拉曼光譜告訴您，媽媽為什么不讓吃那么多糖果
我們?cè)诔兄匈I(mǎi)到的幾乎所有糖果中都添加了很多添加劑，其中一個(gè)常見(jiàn)的添加劑就是二氧化鈦，它是允許使用的一種“白色色素"。就拿榴蓮糖來(lái)說(shuō)，它添加了“二氧化鈦"和“檸檬黃"兩種色素，就是因?yàn)橛辛硕趸伒摹罢{(diào)色"作用，才會(huì)讓榴蓮糖看起來(lái)更像榴蓮的淡黃色。
二氧化鈦究竟是什么?
有人說(shuō)它是“優(yōu)秀的增白劑"，還被稱(chēng)為“食品級(jí)"色素，乍一聽(tīng)，好像很優(yōu)秀的樣子。如果你在食品配料表里沒(méi)有看到“二氧化鈦"這個(gè)字眼，先不要驚喜，再看看有沒(méi)有“E171"，它們是同一種東西。
目前在世界衛(wèi)生組織的致癌物評(píng)級(jí)中，E171被評(píng)為2B級(jí)，意思是說(shuō)這種物質(zhì)對(duì)動(dòng)物和人致癌的證據(jù)不夠充分。目前絕大部分國(guó)家，E171都可以當(dāng)做常規(guī)的食品添加劑，同時(shí)也對(duì)這種添加劑的使用量作出了應(yīng)用范圍規(guī)定。在美國(guó)，F(xiàn)DA給出的*范圍是 1%，在中國(guó)，E171只能在一些有限的食品分類(lèi)中使用。
不過(guò)法國(guó)已經(jīng)禁止E171作為食品添加劑了，禁令自2020年1月1日起生效。法國(guó)不是因?yàn)樗?B類(lèi)致癌物，而是因?yàn)椴荒茏C明其作為食品添加劑對(duì)人體無(wú)害。法國(guó)對(duì)食品安全使用“懷疑原則"，即如果懷疑其對(duì)人體有害，就可以考慮禁止。E171作為食品添加劑，一沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，二不會(huì)延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，主要作用是為了食品美觀，也就是說(shuō)，食品添加E171對(duì)消費(fèi)者并沒(méi)有實(shí)質(zhì)益處，考慮到攝入二氧化鈦對(duì)人體的潛在危害，禁止二氧化鈦?zhàn)鳛槭称诽砑觿┮彩呛锨楹侠怼?/p>
媽媽為什么不讓吃那么多糖果？
人工色素過(guò)量！
其實(shí)很多消費(fèi)者也的確是外貌協(xié)會(huì)的，一部分廠家為了讓小食品變得更美、賣(mài)相yi流，往往過(guò)量使用人工合成色素，比如膨化食品、面粉、丸子、飲料、果凍、糕點(diǎn)、脫脂奶、冰淇淋、糖果等。但人工合成色素對(duì)人體的風(fēng)險(xiǎn)高于天然色素，消費(fèi)者如果長(zhǎng)期或一次性大量食用色素含量超標(biāo)的食品，可能會(huì)造成腹瀉等癥狀，尤其對(duì)兒童的健康發(fā)育危害很大。
國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）已經(jīng)把E171列為可能致癌物質(zhì)。悉尼大學(xué)的一項(xiàng)最新研究證明，二氧化鈦進(jìn)入大腸后會(huì)形成一層生物膜來(lái)保護(hù)自己，破壞腸道菌群，可引發(fā)炎癥性腸病，甚至結(jié)腸直腸癌。同時(shí)在短時(shí)間內(nèi)，還會(huì)影響免疫系統(tǒng)。這并不是危言聳聽(tīng)，而是科學(xué)論證，為的是讓我們多點(diǎn)天然，少點(diǎn)添加劑，不要被锃白透亮的外表所you惑。
糖果中E171一般是與其他色素配合使用的，起到柔和顏色的效果。我們用超市買(mǎi)回來(lái)的糖果做了一個(gè)有意思的實(shí)驗(yàn)：用拉曼光譜檢測(cè)糖果中E171的含量。
拉曼光譜實(shí)驗(yàn)過(guò)程
圖 1:實(shí)驗(yàn)樣品：糖衣甘草(A)；糖衣花生(B)；
糖果戒指(C)。
圖 2：紅色突出顯示的是能用于證明E171存在的峰位；灰色突出顯示的是其他特征峰位。作為參考，使用還測(cè)量了不含E171的糖霜。
使用Cora5001測(cè)量了糖果（樣品見(jiàn)圖1）的拉曼光譜，這些糖果的成分表中都有E171，最后得到圖2所示的拉曼光譜。由于大多數(shù)糖果的主要成分是糖，所以也測(cè)量了不含有E171成分的糖霜作為參考。
E171的定性檢測(cè)
除了參考樣品（不含E171的糖霜），其他樣品均檢測(cè)出了代表E171的強(qiáng)特征峰143cm-1（以紅色突出顯示）。即使E171含量低于1%，也能夠檢測(cè)到其很強(qiáng)的特征峰。因此，能否檢出特征峰143cm-1可以用判斷糖果中是否存在E171。
E171的定量檢測(cè)及檢出限
我們利用混有不同含量E171的糖霜樣品進(jìn)行二元體系定量實(shí)驗(yàn)。樣品中E171的含量為0~1%，涵蓋了食品中E171通常的含量范圍和*。
使用Cora5001拉曼儀軟件中的“簡(jiǎn)單量化工具（Simple Quantification Tool）"模型進(jìn)行定量分析。由于測(cè)量參數(shù)（如焦距、曝光時(shí)間等）往往是可以改變的，因此建議使用相對(duì)的量化指標(biāo)（如峰面積比或峰強(qiáng)比）用于定量分析。
圖3：不同E171含量的混合樣品的拉曼光譜
圖4：（上圖）不同E171含量的混合樣品的照片；
（下圖）E171特征峰640cm-1與糖特征峰850cm-1的峰面積之比與E171含量的線性回歸線。
定量分析使用的是E171的特征峰640cm-1，因?yàn)樵摲宓臋z測(cè)出限較低，并且該峰與糖的850 cm-1處的特征峰有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)（見(jiàn)圖3）。E171含量與上述兩峰的峰面積之比呈線性關(guān)系（見(jiàn)圖4）。
表 1：Cora 5001中“簡(jiǎn)單定量工具"的設(shè)置
對(duì)于一些簡(jiǎn)單分析體系，可以使用Cora5001拉曼儀軟件中的“簡(jiǎn)單量化工具（Simple Quantification Tool）"模型進(jìn)行定量分析。通過(guò)輸入一些分析參數(shù)，包括zhi定需要分析的峰位和量化度量指標(biāo)，就可以建立好這個(gè)模型，表1是利用該工具進(jìn)行E171定量分析的界面設(shè)置情況。通過(guò)這個(gè)工具我們可以非常方便的得到定量分析曲線，以及未知樣品的含量信息，而且還可以將這個(gè)簡(jiǎn)單定量分析模型保存在儀器中，如果后續(xù)的分析體系一致可以繼續(xù)使用這個(gè)模型進(jìn)行定量分析。
為了測(cè)定E171的檢出限和定量限，用該定量模型進(jìn)行了10次測(cè)定，結(jié)果顯示E171的檢出限為0.014%，定量限為0.046%。
Cora5001拉曼光譜儀是一個(gè)通用的分析工具，應(yīng)用范圍非常廣泛，在很多領(lǐng)域中都發(fā)揮了*的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如珠寶玉石、石墨烯、硬質(zhì)材料、聚合物材料、醫(yī)藥、鋰電池等。
安東帕Cora5001拉曼光譜儀
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