流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定面粉中過氧化苯甲酰

吳迎春，聶 峰

(陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001)

流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定面粉中過氧化苯甲酰

吳迎春，聶 峰

(陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001)

目的：建立面粉中過氧化苯甲酰含量測(cè)定的化學(xué)發(fā)光新方法。方法：過氧化苯甲酰氧化KI生成I2，該反應(yīng)和luminol-H2O2化學(xué)發(fā)光體系相耦合，進(jìn)而對(duì)面粉中的過氧化苯甲酰進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果：方法的線性范圍為3.0×10-8～4.0×10-6g/mL，檢出限為4.0×10-9g/mL， RSD為2.2%(質(zhì)量濃度5.0×10-8g/mL，11次平行測(cè)定)。結(jié)論：該方法具有簡(jiǎn)單、靈敏、線性范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。

流動(dòng)注射；化學(xué)發(fā)光法；過氧化苯甲酰

Abstract：Objective:To develop a new flow injection chemiluminescence method for determining benzoyl peroxide in flour.Methods:KI can be oxidized by benzoyl peroxide to produce I2. This reaction is coupled with a luminal-H2O2 chemiluminescence system to determine benzoyl peroxide in flour. Results:The determination range of this method is 3.0 × 10-8－ 4.0 × 10-6g/mL,and the detection limit of this method is 4.0 × 10-9g/mL with a relative standard deviation of 2.2%. Conclusion:This method is characteristics of simple, high selectivity, accuracy and sensitivity.

Key words：flow injection；chemiluminescence；benzoyl peroxide

過氧化苯甲酰，是一種高反應(yīng)性氧化物質(zhì)，由于其對(duì)面粉的漂白效果及筋力的改善，20世紀(jì)初開始作為一種面粉改良劑而被使用[1]。但近年研究表明，面粉中的過氧化苯甲酰會(huì)破壞面粉的營養(yǎng)成分，尤其是對(duì)胡蘿卜素和VE有較強(qiáng)的破壞作用，導(dǎo)致面粉中的類胡蘿卜素、葉黃素等天然成分喪失[2]，而且食用過量的過氧化苯甲酰后，短期會(huì)使人產(chǎn)生惡心、頭暈、神經(jīng)衰弱等中毒現(xiàn)象，長(zhǎng)期過量食用會(huì)對(duì)肝臟造成嚴(yán)重的損害[3]。因此各國都規(guī)定了限量使用標(biāo)準(zhǔn)，如聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定0.075g/kg[4]，英國和美國規(guī)定為0.05g/kg[5]，甚至一些國家(如法國)禁止在面粉中添加過氧化苯甲酰。為保證食品安全，研究食品中包括過氧化苯甲酰在內(nèi)的有害物質(zhì)殘留量的簡(jiǎn)單、快速檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)有意義的工作。

面粉中過氧化苯甲酰含量檢測(cè)方法，文獻(xiàn)報(bào)道多為氣相色譜法、高效液相法、紫外光度法、熒光光譜法、光譜探針法、以及利用KMnO4氧化過氧化苯甲酰和K4Fe(CN)6氧化過氧化苯甲酰的化學(xué)發(fā)光法等[6-16]。利用過氧化苯甲酰具有的氧化特性，在含過氧化苯甲酰的溶液中加入KI并適當(dāng)加熱，反應(yīng)生成I2，再將I2與H2O2-魯米諾化學(xué)發(fā)光反應(yīng)相耦合，結(jié)合流動(dòng)注射技術(shù)，建立一種流動(dòng)注射和化學(xué)發(fā)光聯(lián)用的在線測(cè)定面粉中過氧化苯甲酰含量的新分析方法。

1 材料與試劑

1.1 儀器與試劑

IFFM-D型流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光儀(流通池為盤管式，進(jìn)樣量25μL) 西安瑞邁電子科技有限公司。過氧化苯甲酰(優(yōu)級(jí)純) 西安試劑總公司；H2O2(AR)、無水乙醇等其他試劑均為分析純或優(yōu)級(jí)純，水為二次去離子水。

1×10-4mol/L過氧化苯甲酰貯備液：準(zhǔn)確稱取0.1g過氧化苯甲酰于100mL燒杯中，加適量無水乙醇溶解后定容至1000mL，避光保存，使用時(shí)用水逐級(jí)稀釋至所需質(zhì)量濃度；0.01mol/L魯米諾儲(chǔ)備液，使用時(shí)逐級(jí)稀釋，3% H2O2溶液(AR，以有效過氧化氫計(jì))，無水乙醇等，其他試劑均為分析純或優(yōu)級(jí)純，水為二次去離子水。

1.2 方法

精確移取一定體積的過氧化苯甲酰標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于50mL容量瓶中，加入適量KI溶液，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻作為試液，將該試液置于35℃的水浴中加熱4min，室溫放置5min后插入輸液管c，將輸液管a、b分別插入魯米諾溶液和H2O2溶液中，開啟裝置，采集發(fā)光信號(hào)，以相對(duì)峰高定量，流程如圖1所示。

圖1 流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析儀流程圖Fig.1 Schematic diagram of flow injection chemiluminometric analyzer

2 結(jié)果與分析

2.1 流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的影響因素

2.1.1 魯米諾的濃度與pH值

化學(xué)發(fā)光反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行的，過氧化苯甲酰藕合化學(xué)發(fā)光反應(yīng)化學(xué)發(fā)光體系中，不同濃度魯米諾及pH值對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，在pH值為10～12介質(zhì)中，魯米諾濃度在1.0×10-6～5.0×10-4mol/L的范圍，發(fā)光強(qiáng)度隨著魯米諾濃度的增大而增強(qiáng)。當(dāng)魯米諾濃度高于5.0×10-4mol/L時(shí)，信噪比反而降低(圖2)。因此選擇魯米諾濃度為5.0×10-5mol/L，pH10～12。

圖2 魯米諾濃度對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of luminol concentration on the intensity of chemiluminescence

2.1.2 H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

本化學(xué)發(fā)光反應(yīng)體系中，H2O2是發(fā)光反應(yīng)的重要介質(zhì)，H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)發(fā)光信號(hào)有重要影響。改變H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%～2.0%范圍內(nèi)體系化學(xué)發(fā)光有較大的信噪比與較寬的測(cè)定線性范圍(圖3)，本實(shí)驗(yàn)選擇H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%(以有效H2O2計(jì))。在5×10-5mol/L的魯米諾(pH12)，KI濃度為5×10-6mol/L，過氧化苯甲酰為5×10-8mol/L條件下，同一份H2O2試液放置48、72h，測(cè)得的化學(xué)發(fā)光信號(hào)無明顯變化。

圖3 過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of H2O2concentration on the intensity of chemiluminescence

2.1.3 KI的濃度

試液中加入不同濃度KI后，偶合反應(yīng)產(chǎn)生的I2對(duì)試液發(fā)光信號(hào)的影響(同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn))，結(jié)果表明，當(dāng)試液KI濃度為5×10-6mol/L時(shí)信燥比最大。

2.1.4 反應(yīng)溫度

在上述實(shí)驗(yàn)條件下，考察不同溫度下過氧化苯甲酰與KI溶液反應(yīng)對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響。將試液分別加熱至20、25、30、35、40、50℃后再冷卻至室溫，分別測(cè)定其發(fā)光強(qiáng)度，結(jié)果(圖4)，當(dāng)試液溫度在20～30℃時(shí)，發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度變化平緩，高于35℃后發(fā)光信號(hào)增大，但信噪比變小，說明由于溫度增高，KI被空氣氧化產(chǎn)生過量I2的量越大，至使空白信號(hào)變大。當(dāng)試液溫度為35℃時(shí)，信噪比最大，選擇在含過氧化苯甲酰的試液中加入KI后，水浴中將試液加熱至35℃。另外，考慮到KI自身氧化作用，分析中必須進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖4 過氧化苯甲酰與KI的反應(yīng)溫度對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.4 Effect of reaction temperature on the intensity of chemiluminescence

2.1.5 過氧化苯甲酰與KI反應(yīng)時(shí)間

圖5 過氧化苯甲酰與KI的反應(yīng)時(shí)間對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.5 Effect of reaction time on the intensity of chemiluminescence

在上述實(shí)驗(yàn)條件下，考察試液在水浴中反應(yīng)1、2、3、4、4.5、5、6min后試液發(fā)光強(qiáng)度的變化。結(jié)果表明(圖5)，反應(yīng)時(shí)間大于4min后，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，與魯米諾反應(yīng)的發(fā)光信號(hào)就越強(qiáng)，但空白信號(hào)也相應(yīng)增大，至使信噪比下降，表明時(shí)間加長(zhǎng)也會(huì)使KI被空氣氧化產(chǎn)生I2的量加大，所以時(shí)間不能太長(zhǎng)。當(dāng)試液反應(yīng)時(shí)間為4min時(shí)，具有最大的信噪比，選擇試液反應(yīng)時(shí)間為4min。

2.2 校準(zhǔn)曲線、線性范圍、檢出限、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

在選取的最佳實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)試樣的線性范圍、回歸方程、方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、檢出限(按IUPAC建議計(jì)算)進(jìn)行詳細(xì)的考察和計(jì)算。結(jié)果，過氧化苯甲酰在3.0×10-8～4.0×10-6mol/L范圍內(nèi)與發(fā)光強(qiáng)度有良好的線性關(guān)系，校準(zhǔn)曲線的回歸方程Y=5.23+2.84X，r=0.9995，檢出限為4.0×10-9mol/L，RSD為2.2%(質(zhì)量濃度5.0×10-8g/mL，11次平行測(cè)定)。

2.3 干擾分析

考察常見物質(zhì)對(duì)過氧化苯甲酰測(cè)定的影響，在相對(duì)誤差不大于5%的條件下，對(duì)于濃度為5.0×10-8mol/L的過氧化苯甲酰，共存物質(zhì)允許量為 2000倍濃度的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Ni2+、Fe3+；1000 倍濃度的 Hg2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Al3+、Co2+；500 倍濃度葡萄糖、丙二酸根、苯甲酸鈉等脂類；部分氧化性物質(zhì)(如溴酸鉀等)存在對(duì)測(cè)定干擾，但過氧化苯甲酰不溶于水，在樣品處理中即可將其分離；20倍濃度VC、Fe2+與具有還原性的陰離子如SO32－、Cl－、S2O32－等存在干擾，但具有還原性的物質(zhì)在過氧化苯甲酰存在下不能共存。

2.4 樣品分析

取0.50g樣品置于10mL燒杯中，利用過氧化苯甲酰易溶于乙醇的特性，加7mL無水乙醇混合均勻，攪拌，將試液于離心機(jī)上離心10min，將上層清液轉(zhuǎn)移定容至50mL，按前述方法與圖1流程所示進(jìn)行化學(xué)發(fā)光測(cè)定，HPLC測(cè)定條件參照文獻(xiàn)[16]，結(jié)果見表1。本法與高效液相色譜法測(cè)定結(jié)果無顯著性差異。

表1 樣品測(cè)量(n=5)Table 1 Determination results of samples (n=5)

3 結(jié) 論

流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定面粉中過氧化苯甲酰與高效液相色譜法測(cè)定結(jié)果無顯著性差異，新方法靈敏、簡(jiǎn)便、快速、價(jià)廉，具有一定的推廣價(jià)值。

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Determination of Benzoyl Peroxide in Flour by Flow Injection Chemiluminescence Method

WU Ying-chun，NIE Feng
(School of Chemical and Enviromental Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723001, China)

TS211.7；O657.39

A

1002-6630(2010)22-0439-03

2010-06-28

陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目(2010JM7016(1))

吳迎春(1969—)，女，副教授，碩士，主要從事分子光譜研究。E-mail：wuyc@snut.edu.cn