cu2+可以与维生素B2 发生反应进而影响其稳定性[8]。

    3.5 氧化剂及抗氧化剂对维生素B2 的影响
    由图 7 表明, 双氧水对维生素B2 的氧化作用不大, 维生素C[13]可以在一定程度上破坏维生素B2, 5 h后B2 的保存率为86.2%。

    3.6 防腐剂对维生素B2 的影响
    从图 8 中可以看出, 山梨酸钾和苯甲酸钠对维生素B2 的稳定性影响均不显著。

    3.7 糖类对维生素B2 的影响
    由图 9 结果表明, 葡萄糖在低浓度和高浓度情况下对维生素B2 的稳定性均没有影响, 然而蔗糖在浓度为20%时会对维生素B2 造成损失, 维生素B2 的最低保存率为70.3%。

    4 ·结论
    本文研究了多项因素对维生素 B2稳定性的影响,通过研究结果可知日光照射对维生素B2 稳定性影响显著, 而灯光、高温、强酸环境条件对其影响不大, 因此在婴幼儿食品中添加维生素B2 时尤其注意避光。常见的食品添加剂山梨酸钾[14]和苯甲酸钠[9]、以及氧化剂双氧水[10]对维生素B2 的影响有限。在不同化学物质对维生素B2 的影响方面, 发现不同的金属离子和不同的糖对维生素B2 的影响不同。常见的几种金属中Mg2+5 h 内可对维生素B2 造成10%的损失, Fe2+和Cu2+可以与维生素B2 发生反应, 反应机制还有待研究。葡萄糖不能造成维生素B2 的损失, 因此在婴幼儿配方粉中可以添加, 蔗糖可以造成20%的损失,在配方粉加工过程中要注意考虑添加量。维生素C作为常见食品添加剂与B2 同时添加时也要考虑用量,因为维生素C 会影响维生素B2 的稳定性。

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