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研究生:邵和雍
研究生(外文):Shao, Her-Yung
論文名稱:食品中3-單氯丙二醇之研究
論文名稱(外文):Analysis the 3-monochloro-1,2-propanediol in foods
指導教授:林頎生
指導教授(外文):Lin, Chyi-Shen
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:食品科學系
學門:農業科學學門
學類:食品科學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:調味料氣相層析質譜儀醬油吐司麵包
外文關鍵詞:seasoningsgas chromatography mass spectrometrysoy saucetoasted bread
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3-單氯丙二醇(3-Monochloro-1,2-propanediol,簡稱3-MCPD)為近年來發現存在於調味料及部分食品的有害化學成分。本研究分三部份,首先針對不同樣品(醬油、油膏、粉體、含油脂多的樣品)中的3-MCPD,尋求適當的分析前處理方法,以保證試驗準確性;其次也監測3-MCPD在儲存過程及在烹調過程前後的變化;最後從製程中探討降低化學醬油所含3-MCPD的方法。經評估我們選擇毛細管氣相層析質譜儀,來檢測食品中之3-MCPD;試驗顯示在不同樣品中添加0.1 ppm及0.025 ppm之3-單氯丙二醇-d5內標準劑,回收率可達79-91%,具有良好的線性範圍及靈敏度。依所開發之方法檢測不同食品烹調前後及儲存過程3-MCPD的變化發現,醬油經100℃加熱0.5小時後,3-MCPD含量並沒有顯著變化,但經延長加熱2小時後,3-單氯丙二醇含量確有明顯減少。在焙烤的吐司麵包中也發現有23-318 ppb不等含量的3-MCPD。而監測存放一年半的醬油,發現其含量和儲存環境之溫度有關。化學醬油雖有3-MCPD,只要在製程上調整pH值及加熱時間,即可使3-MCPD的含量降至歐盟標準10 ppb以下。
3-Monochloro-1, 2-propanediol (3-MCPD) is a harmful chemical which has been found in some seasonings and foods. This research was divided into three parts. First, we developed a reliable pre-treatment and analysis of 3-MCPD for different samples including soy sauce, powder and seasoning pastes. Then, we monitored the amount of 3-MCPD through the storage and the cooking processes. Finally, we attempted to decrease 3-MCPD amount in soy sauce production. After comparison, the capillary gas chromatography mass spectrometry (GC/MS) was selected as our analysis instrument. The recovery of 3-MCPD-d5 internal standard added at 0.1 ppm and 0.025 ppm in different samples were in the range of 79-91%. The amount of 3-MCPD in soy sauce; did not show significant difference after 100℃ treatment for 0.5 hour. However, 3-MCPD decreased significantly when soy sauce was heated over 2 hours. The toasted bread study showed that 3-MCPD was detected from 23 to 318 ppb in different samples. After 1.5 years storage of soy sauce, 3-MCPD correlated with the surrounding temperatures. In conclusion, chemically processed soy sauce cannot avoid 3-MCPD existing, but carefully adjusting the pH value and heating time during process 3-MCPD can be controlled to lower than 10 ppb.
中文摘要………………………………………………………..I
英文摘要…………………………………………………………II
謝誌………………………………………………………………III
目錄………………………………………………………………IV
圗表目錄…………………………………………………………VI
第ㄧ章 前言..........................................1
第二章 文獻回顧………………………………………………..2
2.1 食品中3-單氯丙二醇存在狀況………………………2
2.2 各國對3-單氯丙二醇的限制……………………....3
2.3 3-單氯丙二醇的毒性…………………………………5
2.3.1 3-單氯丙二醇的代謝…………………………………7
2.3.2 3-單氯丙二醇的急、慢性毒性作用…………………7
2.3.3 3-單氯丙二醇的致突變性……………………………7
2.3.4 3-單氯丙二醇的攝量之評估……..…………………8
2.4 3-單氯丙二醇之現行分析方法及探討………………10
2.4.1 使用電子捕捉偵測器(ECD)………………………….10
2.4.2 使用火焰游離偵測器(FID)………………………….11
2.4.3 使用毛細管電泳裝置…………………………………11
2.4.4 使用高分子聚合物分子篩……………………………11
2.4.5 使用氣相層析質譜儀(GC/MS)………………………….13
2.5 水解植物蛋白質中3-單氯丙二醇之探討..........21
第三章 材料與方法………………………………………………23
3.1 實驗設計……………………………………………..23
3.2 實驗材料………………………………………………24
3.3 實驗方法………………………………………………24
3.3.1 最適檢測方法…………………………………………24
3.3.1.1 最適冲提液之測試……………………………………25
3.3.1.2 最適衍生化條件測試…………………………………25
3.3.1.3 不同樣品的最適萃取條件……………………………27
3.3.1.4 檢測流程………………………………………………28
3.3.1.5 最適檢測方法的比對試驗……………………………29
3.3.2 醬油製品在儲存過程的變化…………………………30
3.3.3 食品在烹調過程前後3-MCPD的變化…………………30
3.3.4 水解植物蛋白質中3-MCPD之生成和製程的相關性及降低水解植 物蛋白質中3-MCPD之可行性…………………......32
第四章 結果與討論………………………………………………33
4.1 最適檢測方法之探討…………………………………33
4.1.1 檢量線…………………………………………………33
4.1.2 最適冲提液之探討……………………………………36
4.1.3 衍生化最適反應溫度與時間之探討…………………39
4.1.4 不同樣品的萃取條件…………………………………44
4.1.5 最適檢測方法的比對試驗探討………………………48
4.2 醬油製品在儲存過程中3-MCPD的變化………………53
4.3 食品在烹調過程前後3-MCPD的變化…………………55
4.4 水解植物蛋白質中3-MCPD之生成和製程的相關性及降低水解 植 物蛋白質中3-MCPD之可行性…………………. 60
第五章 結論………………………………………………………63
參考文獻……………………………………….......…………64
附錄一…………………………………………………………….71
附錄二…………………………………………………………….75
圖 表 目 錄
圖1 3-MCPD生成圖…………………………………………2
圖2 3-MCPD高分子的模板的製作圖………………………12
圖3 3-MCPD溶在丙酮中的反應……………………………13
圖4 3-MCPD加BSTFA衍生化反應圖……………………….14
圖5 3-MCPD加BSTFA衍生化後氣相層析圖……………….14
圖6 3-MCPD加BSTFA衍生化後質譜圖…………………….15
圖7 3-MCPD加Phenyl boronic acid衍生化反應圖…….16
圖8 3-MCPD加Phenyl boronic acid衍生化後質譜圖….16
圖9 3-MCPD加HFBI當衍生試劑反應圖……………………18
圖10 3-MCPD加HFBI衍生後經GC/MS可能斷裂的片段圖….18
圖11 3-MCPD加HFBI衍生化後質譜圖………………………20
圖12 3-MCPD-d5加HFBI衍生化後質譜圖………………….20
圖13 3-MCPD之半衰期和pH值及溫度的關係圖……………22
圖14 實驗設計………………………………………………23
圖15 3-MCPD初步萃取淨化步驟圖…………………………26
圖16 吐司麵包烘烤成度圖(A)未經過烘烤(B)中烘烤(C)重烘
烤………………………………………………………31
圖17 3-MCPD標準品及內標劑之層析圖及質譜圖…………34
圖18 3-MCPD 3ppb ,5ppb ,10ppb, 20ppb四個不同濃度之檢量
線………………………………………………………35
圖19 3-MCPD-d5在不同溶液的冲提下之回收率………….38
圗20 3-MCPD-d5衍生化反應回收率與反應時間關係圖….42
圗21 3-MCPD-d5衍生化反應回收率與反應溫度關係圖….43
圖22 不同樣品添加3-MCPD-d5內標準劑之層析圖.......45
圖23 各實驗室檢測3-MCPD的Z-Score圖………………….51
圖24 各實驗室對醬油及醬油粉3-MCPD的尤頓圖…………52
圖25 吐司經烘烤前後3-MCPD層析及質譜…………………56
圖26 醬油經加熱前後3-MCPD層析及質譜圖………………57
圖27 改變水解植物蛋白質製程3-MCPD層析及質譜圖……61
表1 各國對3-單氯丙二醇的限制量………………………6
表2 各國從醬油中攝入3-MCPD的平均量…………………9
表3 3-MCPD,2-MCPD 和3-MCPD-d5加HFBI衍生後經
GC/MS可能斷裂的片段表.......................19
表4 不同冲提液不同體積偵測3-MCPD-d5之結果……….37
表5 3-MCPD-d5衍生化反應產物和反應時間關係表…….40
表6 3-MCPD-d5衍生化反應產物和反應溫度關係表…….41
表7 相同前處理方式偵測不同樣品中3-MCPD-d5之回收率46
表8 改良的前處理方法偵測不同樣品中3-MCPD-d5之回收
率……………………………………………………..47
表9 醬油及醬油粉中3-MCPD各單位測試結果……………49
表10 各實驗室對醬油及醬油粉之3-MCPD Z值表…………50
表11 醬油中3-MCPD和存放時間的關係……………………54
表12 吐司麵包經再烘焙後3-MCPD的含量……………………58
表13 醬油經再加熱3-MCPD的含量…………………………59
表14 改變水解植物蛋白質的製程3-MCPD的含量…………62
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