食品防腐剂范文
时间:2023-04-02 22:14:52
导语:如何才能写好一篇食品防腐剂,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:天然防腐剂;研究;开发;应用
中图分类号:TS202.3文献标识码:E文章编号:1672-979X(2007)03-0069-03
Development and Application of Food Preservative
ZHAO Dian-bo1,CHEN Bi-chun2, ZHANG Xiao-li3,BAI Yan-hong1
(1. College of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China; 2. Technical Center, Shenzhen Cigarette Factory, Shenzhen 518109, China; 3. Technical Center, Tianjing Cigarette Factory of Shanghai Tobacco( Group), Tianjing 300163, China)
Abstract:This article summarizes the characteristics and applications of food preservatives which have been extracted from plants, animals, microorganisms, and sea organisms in order to provide evidence for the research and development of new typical, safe, high effective and natural food preservatives.
Key words:natural preservative; research;development; application
食品防腐剂是防止因微生物作用引起食品腐败变质,延长食品保存期的一类食品添加剂。其防腐机制主要是降低食品的水分活度和pH值,破坏微生物的生长或代谢系统的正常运行,起到抑制微生物生长、延长产品货架期的作用。目前使用的防腐剂品种很多,美国有50多种,日本有43种,我国允许使用的超过18种,我国香港特区有27种。食品防腐剂分为化学防腐剂和天然防腐剂2大类。化学防腐剂又分为无机防腐剂和有机防腐剂。我国目前生产和使用的主要是有机酸及其盐类,如丙酸及其盐类、山梨酸及其盐类、苯甲酸类、对羟基苯甲酸酯类、乳酸和乳酸钠、双乙酸钠、单辛酸甘油酯、脱氢醋酸钠、焦亚硫酸钾等。近年随着人们生活和消费水平的提高,对食品加工的要求向“绿色”、“天然”、“安全”的方向转变,因此,研制开发天然、安全的食品防腐剂已成为食品添加剂领域研究的热点。
1 天然植物型食品防腐剂
近年的研究表明,一些天然植物及其提取物具有一定的防腐抑菌作用。这一发现引起了食品防腐剂研究者的兴趣和重视。目前,从香辛料和传统中草药中提取有效抑菌成分是研发天然植物型防腐剂的热点之一。
Gocho 研究了来源于植物的26种芳香族化合物的抗菌效果,发现桂醛、茴香脑等有效抗菌成分是通过作用于微生物的孢子发挥作用的。Nikaido等报道,毛桃和杏核油是通过抑制磷酸二酯酶活性而发挥对微生物的抑制作用[1]。近年发现大蒜、生姜、花椒、丁香、黑胡椒等许多香辛料的提取物都具有一定的防腐抑菌作用。丁香油树脂对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、汉逊氏酵母菌、黑曲霉菌、青霉菌等有很强的抑制作用,可作为天然食品防腐剂开发利用[2]。陈雄[3]等研究发现,大蒜油对金黄色葡萄球菌、伤寒沙门菌、变形杆菌、大肠杆菌、肉毒梭菌、黄曲霉、黑曲霉、产朊假丝酵母、啤酒酵母菌等有很好的抑制与杀灭作用。
我国中草药资源丰富,一些药食同源的中草药及其提取物不仅有一定的药用价值,而且有较强的防腐功能,其安全性已得到充分证实。甘草的乙醇提取物对革兰阳性芽孢杆菌和乳酸杆菌有较强的抑制作用。王青牡等[4]研究表明,丁香、乌梅对细菌、酵母菌和青霉菌有较强的抑制作用。黄连、防风可作为广谱抗菌剂使用,对芽孢菌和铜绿假单胞菌的抑制作用明显。中国林业科学研究院筛选并提取了大黄、黄连、黄芩、连翘、金银花、金钱草的有效成分,与天然紫胶溶液被膜剂配合使用制成了天然防腐保鲜复合膜,用于水果、蔬菜的防腐保鲜,效果明显。广东工业大学开发了以丁香、桂皮、花椒、百部、良姜、虎杖等为主要成分的复合水果保鲜纸;钦州市植物激素研究所研发了低毒、高效的中西药结合的稻谷、玉米保鲜剂,均具有良好的保鲜效果。
这些天然植物型防腐剂在防止食品腐败,发挥保鲜作用的同时,还具有抗氧化和防病保健的功能。目前,国内外市场上生产的大多数保健品的有效成分都是天然抗氧化物质。魏安池[5]等以56种常见植物为原料,研究了天然抗氧化剂的抗氧化效果。结果表明,补骨脂、厚朴、生姜、地榆、何首乌、白屈菜、香薷、丁香、肉豆蔻、牛蒡、草果、山楂等14种原料具有强抗氧化性能。这些药食两用植物或无毒植物原料及唇形科植物或在《全国中草药汇编》中阐述的富含酚类成分的原料均具有一定的开发潜力和应用前景。
2 天然动物型食品防腐剂
蜂胶是蜜蜂从植物树芽及树干上采集的树脂,加入蜜蜂上腭腮分泌物及蜂蜡等形成的一种天然物质,具有极强的抗细菌、真菌、病毒等微生物的作用。由于蜂胶有广谱抗菌作用,现已编入中国药典,广泛用于治疗多种疾病。目前,日本已将蜂胶用于果冻、糖果和口香糖等食品的防腐保鲜。
柞蚕抗菌肽是由35个氨基酸分子组成的多肽,等电点8.9~9.5,100 ℃加热10 min仍能保持一定的活性。对大多数革兰阳性菌和阴性菌都有作用,是一种安全、无毒、广谱的新型防腐剂[1]。
鱼精蛋白是鱼类成熟精细胞中的一种碱性蛋白,对大多数革兰阳性菌有明显的抑制作用,对革兰阴性菌的抑制作用较弱。可用于水产品、肉及肉制品、乳及乳制品、面食和蔬菜等食品的防腐保鲜。
3 新型微生物型食品防腐剂
随着生物技术的不断发展,以动植物或微生物的代谢产物为原料,经提取、酶法转化或发酵等技术生产天然生物型食品防腐剂逐渐受到重视,这也是今后防腐剂研发的主要方向。新型生物防腐剂,是指从生物体通过生物培养、提取和分离技术获得的具有抑制和杀灭微生物的生物活性物质。其中,微生物型防腐剂是近年开发的重点。
乳酸链球菌素(nisin),是由Lactococcus lactic菌株产生的一种由33个氨基酸残基组成的多肽,是第一个应用于食品防腐的细菌素,其生产基因稳定,陆续被许多国家接受和使用。主要用于乳和乳制品、肉和肉制品的防腐保鲜。nisin对革兰阳性菌特别是芽孢菌有很好的抑制作用,近期研究表明,在一定条件下nisin与EDTA配合使用,对革兰阴性菌有一定的抑制作用[6]。
纳他霉素(natamycin),商品名称为霉克,是链霉菌经生物技术精炼而成的生物防腐剂,对真菌、酵母菌、某些原生动物和某些藻类作用效果好,无抗细菌活性。主要在奶酪、肉制品和葡萄酒及果汁中用作抗真菌剂。在葡萄酒中能取代山梨酸和其它抗真菌剂,可减少SO2的使用量[7]。与传统的抗真菌剂比较,纳他霉素的使用浓度和用量较低。姜元荣等[8]研究发现,将纳他霉素和nisin配合使用可有效地防止传统方法酿造的酱油霉变,并可降低纳他霉素的用量。
纳豆是将接种过纳豆菌(Bacillus natto)的蒸煮大豆在适当温度、湿度下发酵而成的日本传统发酵食品。纳豆具有溶血栓、抗肿瘤、降血压和防治骨质疏松等多种功能[9]。纳豆菌是纳豆的生产菌种,在日本已使用了2000多年,纳豆菌发酵可生产抗菌蛋白,纳豆菌抗菌蛋白具有广谱抗菌作用,对革兰阳性菌、革兰阴性菌、酵母菌和霉菌都有一定的抗菌作用,特别是对志贺菌、金黄色葡萄球菌和异常汉逊酵母菌具有较强的抗菌作用[10,11]。
ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine),是由微生物发酵合成的一种由赖氨酸单体通过ε-酰胺键形成的多肽。对革兰阳性菌、革兰阴性菌、酵母菌和一些病毒均有抑制作用,且水溶性好、热稳定性高。目前,ε-聚赖氨酸正在被食品贮藏与加工、可降解生物材料、药物包被物、靶向药物载体以及医学研究等领域广泛应用[12]。日本学者腾井正弘将鸡肉浸渍在溶有0.12%ε-聚赖氨酸甘氨酸制剂混合液中,涂上面粉油炸,成品炸鸡30 ℃放置72 h,添加ε-聚赖氨酸的样品细菌总数为6.0?03个/g,空白样品细菌总数为3.6?08个/g,抑菌效果明显。ε-聚赖氨酸的抑菌机制主要是抑制微生物的呼吸,导致能量物质ATP和还原物质NADH缺乏,合成代谢受阻,使之不能维持活性的动态膜结构,代谢方向趋于水解,产生细胞自溶而致死。同时,ε-聚赖氨酸还可作用于生物膜系统和蛋白合成系统,与核糖体结合抑制蛋白和酶等生物大分子的合成。
4 新型海洋生物型食品防腐剂
壳聚糖及其衍生物是从甲壳类动物等的外壳提取或者经过人工降解而得到的一种多糖类天然高分子生物聚合物。壳聚糖是由D-氨基葡萄糖和D-乙酰基氨基葡萄糖2种结构单元组成的线性多糖。壳聚糖只能溶解于某些酸的溶液中,但不能直接溶解于水。壳聚糖的降解产物――低聚壳聚糖具有优良的水溶性和生物活性[13]。研究表明,0.005%的壳聚糖对金黄色葡萄球菌有抑制作用,0.02%的壳聚糖对芽孢杆菌有杀灭效果,壳聚糖乳酸盐可抑制革兰阴性菌,壳聚糖谷氨酸盐可抑制酵母菌。目前,壳聚糖在可食性膜生产中得到了广泛的应用,在水果和蔬菜的防腐保鲜方面效果明显。
研究发现,海藻中有许多具有抗菌活性的物质,如琼脂低聚糖、海藻糖等。此外,一些低聚的褐藻胶也有抗菌作用[14]。当前,对海藻低聚糖的抗菌作用正在作进一步的研究。
我国目前一些天然香辛料、中草药型防腐剂以及生物型防腐剂,鱼精蛋白和ε-聚赖氨酸等尚处于实验室研究或中试研究阶段,有些产品尚未实现工业化生产,因此,加强对新型、天然、高效的食品防腐剂的研发极为迫切,而且具有广阔的市场前景。
参考文献
[1]乔长晟,王玲,朱晓红.新型天然食品防腐剂的发展现状与趋势[J].宁夏农学院学报,2001,(4):60-63.
[2]吴传茂,陈雄,吴小刚. 丁香油树脂抑菌试验[J]. 湖北农业科学,2001,(6):78.
[3]陈雄,乔昕,林向东,等. 大蒜油抗菌作用的初步研究[J]. 中国调味品,2002,(10):14-15.
[4]王青牡,孙晓娟. 几种防腐抑菌中药的抗菌作用研究[J]. 江西中医学院学报,2001,(1):31-32.
[5]魏安池,代红丽,周瑞宝. 56种植物原料抗氧化性能研究[J]. 粮食与油脂,2003,(7):11-12.
[6]Modi K D. Sensitivity of nisin-resistant listeria monocytorenes to heat and the synergistic action of heat and nisin[J]. Lett Appl Microbiol, 2000, (30): 249-253.
[7]李颖辉,李东. 高效生物防腐剂纳他霉素发酵的研究[J]. 食品工业科技,2002,(1):57-58.
[8]姜元荣,钱海峰,孟德奇. 纳他霉素与乳酸链球菌素复合防腐剂在酱油防霉中的应用[J]. 无锡轻工大学学报,2002,21(2):170-172.
[9]Charles K, Rosenberg C N. Natto: the newest soy[J]. Nutr Sci, 2004, (4): 52-56.
[10] 钟青萍,谢俊杰,佘世望,等. 纳豆菌抗菌作用的研究[J]. 食品研究与开发,2001,22(6):20-22.
[11] 钟青萍,谢俊杰,佘世望,等. 纳豆菌抗菌蛋白的稳定性[J].中国食品添加剂,2002,(4):42-45.
[12] 徐红华,刘慧. 聚赖氨酸在牛奶保鲜中的应用研究[J]. 食品与发酵工业,2000,26(2):33-35.
篇2
艳 坤
目前市场上很多食品将“不含防腐剂”作为卖点来宣传。这在一定程度上误导了消费者,引起消费者对食品防腐剂的恐惧。据食品专家介绍,按照国家标准来使用防腐剂是对食品安全的一种保证,防腐剂多数都能被人体消化,合理使用对人体是无害的。
多数食品标注“不含防腐剂”
在商场、超市随处可以看到很多食品,如果汁饮料、茶饮料、罐头制品、调味品、蜜饯干果制品、方便面等,在外包装上都标注了“本品不含防腐剂”“本产品不添加任何食品防腐剂”等字样。在走访中,大多数消费者表示:标有“不含防腐剂”字样的食品更安全,要优先选购“不含防腐剂”的食品。
企业多从讨好消费者的角度出发
为什么这么多的食品企业非要围绕着防腐剂做文章呢?专家分析,主要原因有两个。一是迎合消费者对防腐剂的抗拒心理。近年来,一些食品安全事件让消费者顾虑重重。某些企业为了讨好消费者,就说自己的产品不含防腐剂。他们在宣称“本品不含防腐剂”时,有时是想让消费者认为他们生产的产品是纯天然的。实际上,加工过的食品,要想达到“纯天然”是很难的。二是为了打压竞争对手。专家指出,某些食品企业宣称产品不含防腐剂,可以让消费者以为他们企业生产的产品安全性比其他产品“过硬”,借此打压对手,这也算是一种不正当的竞争行为。
不必追捧“不含防腐剂”
据专家介绍,目前很多饮料的保质期都在12~18个月,尤其是碳酸类饮料,如果不含防腐剂,就不可能保证质量。一般知名生产厂家都会在外包装上标注所用防腐剂名称,但也不排除一些小厂商为谋求经济效益,本身使用了防腐剂而标注“不含”的。
此外,按照国家标准使用防腐剂是对食品安全的一种保证。专家介绍,目前国内允许在一定量内使用的防腐剂有29种,以动植物为原料提取的天然防腐剂为主,使用较多的是山梨酸和苯甲酸类。添加防腐剂是为了防止食品中微生物滋生从而引发食品腐烂变质。食品防腐剂多数会被人体消化,合理使用对人体是无害的。
“不含防腐剂”涉嫌虚假宣传
法律界人士认为,如果一旦本身含有防腐剂,但在其食品包装上标注“不含防腐剂”字样的,具有误导、暗示和贬低其他食品之嫌,违反了我国有关法律。
我国《广告法》《产品质量法》《消费者权益保护法》以及《食品标签通用标准》规定,经营者不得对其商品做“引人误解的宣传”。而本身产品含有却标明“不含”,对于同类产品是不公平的。另外,对消费者来说,也是一种欺骗,属于虚假宣传。
食品专家建议,如果含有防腐剂,却宣称“不含”,就属于虚假宣传。消费者要向工商、质检等相关执法部门举报,如果经检查后确实含有防腐剂,执法部门应依法查处。
什么是防腐剂?
防腐剂是指防止食品腐败、变质,延长食品保存期,抑制食品中微生物繁殖的化学物质。我国常用的防腐剂有苯甲酸钠(碳酸饮料和果汁)、噻菌灵(水果、蔬菜)、丙酸钙(糕点、面包)、乳酸链球菌素(植物蛋白食品、乳制品、肉制品)、山梨酸及其钾盐(广泛用于多种食品)。另外,广义的防腐剂还包括具有防腐作用的调料,如食盐、糖、醋、香辛料等,以及那些不直接加入食品,而在贮藏过程中应用的消毒剂和防霉剂等。
请还原牛奶的本来面目
娄 静
牛奶还能喝吗?本以为中国奶业市场在经历“问题奶粉事件”之后,厂家及消费者都会日趋理性,但日前接二连三的多美滋、OMP事件,使大家重新陷入了“乱花渐欲迷人眼”的困惑。牛奶市场目前问题百出,就是市场盲目化带来的恶果,普及基本的牛奶常识,还牛奶的本来面目,给老百姓一双“慧眼”、一份信心,比问责更为重要。
调查显示,消费者喝牛奶不只是为口感,更多是为追求健康。在经常喝牛奶的消费者中,仅15.79%的消费者是因为牛奶口味好而选择喝牛奶的。在喜欢喝牛奶的消费群体中,百分之百都认可牛奶的“营养价值”丰富。但什么才是“营养价值”丰富的牛奶呢?
牛奶的好坏,重要的是看它的指标含量是否符合标准,一般纯牛奶的蛋白质含量在每毫升3克左右,脂肪含量在3.3克左右。
记者探访了几十年坚持做纯正牛奶,始终致力于还原牛奶本来面目的部分乳业生产厂,并走访部分营养专家,从中找到了答案:辨别健康牛奶的真正秘诀,就在于走出“两高”的普遍误区。
牛奶卖到现在,更像是在卖药了,能够补充、不能够补充的营养,全部加到牛奶的宣传广告上了。就以最基本的含钙量而言,牛奶本身的含钙量相对于其他的食品,已经是相对较高的了,根据特殊人群的需要,国家也制定了牛奶中允许添加的钙制剂。但有些企业仍觉得不够,为了有卖点,添加过量的钙甚至不明“身份”的各种添加剂,并以此大肆宣传,来误导消费者。
专家明确表示,牛奶“越稠越好”的概念是完全错误的。在加了水的牛奶中再放一种增稠剂,牛奶可以变稠,但营养却降低了。长期饮用反而会影响人体对牛奶所含营养物质的吸收,非但不会增进健康,反而对人体造成极端的损害。
根据调查显示,近半成以上的消费者并不清楚牛奶的常识性划分:低温奶和常温奶,更不知道低温奶和常温奶在营养价值上有哪些差异点。
低温奶通常是指将奶加热到75~80℃,进行10~15秒的杀菌,瞬间杀死致病微生物。而目前国内一些规范的乳业生产厂,应用巴氏杀菌技术较为成熟,在口感、风昧上较接近原奶的水平,营养价值与鲜牛奶差异不大,B族维生素的损失仅为10%左右。同时,加工过程减低能源消耗,采取适度的包装,使之更加符合绿色的生态要求,也更经济。
篇3
苯甲酸是我国目前最常用的食品防腐剂,所以本次研究性学习以苯甲酸钠实验为例,对防腐剂的鉴定、作用效果等做一系列的探讨。
一、实验目的
1.饮料中苯甲酸钠的鉴定
2.用外观和酸度测试方法展示防腐剂的作用过程
二、实验原理
纯净的苯甲酸钠大多为白色颗粒,无臭或微带安息香气味,味微甜,有收敛性;易溶于水(常温)53.0 g/100 mL左右,pH在8左右,它的一般用量为0.1 g~0.25 g。
苯甲酸钠作为防腐剂时,首先在水中离解,只有当酸根离子与H+结合生成苯甲酸时,防腐效果才能表现出来。因此,它只有在溶液的pH较低时才具有较好的效果。随pH的降低,苯甲酸钠溶液的抑菌作用越大。当pH大于5时,溶液中未离解的酸的含量已经很少,此时基本无防腐败作用。
苯甲酸钠与FeCl3溶液反应生成赭色的沉淀,此反应可以用来鉴定苯甲酸钠存在与否。
在室温下,食品变质后,通常pH减小,且外观发生变化。该特征可检验苯甲酸钠的防腐作用。
三、实验器材和药品
实验器材:玻璃棒,25 mL量筒,烧杯(50 mL、100 mL),滴管,天平,试管,精密pH试纸。
实验药品:苯甲酸钠,新鲜桔子,FeCl3,浓盐酸,KOH。
四、实验步骤
1.水果汁中防腐剂的鉴定
(1)称取0.4 g FeCl3固体,配成0.05 mol/L的溶液。
(2)取少量苯甲酸钠配成饱和溶液待用。
(3)取一新鲜的桔子,将其去皮、榨汁。
(4)取三支洁净的小试管,分别标号1、2、3,在其中加入1 mL的等量苯甲酸钠饱和溶液,然后按下表分别加入其他实验药品,观察现象。
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2.苯甲酸钠的防腐作用
(1)测定苯甲酸钠饱和溶液、桔子汁的pH,并记录下来。
(2)在两只烧杯中分别放入15 mL的新鲜的桔子汁,然后在其中一只烧杯中加入5滴苯甲酸钠饱和溶液,测定混合物的pH。
(3)将上述混合物放置24小时,再测定pH,判断桔子汁是否变质。
五、实验结论
1.水果汁中防腐剂的鉴定
(1)现象
1号试管中先有乳白色絮状沉淀生成,最后变为乳黄带红的沉淀;2号试管中有针状的黄色沉淀附着在试管壁上;3号试管中为橙黄色的溶液。
(2)结论
在自制的饮料中(苯甲酸钠饱和溶液和桔子汁的混合物)也可以观察到苯甲酸钠与FeCl3溶液反应生成赭色沉淀的现象。
2.苯甲酸钠的防腐作用
(1)现象
桔子汁的pH=4.0;苯甲酸钠饱和溶液的pH=8,而将苯甲酸钠滴入橘子汁中后,混合物的pH=5。放置24个小时后,桔子汁的pH=3.5,混合物的pH=5。
(2)结论
苯甲酸钠具有一定的防腐功效。
六、改进与反思
篇4
文/
当我们在超市中选购食品的时候,经常会发现不少食品的包装上都明确标示“本品不含防腐剂”,有些食品包装上则标称“不含添加剂”。很多人见到这样的字样就如同吃了定心丸,放心地将这些食品放进购物车,他们认为只要是不含防腐剂的产品就是安全食品,不会对健康造成危害。其实,这是一种错误的观念。
据有关食品专家指出,为了防止在保质期内不被微生物破坏,市场上那些营养丰富、水分高、容易腐败变质的食品,在包装时大多会加入适量的防腐剂,进行防腐加工处理,只是加工方法不同而已。当然,罐头除外,因为罐头是经过高温杀菌、抽空密封的,不需要添加防腐剂。
由于在社会上存在着一种对食品防腐保鲜剂的不正确看法,很多人都担心防腐剂会对身体造成伤害,从而盲目地追求不添加防腐剂的食品。所以,一些企业为了迎合消费者的这种心理,在食品标签和广告中声称“本品不含防腐剂”或“不含任何添加剂”。目前,国内能够做到“无菌包装”的食品不多,但微生物无处不在,即使食品本身进行了灭菌,如果包装环境不是无菌状态,食品还是会被污染,因此添加防腐剂还是有必要的。另外,防腐剂还可以抑制细菌的生长,如果不添加防腐剂,食品就会很快霉变、腐烂。而且,若没有防腐剂,花生等食品中会产生黄曲霉,肉类中产生的芽孢杆菌毒性会很大,这样一来,就更容易对人体造成危害。目前,国家允许使用的防腐剂有苯甲酸、二氧化硫、焦亚硫酸钾、山梨酸、乳酸链球菌素、钠等13种。其中苯甲酸和山梨酸常用于饮料中。苯甲酸是已知防腐剂中比较安全的一种。当苯甲酸进入人体后,在生物转化过程中,能够形成葡萄糖苷酸,并全部从尿中排出体外,不会在人体内蓄积。山梨酸是一种不饱和脂肪酸,在体内可以直接参与脂肪代谢,最后被氧化为二氧化碳和水,可以说山梨酸几乎没有毒性,其也是各国普遍使用的一种较安全的防腐剂。
[专家建议]
不要轻信“本品不含防腐剂”或“不含任何添加剂”的广告宣传。另外,为了避免一些伪劣假冒产品中由于过量添加防腐剂而对我们的身体健康造成损害,我们应到正规的商场、超市购买食品,只有符合国家食品质量标准和卫生标准的食品才可以放心食用。
吃得太饱也会偏瘫
文/朗琴
如今,老年人动脉硬化性疾病日益增多,大家对这类疾病的警惕性也在逐渐加强。其中一些症状因发生比较隐秘,容易被忽视,从而导致严重的后果。饱餐后引起的单侧肢体无力,就是其中一种。
篇5
关键词:气相色谱-质谱法(GC-MS);肉制品;抗氧化剂;防腐剂
Simultaneous Determination of Antioxidants and Preservatives in Meat Products by GC-MS
TANG Shuang-shuang
(Zhenjiang Supervision and Inspection Institute of Product Quality, Zhenjiang 212132, China)
Abstract:A method has been established for the simultaneous determination of three antioxidants and seven preservatives in meat products by GC-MS. After acidulated by 1:1 hydrochloric acid, the sample was extracted by Ethyl ether and make up with methanol at the end. The extract was detected by GC-MS with EI ion source. Between 2~1000mg/L, the correlation coefficient of ten substances were all above 0.999. The lowest concentration of three kinds of antioxidants reach 0.5mg/L。The detection limits were between 0.2~0.8mg/kg.The recovery range was 89.6%~97.8%. This method was rapid and simple, had lower detection limit and wider liner range. It provided an effective method for determination of preservatives and antioxidants in meat products.
Key words:gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); meat products;antioxidants;preservatives
中图分类号: TS251.4 文献标志码:A 文章编号:
在食品中加入防腐剂可以延长保存期,防止腐烂变质,而食物中的油脂极易氧化发生酸败,并产生有毒物质,加入抗氧化剂可以预防这一过程的发生。山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸和对羟基苯甲酸酯类物质是国家批准可以在食品中限量添加的防腐剂[1],应用广泛,其对细菌、真菌、霉菌、酵母等有不同程度的抑制作用。丁基茴香醚(BHA)、2.6-二叔丁基对甲酚(BHT)、特丁基对苯二酚(TBHQ)3种人工合成的抗氧化剂常被使用以稳定油脂及含油脂较多的食品[2]。相比天然的抗氧化剂如VE、茶多酚等,价格低廉,应用较广泛,并且还有较强的抗菌作用,可以在预防油脂氧化的同时达到防腐的效果[3]。实验证明不同防腐剂以及不同抗氧化剂复合使用时,其效果优于单一使用时[3-5]。在实际工作中,根据产品质量监督抽查实施规范和发证检验的要求,通常需要同时检测食品中的几种防腐剂和抗氧化剂。按照GB/T5009―2003《食品卫生检验方法》,上述防腐剂和抗氧化剂要使用4种方法分别检测[6],比较费时费力,已经有研究表明多种防腐剂能进行同时检测[7-8],如果能发展一种方法,可以同时测定这几种常见的防腐剂和抗氧化剂,将大大的节约时间,节省费用。
肉制品通常含有丰富的蛋白质和脂肪,营养丰富,适于有害微生物的生长,动物油脂也容易氧化。所以本实验选取肉制品中的熏煮香肠为原料,研究同时测定肉制品中抗氧化剂和防腐剂的方法。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
熏煮香肠 镇江市美佳香食品有限公司。
山梨酸、苯甲酸、脱氢乙酸、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、丁基羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)、特丁基对苯二酚(TBHQ)标准品 美国Sigma公司;乙醚(重蒸)、盐酸、无水硫酸钠 国药集团化学试剂有限公司;甲醇(色谱纯) 美国Tedia公司。
1.2 仪器与设备
7890A/5975C气质联用仪、7890A气相色谱仪带氢火焰离子化(FID)检测器 美国安捷伦公司;RE-52AA旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;AL204型电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;TDZ5-WS台式低速自动平衡离心机 长沙湘智离心机仪器有限公司;料理机 九阳股份有限公司;超声波清洗器 宁波新芝生物科技有限公司;HP-5MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm,0.25μm)、HP-5毛细管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm) 美国J&W Scientific公司。
1.3 方法
1.3.1 标准曲线的配制
分别称取上述10种标准品100mg,用甲醇定容至100mL,配制成质量浓度为1000mg/L的混合标准溶液,再用甲醇稀释,配制成质量浓度为0.5、1、2、4、20、50、100、250、500、1000mg/L的混合系列标准溶液。
1.3.2 样品前处理
称取2.5g绞碎均匀的试样,加入0.2mL 6mol/L盐酸酸化,再依次加入5mL水,10mL乙醚,超声提取10min,4000r/min离心分层,将上层乙醚通过装有无水硫酸钠的漏斗滤入蒸馏瓶,再用10mL乙醚重复提取两次,合并滤液于250mL蒸馏瓶。将滤液于35℃条件下旋转浓缩至干,残渣用1mL甲醇定容,过0.22μm有机系滤膜,等待进样。
1.3.3 仪器条件
7890A/5975C气质联用仪,进样口230℃;色谱柱HP-5MS,初温60℃,以10℃/min升至250℃,保持5min;进样量1μL;载气为高纯氦气,流速1mL/min,分流比10:1;色谱-质谱接口温度280℃,离子源230℃,四级杆150℃;电离方式:EI,电离能量70eV;溶剂延迟5min。
7890A气相色谱仪,进样口230℃;色谱柱HP-5,初温60℃,以10℃/min升至250℃,保持5min;进样量1μL;载气为高纯氮气,流速1mL/min,分流比10:1;FID检测器,温度300℃,空气流量300mL/min,氢气流量30mL/min。
2 结果与分析
2.1 方法线性范围与检出限
用气质联用全扫描(SCAN)模式分析混标,各组分均能出峰,且分离良好(图1)。
1.山梨酸;2.苯甲酸;3.脱氢乙酸;4.对羟基苯甲酸甲酯;5.BHA;6.BHT;7.对羟基苯甲酸乙酯;8.TBHQ;9.对羟基苯甲酸丙酯;10.对羟基苯甲酸丁酯。
图1 10种物质混标的全扫描总离子图
Fig.1 TIC of ten substances
通过分析全扫描谱图,得到10种标准品的特征离子(如表1),可用于定性和定量。根据表1列出的特征离子,采用选择离子扫描(SIM)方式分析混合系列标准溶液。根据相同的保留时间(±0.5%)及定性离子丰度比定性,定量离子定量,以质量浓度为横坐标,响应值为纵坐标,得到10种物质的标准曲线、相关系数、线性范围及检出限见表2。
表1 10种物质的定性和定性量选择离子
Table 1 Qualitative and quantitative ions for ten substances
标准品 保留时间/min 定性离子及丰度比 定量离子质荷比(m/z)
山梨酸 5.32 97:112:67:55 (100:58:49:15) 97
苯甲酸 6.71 105:122:77:51 (100:89:62:23) 105
脱氢乙酸 9.60 168:153:85:125 (100:73:54:34) 168
对羟基苯甲酸甲酯 10.65 121:152:93:65 (100:38:18:14) 121
BHA 10.65 165:137:180:91 (100:61:52:10) 165
BHT 11.09 205:220:57:145 (100:25:11:10) 205
对羟基苯甲酸乙酯 11.45 121:138:166:93 (100:22:19:13) 121
TBHQ 11.84 151:123:166:77 (100:85:52:10) 151
对羟基苯甲酸丙酯 12.67 121:138:65:180 (100:59:12:7) 121
对羟基苯甲酸丁酯 13.82 121:138:65:194 (100:87:13:6) 121
从表2可以看出,10种物质在2~1000mg/L的质量浓度范围内都有良好的线性关系,相关系数都在0.999以上。其中3种抗氧化剂的线性范围最宽,最低可以达到0.5mg/L。在取样量为2.5g时,这10种物质的检出限在0.2~0.8mg/kg之间。
表2 10种物质的回归方程
Table 2 Standard curves of ten substances
标准品 线性回归曲线 线性范围/ 相关系数 检出限
(mg/L) /(mg/kg)
山梨酸 Y=5.038×103X-1.063×105 2~1000 0.9998 0.8
苯甲酸 Y=1.073×104X-2.910×105 2~1000 0.9991 0.8
脱氢乙酸 Y=7.705×103X-2.185×105 2~1000 0.9994 0.8
对羟基苯甲酸甲酯 Y=2.237×104X-3.008×105 1~1000 0.9999 0.4
BHA Y=5.226×104X-3.827×104 0.5~1000 0.9999 0.2
BHT Y=5.596×104X+8.492×105 0.5~1000 0.9990 0.2
对羟基苯甲酸乙酯 Y=2.521×104X-3.293×105 1~1000 0.9996 0.4
TBHQ Y=1.355×104X-3.718×104 0.5~1000 1 0.2
对羟基苯甲酸丙酯 Y=2.359×104X-1.943×105 1~1000 1 0.4
对羟基苯甲酸丁酯 Y=2.205×104X-2.635×105 1~1000 0.9999 0.4
2.2 回收率实验
选取不含上述10种物质的熏煮香肠作为空白试样,称取2.5g打碎均匀的试样6份,分别加入1000mg/L的混合标准溶液0.1、0.25、0.5、0.75、1mL,使试样中各物质的含量分别为40、100、200、300、400mg/kg,将试样混匀,放置过夜,然后按1.3.2节方法处理,得到的回收率结果如表3。在不同的添加水平下,样品的加标回收率没有明显差异。3种抗氧化剂和7种防腐剂的回收率均在90%以上,且方法具有良好的重复性。
表3 10种物质不同添加量的加标回收率
Table 3 Spike recovery of ten substances in different concentrations
成分 回收率% 平均回收率/ RSD
40mg/kg 100mg/kg 200mg/kg 300mg/kg 400mg/kg % %
山梨酸 94.3 95.6 94.2 97.8 96.7 95.7 1.62
苯甲酸 93.3 94.4 96.6 97.0 97.7 95.8 1.95
脱氢乙酸 93.8 94.9 96.9 97.2 97.9 96.1 1.79
对羟基苯甲酸甲酯 91.9 92.2 92.0 93.5 95.6 93.0 1.69
BHA 89.6 89.9 90.7 92.1 92.5 91.0 1.42
BHT 90.4 90.7 91.3 93.0 94.1 91.9 1.73
对羟基苯甲酸乙酯 91.1 91.6 92.7 93.4 94.7 92.7 1.55
TBHQ 90.1 90.6 91.3 92.0 93.3 91.5 1.37
对羟基苯甲酸丙酯 92.5 92.7 92.3 93.0 94.8 93.1 1.08
对羟基苯甲酸丁酯 91.6 91.0 93.5 93.1 93.7 92.6 1.30
2.3 气质联用方法和气相色谱-FID检测方法的比较
目前的研究主要使用气相色谱法分析这几种物质[9],本实验比较了气相色谱法和气质联用法的差别。把相同的标准系列溶液注入气相色谱仪,按1.3.3节所述方法进行检测。结果表明,在质量浓度为4mg/L时,上述10种物质在FID检测器的响应值比较低,接近检出限。在质量浓度为2mg/L时,各物质的响应值低于检出限。这说明,气质联用方法比气相色谱-FID检测法,能够获得更宽的线性范围和更低的检出限,对含量低时的检测更为有利。
3 讨论
本实验研究了采用气质联用,特征离子扫描法同时测定肉制品中3种抗氧化剂和7种防腐剂的方法。结果表明该方法色谱分离度好,线性范围宽。与国家标准5009系列分别采用GB/T5009.29―2003《食品中山梨酸、苯甲酸的测定》、GB/T5009.30―2003《食品中叔丁基羟基茴香醚(BHA)与2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)的测定》、GB/T5009.31―2003《食品中对羟基苯甲酸酯类的测定》以及GB/T5009.121-2003《食品中脱氢乙酸的测定》气相色谱法测定这几种物质相比,本方法操作明显简单,检出限降低。近年来,有不少研究表明液相色谱法也可以同时测定几种防腐剂[10-11],几种抗氧化剂的测定也有液相色谱方法[12-13]。杨春林等[14]研究了高效液相色谱同时测定抗氧化剂和对羟基酯类的方法。但由于这几种物质所需的流动相配比和检测波长不一致,使用液相色谱法同时测定还有困难。液相色谱-串联质谱法可以同时测定17种防腐剂和抗氧化剂[15],但是液质联用仪价格昂贵,并不普遍。本实验所用的质谱检测器是一种通用型检测器,本方法为肉制品复配防腐剂和抗氧化剂的检测提供了依据。
参考文献:
[1] 中华人民共和国卫生部. GB2760―2011食品安全国家标准 食品添加剂使用标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011.
[2] JAYATHLAKAN K, SHARMA G K, RADHAKRISHAN K, et al. Antioxidant potential of synthetic and natural antioxidants and its effect on warmed-over-flavour in different species of meat[J]. Food Chemistry, 2007, 105(3): 908-916.
[3] 姚芳, 刘靖, 褚洁明, 等. 抗氧化剂对猪肉脯抗氧化性能的影响研究[J]. 食品工业科技, 2009, 30(2): 105-107.
[4] 张根生, 任媛媛, 石慧, 等. 两种抗氧化剂协同增效剂对猪脂肪抗氧化性的影响[J]. 肉类研究, 2012, 26(5): 10-13.
[5] 殷德荣. 气相色谱法同时测定食品中多种防腐剂的研究[J]. 中国卫生检验杂志, 2010, 20(12): 3214-3215.
[6] 中华人民共和国卫生部. GB/T5009―2003.食品卫生检验方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.
[7] 侯瑞霞, 吴青. 气相色谱法同时测定食品中11种防腐剂[J]. 中国卫生检验杂志, 2011, 21(4): 865-867.
[8] 宗万里. 毛细管气相色谱法测定肉制品中脱氢乙酸含量[J]. 肉类研究, 2012, 26(3): 39-41.
[9] 陈萍, 陈梅香, 魏俊杰. 防腐剂对酱菜保质期的影响研究[J]. 农业机械, 2011(3): 147-149.
[10] 李加威, 陈嘉敏, 王桂华, 等. 微波提取-高效液相色谱法同时测定月饼中的5种防腐剂和甜味剂[J]. 中国酿造, 2012, 31(9): 169-172.
[11] 凌云, 储晓刚, 张峰, 等. 超高效液相色谱法测定食品中的多种防腐剂[J]. 中国卫生检验杂志, 2012, 22(2): 198-201.
[12] 夏春. 固相萃取-高效液相色谱法测定炒货食品中抗氧化剂[J]. 理化检验化学分册, 2010, 46(12) : 1425-1428.
[13] 蔡发, 段小娟, 牟志春, 等. 高效液相色谱法同时测定食品中的12种抗氧化剂[J]. 食品科学, 2010, 31( 8): 207-212.
篇6
出现的原因为液体状食品材料中产生的各类电解质与食品机械中的金属离子出现相互作用而导致的电解作用下的腐蚀。其表现为设备金属壁开始变薄变脆。当食品材料的温度越高,电偶腐蚀的速度也就越快,对食品卫生的影响也就越大。
二、常见腐蚀现象的防止方法
(1)机械材料的选择:机械材料的选择上首先要考虑的一点就是材料对于食品的安全性,基于这个条件下一般要注意材料物理性能和化学性能。物理性能的要求是材料的密度大、导热性强、比热容小、表面摩擦力小、磁性弱、抗粘性能强等。化学性能的要求是材料的金属离子稳定性强,不易与弱酸性液体产生反应,抗氧化性能强,不易发生电解等。所以,最常见的机械材料一般为不锈钢,由于不锈钢是合金,所以其金属稳定性强,不易产生电偶腐蚀。其表面摩擦力较小,密度大,不容易出现孔蚀现象。其金属延展性也很强,用作机械连接对于缝隙腐蚀也有很好的防止作用。其机械性能也十分优秀,对于机械生产过程中产生的交变应力的抗压性十分优越。但由于不锈钢的生产成本大,所以,在注重成本的前提下也可以采取其他合金材料进行代替,常用的一般有铬镍合金和锌合金等。
(2)机械表面的处理:在机械制造材料选择之后,也可以对机械表面进行特殊处理,以提升机械的防腐性能。基于电偶腐蚀情况的发生,在机械表面处理上尽量要避免使用相同化学性质的金属进行连接,以防止化学电池的形成和电解的产生。一般较为常用的机械表面处理材料为非金属材料。与食品直接相接触的机械表面可采用塑料喷漆的方式进行处理,在机械连接处一般采用电镀和涂层处理,对于食品接触较少的地方一般采用绝缘处理。常用的塑料喷涂材料为环氧树脂和聚乙烯。
(3)机械结构的设计:机械的结构设计会直接影响到机械交变应力的大小和交变循环的速度,从而影响到应力腐蚀的产生。首先机械的设计要尽量简单,使工作人员易于发现腐蚀情况,以及维修人员易于修理。其次是加大管路中的弯曲处半径和厚度,防止材料介质高速流动对其产生的冲击和腐蚀。然后对于易于发生腐蚀的部分要加大其通风性,防止氧化。管路的设计要尽量使其圆滑,减小机械的局部受力和应力冲击,对于凹槽和连接缝及其他容易产生缝隙腐蚀的部位要进行表面处理和加大其密封性。在整体设计上要注重整体性,防止交变应力过大所产生的应力腐蚀,防止局部构件尺寸突变或内部缺陷部位的应力过于集中而导致的机械部位突然断裂。
三、总结
篇7
【关键词】可复用 视频 H.264 框架 YUV
1 引言
近几年,随着3G/4G移动通信技术的普及,加之国家对道路运输车辆监管力度的不断加大,车载视频监控技术得以快速普及。而目前市面上车载视频监控产品种类繁多,虽然主要都是基于H.264编码,但是视频参数、封装格式五花八门,厂商提供的视频播放软件功能和效果也良莠不齐,导致运营商在各种视频播放软件中来回切换,影响用户体验和管理效率。因此,有必要设计一套可复用的视频播放框架,通过支持简单的二次开发屏蔽产品差异,提供一致的用户视频播放体验。
1.1 H.264
H.264是由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频组(JVT,Joint Video Team)提出的高度压缩数字视频编解码器标准,是目前主流的视频压缩标准。
1.2 YUV
YUV是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法(属于PAL),主要用于优化彩信号的传输。与RGB视频信号传输相比,它最大的优点在于只需占用极少的频宽。
2 框架设计
对H.264压缩标准而言,摒弃不同容器、不同传输方式的封装差异,视频的播放实际就是H.264流的解析和播放。因此,完全可以设计一套基于H.264的通用视频播放框架,实现H.264视频流从数据流解析到播放展现整个流程。基于这套框架,各厂商只需针对不同的车载监控产品开发对应的解析模块完成H.264流的提取,便可完成不同车载视频监控产品的无缝接入,提供完全一致的播放效果和体验。
整个框架设计上主要分为:展现层、播放控制层、视频解码层、视频流解析层四部分。其中,视频流解析层提供了供二次开发的解析模块适配接口,以及一系列厂商开发的用于对接不同车载终端产品的解析模块。
2.1 展现层
展现层是整个播放框架的用户UI层,主要处理的对象是从播放控制层获取到的下一帧YUV图像。其功能主要有:YUV图像播放、播放控制UI界面和附加辅助功能及菜单。
(1)YUV图像播放包含一个播放窗口和一个定时刷新线程。播放窗口用于展现视频画面。定时刷新线程按照基于帧率计算的时间周期(1000毫秒/帧率)间隔,定时获取下一个YUV视频图像并在播放窗口中进行渲染播放。目前可选的视频画面渲染框架有很多,如SDL、D3D、DirectShow等,都是较为成熟的多媒体框架。
(2)播放控制UI界面主要包括:播放、暂停、快放、慢放播放进度等操作界面。其中,除慢放以外的按钮功能都是通过调用播放控制层提供的接口。慢放功能则通过调整YUV图像播放线程的定时刷新周期来实现,具体参数调整为当前周期乘以慢放倍速。
(3)附加辅助功能及菜单主要包括:截图、旋转、放大、缩小、拉伸等,都是基于YUV图像的二次处理加工。
需要强调的是,视频的播放控制并不是由展现层实现,而是由下一层的播放控制层实现,展现层永远只专注于获取下一个YUV图像帧进行播放和二次处理,而不关心具体下一个YUV图像帧如何得到。
另外,定时刷新线程的刷新周期当不能被1000毫秒整除时,需要进行周期的校正,否则随着时间的延迟,会导致时间误差逐渐增大。校正方式为通过1000毫秒对帧率取余得到余数M,对1000毫秒内的前M个周期增加1毫秒,保证误差在每个1000毫秒内都能得到校正。
综上所述,展现层设计成只处理YUV图像帧,与具体H.264流无关,这保证了其与下层播放控制层之间的低耦合性。
2.2 播放控制层
播放控制层是整个播放框架的视频播放控制逻辑实现,主要处理与视频播放控制相关的功能。他主要提供以下功能:
(1)为展现层提供视频播放参数。视频播放参数是由下一层的视频解码层提供,主要参数包括:视频帧率、分辨率等。主要用于控制YUV图像帧渲染和定时刷新。
(2)为展现层提供下一个YUV图像帧数据。播放控制层永远缓存着展现层需要的下一个YUV图像帧,该YUV图像帧主要根据当前播放控制状态,计算帧偏移后的索引号,通过向下一层视频解码层获取对应索引编号的YUV图像帧。
为了更清楚的描述播放控制层的内部实现机制,假设播放控制层主要有以下几个核心参数:
(1)当前帧索引号Index,记录当前保存的YUV图像帧索引编号,初始值为0;
(2)当前播放速度Speed,记录当前视频播放的速度状态,支持0/1/2/4/8/16/32多种播放倍速,初始值为1表示正常速度播放,0表示暂停,其他值表示按照正常播放速度的整数倍快进播放。由于慢放的实现已经在展现层通过调整定时刷新周期实现了,因此,播放控制层只实现快进播放控制,其值只可能为0或者正常播放速度的整数倍。
播放过程中,播放控制层永远保存着索引号为Index的YUV图像帧,一旦当前YUV图像帧被展现层获取之后,播放控制层马上向视频解码层获取索引为Index+Speed的YUV图像帧,并更新Index索引号为Index+Speed。
当用户通过展现层调整播放控制参数时,播放控制层相应的修改Speed的值,0表示暂停,1表示正常播放,其他值表示快进的倍速,以此实现视频画面的快进效果。
可见,播放控制层的播放速度控制主要通过索引号Index和播放速度Speed来实现的,即使是暂停的状态下,展现层的刷新线程仍然是在运行的,只是刷新的都是同一幅YUV图像帧。这样设计的目的是为了简化展现层的设计,同时减少展现层与播放控制层之间的耦合性。
2.3 视频解码层
视频解码层主要实现两个功能:H.264帧缓存以及H.264帧解码。
H.264帧缓存:将视频流解析层解析出来的H.264流按照NALU语法结构解析成一个个NALU单元缓存到临时文件中,并建立索引表,索引表中的索引号从0开始编号,将每个NALU单元按照索引号递增依次存储到临时文件中,同时将存储偏移地址、NALU单元数据块大小、NALU数据帧类型保存到索引表中。此外,每个帧索引结构中还必须保存离当前帧最近的上一个I帧的索引号,以便视频帧解码时能够快速遍历。
H.264帧解码:根据播放控制层提供的索引号,编码出索引号对应的YUV图像帧。这里有一点需要特别强调,我们知道H.264的视频图像帧主要分I帧、P帧和B帧,I帧可以单独解码出一个完整的YUV帧,P帧需要依赖前一个I帧以及当前P帧之间的所有帧(P帧和B帧)才能解码出YUV帧。因此,若当前索引号对应的帧是I帧,则直接根据索引对应的偏移地址和NALU数据块大小,从临时文件中读取除对应的数据块,提交给H.264解码库进行解码即可;若当前索引号对应的帧为P,此时就要用到索引结构中保存的离当前帧最近的上一个I帧索引号了。从上一个I帧索引号开始到当前帧索引号,依次读取对应的数据块提交给解码库进行解码,最后一帧返回的就是当前帧的YUV图像帧。
需要强调的是,在H.264中,只有I帧、P帧、B帧三种图像帧,而I帧解码又需要依赖SPS、PPS参数。因此,在解析缓存H.264流时,应该把SPS、PPS连同I帧当成一个数据块作为I帧写入临时文件,否则会导致I帧及其后的P帧解码失败。正常情况下,每一个I帧之前都会出现SPS和PPS,但不一定都紧邻I帧。这一点在设计过程中要及时缓存最新的SPS和PPS,以便在碰到I帧的时候,一并写入临时文件中。
另外,H.264帧解码库可以是第三方厂商解码库,也可以是基于开源框架的FFMPEG,开发者可自行选择。但是为了更加灵活的自动适配解码器,建议将解码库模块化,同样提供二次开发接口,方便扩展。
综上,视频解码层通过将H.264流进行解析,分解成一个个的帧数据块和帧索引结构,为播放控制层提供基于帧的视频解码。
2.4 视频流解析层
视频流解析层的功能就是从各种厂商车载终端产品的视频流中解析出视频播放参数和H.264视频流。
视频流解析层是保障位于该层之上的其他层能够复用的基础,通过它把各种视频流统一转换成由视频参数和H.264流组成的标准格式,彻底屏蔽上层可复用框架与具体视频数据流的耦合性。
为了便于对接不同厂商终端产品,视频流解析层本身提供了模块化二次开发接口,允许各个厂商按照开发接口,开发属于各自产品的解析模块,把各自的终端接入到框架中。
从功能上讲,视频流解析层只是进行数据流格式的转换和筛选,并未涉及具体的视频播放相关的功能,因此实现难度上较小。
3 总结
综上所述,基于H.264的可复视频播放框架是一套可以支持二次开发的通用H.264播放的框架,它通过展现层、播放控制层、视频解码层封装了基于H.264的视频播放功能,再通过视频流解析层屏蔽实际视频流的差异,实现真正意义上的可复用。通过它,运营商可以根据不同供货商的产品开发各自的解析模块,实现一套框架对接多种产品,即降低了视频播放软件开发的难度,又保证视频功能和效果上的统一,提高用户体验和监控效率。
参考文献
篇8
一、KMPlayer
KMPlayer作为朋友们最常用的视频播放软件,利用它自然也能很简单地来实现片段复读。首先打开进行听力音频播放,当到需要进听循环收听的片段起点时候,按下F5键就可以设置设开始点, 按下F6键就可以设定循环结束点,当然也可以直接点击播放状态栏上的AB重复来完成设置,这下就可以循环收听了,满意后按下F8就可以将循环播放关闭了(图1),就可以接着继续听下面的内容了。
二、GOM Player
如果你使用的是GOM Player作为视频播放器的话,也很简单,按下F7打开播放控制面板,切换到“播放”选项标签下,在这里就可以设置片段循环了。然后按下F2键打开需要收听的听力音频文件进行播放,当到需要循环收听的片段起点时点击“设置起始点”,到循环收听片段的结束点后点击“设置终止点”按钮,完成设置,好了,它就会自动循环播放这个片段了,当然如果这个片段的对话听懂了,想要继续接着听的话,点击控制面板上的“解开”按钮就可以接着听下去了(图2)。
三、 超级兔子快乐影音
超级兔子快乐影音这款视频播放软件也不错,利用它更是能够比较简单地实现循环片段播放。打开需要练习的音乐听力文件,然后依次执行菜单“播放A-B区段重复”,然后就可以选择设置循环的起点和终点了。当然也可以用F6和F7、F8功能键来快速设定(图3),当然为了更加方便控制,你可以选择“显示A-B播放控制按钮”的话,这样就可以在播放界面右下角显示A-B区段循环的控制按钮了,点击鼠标也能快速完成设定。
篇9
关键词:HTML5;流媒体;服务;嵌入式设备
中图分类号:TP357文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)15-3514-04
Access the HTML5 Video Site Based on a Proxy Service
LIANG Hong-bo
(Anui Communications Technology Institute,Hefei 230051,China)
Abstract: HTML5 has become a video site on your mobile device specifications, and built based on HTML5 video website dedicated mo? bile devices to provide services, but the set-top boxes, hard disk player, and other embedded devices with limited processing power, can not directly access such sites. This paper described the use of agency services for embedded devices to access the HTML5 video site, HT ML5 video site access and playback of embedded devices, an effective solution to deal with the limited capacity of the devices to access such sites programs.
Key words:HTML5; media streaming; proxy service; embedded devices
苹果提出并标准化了HTTP Live Stream协议,用来在标准HTTP协议的基础上支持实时流媒体播放,在其移动终端产品中,通过Safari浏览器实现了HTML5视频标签的识别,同时通过播放器支持HTTP流协议。苹果公司数以亿计的移动终端产品,促使大部分网站使用HTML5的视频规范提供服务,如果能将此类服务引入到机顶盒等嵌入式多媒体终端中,将极大丰富家庭用户的视频服务体验。通过采用服务器,可以使机顶盒等设备顺利访问HTML5页面,并对终端优化回复内容,使处理能力有限的嵌入式设备可以体验视频网站提供的服务。
1基于HTML5的视频服务概述
采用HTML5提供视频服务的网站,架构图如图1所示。
其主要组成部分介绍如下:
(1)视频源及编码处理:二者均采用AAC音频编码和H.264的视频编码方式,点播采用MP4作为文件封转,直播则采用MPEG2 TS流。在直播视频采集中,一般由编码器和码流分割器组成,采用硬件编码器从卫星接收机等将输入的模拟信号进行编码;码流分割器将编码完成的视频数据分割为10秒一段的ts文件,同时生成m3u8索引文件。
(2)视频分发服务:一般由Web服务器构成,为直播和点播数据提供HTTP下载服务;视频数据和索引文件都通过该平台分发。
(3)Web前端页面:为客户端提供访问视频的菜单索引服务和视频播控服务,一般通过数据库与后端的视频分发服务连接。
(4)客户端:客户端一般通过浏览器访问web页面,浏览器需支持HTML5 Video标签的识别,并具备支持HTTP流协议的流媒体播放器。
在这类系统中,客户端第一步获取M3U8索引文件,通过解析M3U8识别TS文件获取地址和解密密钥等必要信息。第二步客户端按索引列表的顺序获取媒体数据。客户端可以采用HTTP协议请求数据,HTTP协议是具有穿透防火墙的优势,一般的防火墙均允许HTTP协议通过。
播放器是最终完成视频获取和播放的实体。播放器在支持HTML5视频功能中的主要作用是支持HTTP流协议。HTTP流协议的主体仍然是HTTP协议,并未做任何的协议扩展,只是在HTTP协议基础上,定义了M3U8类型的索引文件,并由此定义相关的扩展协议。其主要含义如表1所示。
表1 M3U8文件示例及注释
2嵌入式设备访问HTML5页面
机顶盒和硬盘播放器等嵌入式设备,具备视频播放能力和网络访问能力。如果按照第二部分中描述的架构,客户端必须具备支持HTML5 video的浏览器和支持HLS协议的播放器,才能实现HTML5视频网站的访问。然而,在此类设备中,由于成本考虑,其主芯片处理能力较低,支持HTML5的全功能浏览器运行极为缓慢,浏览页面时的用户体验不好;而且,由于各网站对客户端浏览器类型的限制,非safari浏览器很难直接获取视频服务的页面。为解决此问题,使用服务器:一方面可以伪装客户端为iphone,ipad等设备类型的safari浏览器,从而取得HTML5类型的页面;另一方面可以针对服务器回复的数据进行过滤优化,提取必要的视频获取地址,使客户端不依赖复杂的浏览器解析页面。
2.1架构概述
嵌入式终端中,由于处理能力有限,所以采用了简单的嵌入式浏览器,该浏览器支持基本的HTML 4.01和JavaScript 1.5等规范,不支持HTML5 Video标签。通过服务器的请求获取到HTML5页面内容,再次经过服务器的过滤模块,将回应内容中的HTML5 Video部分修改为私有的标签,返回给浏览器。架构如图2所示。
其中各模块的功能描述如下:
(1)功能简化的网络浏览器:是用户访问页面的图形界面,直接显示内容到屏幕上。浏览器配置自己的web为本地服务器,则所有http请求均经过本地的服务器发出,服务器回复也通过服务器处理后返回。
(2)服务器:将浏览器的HTTP请求进行转换,修改其中的UserAgent标识,发往目标服务器;目标服务器回应后,收取回应内容,过滤其中的广告等冗余信息,简化页面,同时将其中的HTML5 video标签修改为浏览器支持的私有视频标签。最后将回复内容交给浏览器。
(3)播放器:播放器被浏览器调用。浏览器发现页面中有自定义的视频标签,将相应的参数传递给播放器,由播放器从目标视频网站获取数据,完成播放功能。
2.2服务器的使用
服务器的主要功能有两个:一是修改浏览器对服务器的请求信息,将其中的UserAgent标识字段修改为服务器支持的格式;二是将服务器回应的信息进行过滤优化。
(1)User-Agent修改:服务器中,查找HTTP头字段的UserAgent部分,将其替换为如下标识:
Mozilla/5.0(iPad; U; CPU iPhone OS 3_2 like Mac OS X; en-us) AppleWebKit/531.21.10 (KHTML, like Gecko) Version/4.0.4 Mobile/ 7B314 Safari/531.21.10
这样,请求发送出去后,服务器认为该设备是运行Safari浏览器的iPad设备,会将对应的HTML5视频页面返送回来。(2)服务器回送页面的过滤优化:请求回来的页面中,包含的HTML5视频信息一般为如下格式:
此段代码表示浏览器窗口中内嵌一个高度为325,宽度为510的视频窗口,视频来源为当前站点下的test.m3u8索引文件。服务器监测标签及其中的内容,将该段修改为:
function media_play()
{
var player=new MediaPlay(); player.playW = 510; player.playH = 325;
player.setSingleMedia(test.m3u8,vod);
player.autoplay();
}
同时修改页面的body标签的onload中调用media_play()函数。
3.3浏览器的处理
该浏览器为简单的嵌入式浏览器,针对视频应用,浏览器扩展了MediaPlay方法,用以支持页面内嵌视频的处理,其主要方法和属性如下:(1)初始化及设置播放来源:该类接口主要实现对播放器的初始化,反初始化及播放源的设置。接口主要包含:a)setSingleMedia (href, transType):设置播放来源,href字符串表示节目的路径,该接口在播放器开始播放前调用b)init(void):使用播放器前调用,申请系统资源;
c)releaseMediaPlayer (void):播放器使用完毕后调用,释放系统资源。
a)播放控制接口:控制播放器的动作,包括播放,暂停,恢复播放,停止,快进,快退等。接口包含:play():开始播放;b)pause():暂停当前播放;
c)resume():从暂停状态开始恢复播放;
d)stop ():停止当前节目播放;
e)fastForward(speed):按照speed指定的速率快进播放,speed取值范围为1-32,播放到结束时自动停止播放;f)fastRewind(speed):按照speed指定的速率快退播放,speed取值范围为1-32,播放到开头时自动转为播放;(2)音量设置接口:该部分接口主要实现音量的增减,静音等。其中包含:
a)setVolume(volume):设置音量大小,参数取值为0—100,0表示静音;
b)getVolume():获取当前音量大小,返回值为0—100范围取值。
(3)播放器窗口设置接口:主要用于实现播放窗口的定位,大小等控制。接口包含:a)playWindowMode(mode):设置窗口模式,参数为0表示全屏模式,1表示小窗口模式;
b)playX:窗口位置X坐标,坐标起始位置为左上角;
c)playY:窗口位置Y坐标,坐标起始位置为左上角;
d)playW:窗口宽度;
e)playH:窗口高度。
(4)播放属性获取接口:该类接口主要获取播放节目的属性,其中包含:
a)playStartTime:播放开始时间,单位为秒;
b)playEndTime:播放结束时间,单位为秒;
c)playMute:播放是否静音,0非,1是;
d)playVolume:当前播放音量,返回值为0—100;
e)playTrack:当前播放的声道,0表示全部,1表示左声道,2表示右声道;
f)playScreenScale:播放模式是16:9或者4:3,0表示16:9,1表示4:3;
(5)其它控制接口,其中包含:
a)playAutoplay:是否自动播放;
b)playVideoClear:是否清除屏幕;
c)playStopCurrent:是否强制播放。
使用该自定义播放器对象,可以在浏览器窗口中嵌入播放内容,并将表单对象(如按钮等)关联到对应的JavaScript接口,实现视频的播放,暂停,快进,快退等操作。
3应用实例
在一款采用ARM CPU核心的硬盘播放器方案中,其CPU主频为600MHz,内存为128M,CPU内部集成了全媒体硬件解码芯片,可以处理解析播放主流的音视频格式。为使该设备可以访问观看互联网上的视频类节目,笔者采用了本设计的方案进行功能实现。其中,采用GTK开源图形库,Dillo开源的简单浏览器,自己编写了服务服务部分的代码。
采用该方案,我们针对奇艺网站实现了HTML5的转换,采集和重新排版,服务部分主要完成了数据采集和过滤,并简化了最终的播控页面,终端播放器上可以观看来自qiyi的节目内容,并且内容可以跟随奇艺的更新。图3和图4分别是采集前后的不同页面效果。
可见采集后,去除了原始页面的广告,关联视频等内容,实现了视频的独立和流畅播放。
4结论
采用服务的方法,可以较好的解决嵌入式设备访问HTML5视频网站的局限,为机顶盒等资源有限的嵌入式设备提供访问标准互联网的途径。随着设备处理能力的提高,嵌入式设备中有可能运行全功能的支持HTML5的浏览器,终端因此可以直接访问互联网页面;但这种情况下,采用服务的方案,可以过滤和修改回复页面中的某些特殊字段,提高终端的兼容性。
参考文献:
[1]陆凌牛. HTML 5与CSS 3权威指南[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2](荷)柳伯斯,(美)阿伯斯,(美)萨姆. HTML5高级程序设计[M].李杰,柳靖,刘淼,译.北京:人民邮电出版社,2911.
篇10
关键词:公共物品 供给 绩效评估
公共物品供给绩效评估的动因
(一)投入持续增加
随着经济的发展、社会的进步、人们生活水平的提高,政府对公共物品的供给和投入将持续增加。同时,公共物品供给的绩效也越来越多地引起公众和政府的高度重视。越是发达的国家和地区,公共物品供给的绝对值越高,且在本国本地区GDP中的比例也相对较高。道理很简单,在解决温饱问题之后,政府有实力、有能力和有需求将过多的经费用于公共物品的供给。
(二)公共物品供给加速与供给失衡的无谓损失
近年来,在我国采取加大固定资产投资,拉动经济增长,公共物品供给数量、投资规模急剧增长,公共物品资金的来源及管理的复杂程度发生了巨大的变化。虽然我国公共物品的管理水平有了很大的提高,但从目前公共物品供给中出现的一些问题看,一些公共物品的供给在管理上也存在较大的缺陷和漏洞,或者供给不足,或者供给过度,或者成本无法控制等等,最终导致无谓损失的产生。这不仅影响了人们需求的满足,还影响了公共资源的配置效率,造成大量资源的浪费。
因此,必须充分认识和评估公共物品的供给和投入,确定一个合理的供给水平,正确界定公共物品供给的适当比例与规模,需要对公共物品的作用、影响与效果进行客观清醒的评估。
(三)资源分配与利用效果越来越受到关注
对公共物品的投入越多,人们就越关注经费的分配与利用,希望能将这些并不充裕的资源得到充分的发挥。退一步而言,即使在资源富裕的前提下,也存在着部门利益的均衡与分配的矛盾,资源的不合理配置会引起替代机会的消失和成本的提高,甚至造成严重的浪费。因此,资源的合理配置及高效利用是研究地方政府绩效评估的动力和激励因素。
公共物品供给的发展趋势,使得政府、民众、企业都迫切地想了解这些日益增长的经费是如何分配与利用的,产生的效果如何,是否有更好的选择使最小的投入获得最大的产出?这些问题都需要通过评估才能回答,并对公共物品绩效评估提出了更高的要求和更多的期望。
因此,对公共物品供给绩效进行评估,既是社会经济发展的需要,也是实现公共物品有效供给的需要。
公共物品供给绩效的评估流程
通常,人们评估公共物品最强调的是财务影响。部分原因是由于政府需要实现财政目标和证明开支的合理性,另一部分原因则是由于这方面的影响最容易评估。然而,我们不应对其他各种影响视而不见,而是需要对它们加以确定、描述和管理。另外,要认识到不同的影响需要不同的评估手段。本文将讨论在评估公共物品的影响时需要考虑的一些复杂因素(见图1)。
(一)绩效界定与指标处理
对公共物品绩效的界定是进行绩效评估的第一步,它关系到评估方法的选择和评估的正确性。对绩效指标的成功选择是绩效评估最基础的工作,也是绩效评估程序中最关键的环节之一。判断绩效因素有许多困难,主要是由于公共物品产出的多元化、隐性等造成的。公共物品的绩效多种多样,本文将其归纳为三大基本类型:
1.经济效益。经济效益是从国家整体角度,考察公共物品对国家和地区的贡献以及需要国家和地方政府为供给公共物品付出的代价,从社会经济资源择优配置的角度,确定政府投资行为的可行性。
2.社会效益。本文中,社会效益是指公共物品对地方社会经济发展目标的贡献和影响,包括公共物品本身和对周围地区人们社会生活的影响。对地方政府公共物品社会绩效评估是对地方政府供给公共物品在经济、社会和环境方面产生的有形和无形的效益和结果所进行的一种分析评价。
3.环境效益。公共项目的环境影响是根据国家和地方环境质量标准和污染物排放标准以及相关产业部门的环境规定,评估环境影响现状,同时对未来进行预测。对有可能产生突发性事故的公共项目,进行环境影响的风险分析。对环境影响评估一般包括:区域的环境质量、项目的污染控制、区域的生态平衡和环境管控能力。
(二)绩效评估方法
评估方法的选择直接影响到评估结果的有效性,高质量的绩效评估结果依赖于评估方法的正确运用。绩效的类型和特点决定了评估方法、评估指标和评估体系,不同的类型有与之相适应的评估方法、指标体系。绩效评估的方法多种多样,本文对这些方法按产出特性进行归类,将不同的方法有选择性地应用于不同的绩效评估。
1.公共物品经济效益评估方法。公共物品经济效益评估包括:公共物品财务评估和经济评估。由于本文的实例是政府供给的纯公共物品。因此,文章侧重于分析公共物品的经济评估,公共物品经济评估的出发点是从国家或地区的整体角度考察项目的费用和效益。一般采用国际市场价格(或用影子价格、影子汇率、影子工资等)、价格转换系数、实际汇率和贴现率(或社会折现率)等参数,对公共物品实际发生的效益和费用加以核实,并对公共物品以后的效益和费用进行重新预测,计算出经济内部收益率EIRR。
2.公共物品社会绩效评估方法。社会影响评估对公共物品评估是非常重要的环节。社会影响评估是对公共项目在社会、经济和环境方面产生的各种综合影响结果所进行的一种分析,通常采用以定性方法为主,结合定量方法。在诸要素评估分析的基础上,社会影响评估要作综合评估,综合评估可采用多目标评估法和矩阵分析法。
3.公共物品环境绩效评估方法。依据国家和地方环境质量标准及相关公共物品的环保规定,对有可能造成环境影响和生态破坏的公共项目,要进行环境影响的风险分析。如果公共项目建设或使用对当地的环境和生态造成巨大影响,或公共项目位于环境高度敏感的地区。那么,还必须出具一份独立的项目环境影响评估报告。