檸檬黃( Tartrazine) 為水溶性偶氮類著色劑,是一種重要的功能性染料,又稱酒石黃、酸性淡黃或食用黃色4號,分子式為C16H9N4Na3O9S2,相對分子質量534.37,外觀呈橙黃色粉末狀,無臭味,易溶于水但不溶于油脂。其化學性質穩(wěn)定,耐酸、耐熱、耐鹽和耐光性好,但耐氧化性較差。
檸檬黃是中國和聯(lián)合國食品添加劑委員會公布可使用的水溶性人工合成色素,作為著色劑中最穩(wěn)定的一種,檸檬黃能與其他色素復配使用,調色性能優(yōu)良,著色力強,常用于蜜餞涼果、糖果、飲料等的食品著色,也用作藥品片劑、膠囊劑包衣及內服液體藥劑的染色,除此之外在化妝品、煙草、飼料、醫(yī)療器具、食用包裝、紡織、日化品、玩具、農藥、化肥、噴墨墨水等領域均有應用。
每日允許攝入檸檬黃最大量為7.5mg/kg,安全性高,世界各國普遍許可使用,在中國規(guī)定最大使用量為100mg/kg,是合成色素中毒性最弱的,但可能會導致兒童多動癥增加和易感人群的過敏反應(包括支氣管哮喘),與阿司匹林過敏的患者有交叉過敏反應。
相關歷史
1856年,威廉·亨利·帕金(William Henry Perkin)發(fā)現了第一種合成有機染料“苯胺紫”,隨后各種合成染料被發(fā)現,用于給食品、藥物和化妝品著色,因為這些染料最初是由煤炭加工的副產品生產的,又被稱為“煤焦油染料”。1860年前后化學合成色素用于食品后相繼發(fā)生中毒事故。1878年國際衛(wèi)生會議決議制止食品中使用化學合成色素,自此很多國家相繼停止使用。
1884年,齊格勒(Zeigler)發(fā)現了單偶氮色素,即食用黃色4號,用于糕點、農水產加工品和飲料的著色。1948年7月13日被日本厚生省發(fā)布的厚生省令第23號批準為食品添加劑,1964年7月15日生產出顆粒狀制劑,將性狀由“粉末”制訂為“顆?;蚍勰?,色素編碼為C.I.19140,C.I.Food 黃色 4,Schultz 737,E102。在美國的商品名為FD & C Yellow No.5(Tartrazine).
19世紀80年代,美國聯(lián)邦政府開始對顏色添加劑進行監(jiān)管,1881年美國農業(yè)部 (USDA) 化學局對食品中色素的使用及其成分進行評估,首批授權可使用人工色素的食品有黃油和奶酪。截至到1900年,已有695種不同的煤焦油染料出現在市場上,有些被用來隱藏劣質或有缺陷的食品,其中有許多明顯有毒性的物質如鉛、和汞,很多合成著色劑的起始材料也是毒素、刺激物、致敏劑或致癌物。1906年,美國國會通過了《食品和藥品法》,禁止在糖果中使用有毒或有害的顏色,禁止為掩蓋損害或低劣而對食品著色或染色。1907年,美國農業(yè)部發(fā)布食品檢驗決定(F.I.D.) 76,其中批準用于食品的著色劑有七種。直到1931年,已有15種著色劑被美國批準用于食品,其中六種現如今還在使用,如 FD&C Blue No. 1(亮藍)、FD&C Blue No. 2(靛藍)、FD&C Green No. 3(固綠)、FD&C Red No. 3(赤蘚紅)、FD&C Yellow No. 5(檸檬黃)和FD&C Yellow No. 6(日落黃)。
1960年中國國務院批準了衛(wèi)生部、國家科委、輕工部提出的《食用合成染料管理暫行辦法》,允許使用莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃、蘇丹黃和藍這5種合成色素作為食用合成染料。除中國和美國外,比利時、加拿大、澳大利亞、奧地利、丹麥、芬蘭、日本、荷蘭、瑞士、英國、歐盟、法國和德國,檸檬黃都是被許可食用的色素。
理化性質
物理性質
檸檬黃為橙黃色粉末,無臭味。易溶于水,在0.1%水溶液中呈黃色,溶于56-81-5、丙二醇,微溶于乙醇和乙酸,不溶于油脂。21℃時的溶解度為11.8%,25℃時溶解度為:20g/100g(水)、12.0g/100g(25%乙醇)、4.0g/100g(50%乙醇)、20.0g/100g(25%丙二醇、25%甘油)。最大吸收波長為(428±2)nm。
化學性質
檸檬黃的化學性質穩(wěn)定,耐酸、耐熱、耐鹽和耐光性好,但耐氧化性較差,在鹽酸、檸檬酸、酒石酸中穩(wěn)定。其水溶液遇硫酸、硝酸、鹽酸及氫氧化鈉仍呈黃色,10%氫氧化鈉不會影響檸檬黃,但30%氫氧化鈉會使檸檬黃色澤稍變紅,硫酸亞鐵溶液可使其色澤變暗,還原時則褪色,遇明膠可加速褪色。
應用領域
食品領域
檸檬黃可單獨使用或與其他食用色素配合使用,與靛藍組合生成果綠色,與胭脂紅組合生成橘黃色,與莧菜紅組合則生成蛋黃色,因此可在果醬、糖果、面糊、 裹粉、煎炸粉、焙烤食品餡料及表面用掛漿、粉圓、復合調味料、蜜餞涼果、裝飾性果蔬、腌漬的蔬菜、熟制豆類、加工堅果與籽類、可可制品、蛋白巧克力和巧克力制品、蝦味片、糕點上彩裝、香辛料醬、飲料類、配制酒和膨化食品、即食谷物、谷類和淀粉類甜品、風味發(fā)酵乳、調制煉乳、冷凍飲品、果凍和蛋卷等熱銷產品中廣泛應用,是常用食用合成色素之一。
日化領域
檸檬黃可作為化妝品的著色劑,如化妝用香精、牙膏、花露水、頭油、頭蠟等,用于膏霜、乳液等化妝品著色的最大使用量為0.01%。
醫(yī)藥領域
檸檬黃用于內服液體藥劑的染色,可改善制劑外觀,識別制劑濃度,減少病人對服藥的厭惡感,提高對藥物的接受程度。一般質量分數為(5~10)×10-6。也用作片劑和膠囊劑的包衣著色。在藥劑中最大用量為0.1g/kg。通常配成1%貯備液使用,用量不能超過萬分之一。
其他
中國已批準的食品添加劑如莧菜紅、胭脂紅、檸檬黃和日落黃等可做飼料添加劑;可用于羊毛、蠶絲的染色;也可制色淀、正色感光膠片和吸附指示劑;還能制成可食性油墨用于食品包裝的印刷;是水性漆、塑料、乳膠等常用的黃色染料之一。
毒性
毒理學
動物毒性
檸檬黃在世界各國普遍許可使用,長期動物試驗表明檸檬黃安全性高,每日允許攝入量(ADI)為0~7.5mg/kg(bw)。小鼠口服檸檬黃的LD50>12.75g/kg,大鼠口服檸檬黃的LD50>2g/kg。
人體毒性
檸檬黃是合成色素中毒性最弱的,但部分患者使用后可能會發(fā)生過敏反應。對檸檬黃敏感的患者常見不良反應有哮喘、蕁麻疹、呼吸困難、胸痛、氣促、心動過速、血管性水腫和過敏性休克,可能會引起非血小板減少性紫癜。對兒童可引起運動功能亢進。對腎功能受損者,可引起敏感性瘙癢、紅斑性皮疹,嗜伊紅細胞增多。許多對乙水楊酸(阿司匹林)、吲美辛等抗炎藥藥物過敏的患者對檸檬黃有交叉過敏反應,合成著色劑無營養(yǎng)價值,長期過量食用可能會對人體健康產生影響。
其他危害
檸檬黃與10%葡萄糖和碳酸氫鈉飽和液以及DL-乳酸、維生素c等存在配伍禁忌。
制備方法
方法一(縮合法)
以對磺基苯肼與二羥基酒石酸在硫酸作用下縮合生成3-羥基5-羧基1-(4'-磺基苯基)-4-(4"-磺基苯偶氮-)鄰氮茂,將其再與氫氧化鈉反應生成檸檬黃。反應式如下:
方法二(重氮化-偶合法)
一酰草酸乙酯與對磺酸苯經縮合 、閉環(huán)和水解反應得到羧基磺代吡唑啉-5-。再耦合4-氨基苯磺酸的重氮翁鹽,然后用氯化鈉鹽析得到檸檬黃。
方法三
苯肼- 4 -磺酸和順丁烯二酸二甲酯經縮合反應得到吡唑酮甲,經水解和空氣氧化得到 1-( 4' - 磺基苯基)- 3- 羧基 5-吡唑啉酮中間體,最后與對氨基苯磺酸重氮鹽偶合得到檸檬黃,反應式如下:
檢測方法
電化學法
檸檬黃含有可被電化學還原的偶氮基團 (-N=N-),基于其在電極可產生電化學行為構建電化學傳感器,伏安法測得工作曲線,峰電流與待測物濃度呈線性關系,從而得出檸檬黃濃度??稍?a href="/hebeideji/2663695010246295631.html">水溶液體系中進行檢測,檢測限為1.42×10-4mg/kg,檢測范圍5.34×10-4~5.34mg/kg。優(yōu)點是操作簡便、響應快、 經濟環(huán)保、檢出限低。缺點是電極選擇性、電催化活性較差、檢測抗干擾性和重復性較差。
熒光探針法
基于檸檬黃對探針的的動態(tài)滅或靜態(tài)淬滅機制建立熒光傳感器,熒光淬滅程度可線性標定檸檬黃濃度。部分有機化合物探針的水溶性較差。檢測限為2.14μg/kg,檢測范圍5.34×10-3~1.87mg/kg。優(yōu)點是分析速度快、靈敏度高、樣品損傷小、選擇性好,還可實現可視化試劑盒的商品化生產。缺點是檢測成本較高,檢測結果易受環(huán)境因素影響、金屬納米材料的結構和尺寸無法精確把控、生物毒性大、易污染環(huán)境。
毛細管電泳法
在毛細管中接入高壓直流電場,使樣品中的粒子發(fā)生電泳,帶電分子與不帶電分子根據不同的電泳遷移率和分配系數被分開實現檸檬黃的分離和測定。可在水溶液體系中進行檢測。檢測限為0.68mg/kg,檢測范圍2.29~22.89mg/kg。優(yōu)點是經濟環(huán)保、選擇性較高、應用范圍廣、制成的試劑盒可實現檸檬黃的定性檢測。缺點是制樣困難、分離能力、靈敏度和重現性較差。
表面增強拉曼法(SERS光譜法)
建立標準液與SERS光譜特征峰強度的線性關系,分析特征峰強度確定檸檬黃濃度??稍谒芤后w系中進行檢測,檢測限為0.43ng/kg,檢測范圍5.34~5.34×104ng/kg。優(yōu)點是特征峰顯著、靈敏度高、可分析納米尺度混合物、檢測時間短、操作簡便。缺點是痕量檢測中信噪比低、易受干擾、結果準確性較低、成本相對較高。
免疫學法
利用酶聯(lián)免疫標記技術,修飾檸檬黃與酶偶合成抗原,再利用動物免疫實驗得特異性抗體,實現對待測物的特異性檢測??稍谒芤后w系中進行檢測,檢測限為0.014μg/kg,檢測范圍0.029~0.440μg/kg。優(yōu)點是靈敏度高、檢測迅速、操作簡便易控、特異性強、成本低。缺點是結果準確性差、易受相似色素的干擾,且抗體制備工藝復雜,不適合大批量制備。
安全事宜
安全標志
措施及防護
皮膚:避免接觸皮膚,誤觸后應立即用大量流動清水和肥皂沖洗被污染的皮膚,小心清潔褶皺、裂縫、折痕和腹股溝這些地方,可用潤膚劑覆蓋過敏的皮膚,如過敏現象未得到緩解要及時就醫(yī),重復使用被污染的衣服前要徹底清洗干凈。
吸入:應注意排氣通風和呼吸防護,使空氣污染物的暴露量低于暴露限值,誤吸后需要立刻轉移到通風良好的地方呼吸新鮮空氣,適當休息并給予醫(yī)療護理。
眼睛:避免接觸眼睛,所以需要佩戴護目鏡,面罩或呼吸器進行防護,不慎接觸后應用自來水沖洗(需要摘除隱形眼鏡)至少15分鐘并及時就醫(yī)。
食入:禁止吞食,誤食后不要催吐,應松開衣領、領帶、腰帶或腰帶等緊繃的衣物,如果呼吸困難需要立刻進行人工呼吸并給予醫(yī)療護理。
泄露處理
泄漏時可使用適當的工具將溢出的固體放入合適的廢物處理容器中,在受到污染的表面灑水進行清潔,并根據當地的監(jiān)管要求進行處理。
消防安全
檸檬黃在高溫下可能會燃燒,燃燒產物有碳氧化物(CO, CO2),氮氧化物(NO, 二氧化氮…),硫氧化物(SO2, SO3…)和一些金屬氧化物。小火可使用化學干粉滅火劑,大火可用水噴霧或泡沫滅火劑進行滅火,切勿使用噴水機滅火。
貯存及運輸
檸檬黃需要在陰涼、干燥處密封貯存,注意防潮,避免陽光直射,遠離熱源和火源。包裝保持完整以防污染,裝運時避免重摔防止損壞包裝,在機械沖擊下或靜電放電時有爆炸危險。不得與有毒物品、有色粉末、有異味的物質混運或共同儲存。
相關法規(guī)
相關事件
參考資料 >
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