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拉曼光谱告诉您,妈妈为什么不让吃那么多糖果

点击次数:66  发布时间:2021-09-03

我们在超市中买到的几乎所有糖果中都添加了很多添加剂,其中一个常见的添加剂就是二氧化钛,它是允许使用的一种“白色色素"。就拿榴莲糖来说,它添加了“二氧化钛"和“柠檬黄"两种色素,就是因为有了二氧化钛的“调色"作用,才会让榴莲糖看起来更像榴莲的淡黄色。



二氧化钛究竟是什么?

有人说它是“优秀的增白剂",还被称为“食品级"色素,乍一听,好像很优秀的样子。如果你在食品配料表里没有看到“二氧化钛"这个字眼,先不要惊喜,再看看有没有“E171",它们是同一种东西。


目前在世界卫生组织的致癌物评级中,E171被评为2B级,意思是说这种物质对动物和人致癌的证据不够充分。目前绝大部分国家,E171都可以当做常规的食品添加剂,同时也对这种添加剂的使用量作出了应用范围规定。在美国,FDA给出的限量范围是 1%,在中国,E171只能在一些有限的食品分类中使用。


不过法国已经禁止E171作为食品添加剂了,禁令自2020年1月1日起生效。法国不是因为它是2B类致癌物,而是因为不能证明其作为食品添加剂对人体无害。法国对食品安全使用“怀疑原则",即如果怀疑其对人体有害,就可以考虑禁止。E171作为食品添加剂,一没有营养价值,二不会延长食品保质期,主要作用是为了食品美观,也就是说,食品添加E171对消费者并没有实质益处,考虑到摄入二氧化钛对人体的潜在危害,禁止二氧化钛作为食品添加剂也是合情合理。


妈妈为什么不让吃那么多糖果?

人工色素过量!


其实很多消费者也的确是外貌协会的,一部分厂家为了让小食品变得更美、卖相yi流,往往过量使用人工合成色素,比如膨化食品、面粉、丸子、饮料、果冻、糕点、脱脂奶、冰淇淋、糖果等。但人工合成色素对人体的风险高于天然色素,消费者如果长期或一次性大量食用色素含量超标的食品,可能会造成腹泻等症状,尤其对儿童的健康发育危害很大。


国际癌症研究机构(IARC)已经把E171列为可能致癌物质。悉尼大学的一项最新研究证明,二氧化钛进入大肠后会形成一层生物膜来保护自己,破坏肠道菌群,可引发炎症性肠病,甚至结肠直肠癌。同时在短时间内,还会影响免疫系统。这并不是危言耸听,而是科学论证,为的是让我们多点天然,少点添加剂,不要被锃白透亮的外表所you惑。


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糖果中E171一般是与其他色素配合使用的,起到柔和颜色的效果。我们用超市买回来的糖果做了一个有意思的实验:用拉曼光谱检测糖果中E171的含量。

拉曼光谱实验过程

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图 1:实验样品:糖衣甘草(A);糖衣花生(B);

糖果戒指(C)。

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图 2:红色突出显示的是能用于证明E171存在的峰位;灰色突出显示的是其他特征峰位。作为参考,使用还测量了不含E171的糖霜。


使用Cora5001测量了糖果(样品见图1)的拉曼光谱,这些糖果的成分表中都有E171,最后得到图2所示的拉曼光谱。由于大多数糖果的主要成分是糖,所以也测量了不含有E171成分的糖霜作为参考



E171的定性检测

除了参考样品(不含E171的糖霜),其他样品均检测出了代表E171的强特征峰143cm-1(以红色突出显示)。即使E171含量低于1%,也能够检测到其很强的特征峰。因此,能否检出特征峰143cm-1可以用判断糖果中是否存在E171。


E171的定量检测及检出限

我们利用混有不同含量E171的糖霜样品进行二元体系定量实验。样品中E171的含量为0~1%,涵盖了食品中E171通常的含量范围和限量。


使用Cora5001拉曼仪软件中的“简单量化工具(Simple Quantification Tool)"模型进行定量分析。由于测量参数(如焦距、曝光时间等)往往是可以改变的,因此建议使用相对的量化指标(如峰面积比或峰强比)用于定量分析。


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图3:不同E171含量的混合样品的拉曼光谱

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图4:(上图)不同E171含量的混合样品的照片;

(下图)E171特征峰640cm-1与糖特征峰850cm-1的峰面积之比与E171含量的线性回归线。



定量分析使用的是E171的特征峰640cm-1,因为该峰的检测出限较低,并且该峰与糖的850 cm-1处的特征峰有很强关联(见图3)。E171含量与上述两峰的峰面积之比呈线性关系(见图4)。


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表 1:Cora 5001中“简单定量工具"的设置



对于一些简单分析体系,可以使用Cora5001拉曼仪软件中的“简单量化工具(Simple Quantification Tool)"模型进行定量分析。通过输入一些分析参数,包括zhi定需要分析的峰位和量化度量指标,就可以建立好这个模型,表1是利用该工具进行E171定量分析的界面设置情况。通过这个工具我们可以非常方便的得到定量分析曲线,以及未知样品的含量信息,而且还可以将这个简单定量分析模型保存在仪器中,如果后续的分析体系一致可以继续使用这个模型进行定量分析。


为了测定E171的检出限和定量限,用该定量模型进行了10次测定,结果显示E171的检出限为0.014%,定量限为0.046%。


Cora5001拉曼光谱仪是一个通用的分析工具,应用范围非常广泛,在很多领域中都发挥了独特的技术优势,如珠宝玉石、石墨烯、硬质材料、聚合物材料、医药、锂电池等。


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