流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定飲料中乙基麥芽酚

周艷梅，王亞萍，周華，馬同森

（河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 環(huán)境與分析科學(xué)研究所，河南 開(kāi)封 475004）

乙基麥芽酚（Ethyl maltol）是重要的食品添加劑，廣泛用作糖果，餅干，飲料等的甜味劑和增香劑[1]，并且它可以控制人體內(nèi)鐵和鋁的含量水平，因此對(duì)食品中的乙基麥芽酚進(jìn)行定量分析具有重要的意義。目前測(cè)定乙基麥芽酚方法主要為高效液相色譜法[2]、反相高效液相色譜法[3]、電化學(xué)法[4]、熒光法[5]、分光光度法[6-8]等。這些方法有的靈敏度不高，有的操作煩瑣，有的儀器昂貴?；瘜W(xué)發(fā)光分析法因其具有靈敏度高、線(xiàn)性范圍寬、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在食品與藥物分析中日益受到重視[9-10]。而流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定乙基麥芽酚尚未見(jiàn)報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)利用乙基麥芽酚可顯著增敏魯米諾-鐵氰化鉀體系的發(fā)光強(qiáng)度，建立了流動(dòng)注射-化學(xué)發(fā)光快速測(cè)定乙基麥芽酚的新方法。用于飲料中乙基麥芽酚含量的測(cè)定，具有簡(jiǎn)便、快速、靈敏、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料

IFFM-E型流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析儀：西安瑞邁分析儀器有限公司。

Luminol貯備溶液 （0.01 mol/L）：稱(chēng)取0.4429 g Luminol（百靈威試劑公司），用0.1 mol/L NaOH溶解，加水定容于250 mL容量瓶中，室溫放置3d后使用。K3Fe（CN）6溶液（1×10－2mol/L）：稱(chēng)取0.3293 g K3Fe（CN）6，用二次蒸餾水溶解并轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容。

乙基麥芽酚溶液（1×10－2g/mL）：稱(chēng)取1.0000 g乙基麥芽酚，用熱水溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中。所用試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。

1.2 方法

流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光反應(yīng)裝置如圖1所示，b中通入Luminol，c中通入K3Fe（CN）6，將水注入a中，先做空白實(shí)驗(yàn)，測(cè)定其發(fā)光強(qiáng)度（I0），待空白穩(wěn)定，將一定濃度的乙基麥芽酚樣品溶液注入a中，測(cè)量體系的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度（Is）。相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度用ΔI表示（ΔI＝Is－I0），以ΔI進(jìn)行定量。

圖1 流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of flow-injection chemiluminescence analysis

2 結(jié)果與討論

2.1 化學(xué)發(fā)光儀工作參數(shù)的設(shè)定

在光電倍增管負(fù)高壓400 V、增益1的條件下，對(duì)儀器工作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)表明儀器在表1參數(shù)下運(yùn)行，發(fā)光信號(hào)穩(wěn)定，且具有最大的信噪比。

表1 化學(xué)發(fā)光儀工作參數(shù)的設(shè)定Table 1 Working parameters for chemiluminescence instrument

2.2 NaOH濃度的影響

魯米諾只有在堿性條件下才能產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，NaOH對(duì)體系的發(fā)光信號(hào)影響很大。固定魯米諾、鐵氰化鉀和乙基麥芽酚的濃度分別為4×10-5mol/L、4×10-4mol/L、1×10-6g/mL，考察0.01 mol/L ～0.50 mol/L NaOH濃度對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響，如圖2所示。

圖2 NaOH濃度對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of NaOH concentration on CL intensity

結(jié)果表明，發(fā)光強(qiáng)度隨著NaOH濃度增大而增大，當(dāng)NaOH濃度為0.30 mol/L時(shí)魯米諾-鐵氰化鉀發(fā)光體系的發(fā)光強(qiáng)度最大，加入乙基麥芽酚后，其發(fā)光強(qiáng)度仍最大，因此選擇NaOH的最佳濃度為0.30 mol/L。

2.3 魯米諾濃度的影響

固定鐵氰化鉀、氫氧化鈉和乙基麥芽酚的濃度分別為4×10-4mol/L、0.30 mol/L、1×10-6g/mL，考察了魯米諾濃度在1×10-5mol/L～5×10-5mol/L對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響，如圖3所示。

圖3 魯米諾濃度對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of Luminol concentration on CL intensity

結(jié)果表明，在堿性介質(zhì)中魯米諾被氧化成能發(fā)藍(lán)色熒光的3-氨基酞酸鹽，隨著魯米諾濃度不斷增加，被氧化的魯米諾分子數(shù)量增多，因此體系發(fā)光強(qiáng)度隨之增大，當(dāng)魯米諾濃度為4×10-5mol/L時(shí)，體系化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大，繼續(xù)增加魯米諾溶液濃度，被氧化的魯米諾分子占總的魯米諾分子數(shù)量的百分比減少，發(fā)光強(qiáng)度開(kāi)始減弱，因此選擇魯米諾的最佳濃度為4×10-5mol/L。

2.4 鐵氰化鉀濃度的影響

固定魯米諾、氫氧化鈉和乙基麥芽酚濃度分別為4×10-5mol/L、0.30 mol/L、1×10-6g/mL，考察了鐵氰化鉀溶液濃度在1×10-4mol/L～1×10-3mol/L范圍內(nèi)對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響，如圖4所示。

圖4 鐵氰化鉀濃度對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.4 Effect of K3Fe(CN)6concentration on CL intensity

結(jié)果表明，隨著鐵氰化鉀溶液濃度的增大，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度增大，當(dāng)鐵氰化鉀濃度為6×10-4mol/L時(shí)，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大，繼續(xù)增大鐵氰化鉀濃度則會(huì)導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度減弱，因此選擇鐵氰化鉀的最佳濃度為6×10-4mol/L。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)、精密度和檢出限

在選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下，乙基麥芽酚的質(zhì)量濃度在3.0×10-7g/mL～3.0×10-5g/mL范圍內(nèi)與相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度呈線(xiàn)性關(guān)系。為提高測(cè)定的精密度和準(zhǔn)確度，校準(zhǔn)曲線(xiàn)按乙基麥芽酚質(zhì)量濃度的數(shù)量級(jí)分段繪制。校準(zhǔn)曲線(xiàn)的基本參數(shù)列于表2。

表2 校準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍及回歸方程Table 2 The linear range of calibration curve and regression equation

對(duì)質(zhì)量濃度為5.0×10-6g/mL的乙基麥芽酚進(jìn)行11次平行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.03%。根據(jù)IUPAC建議，計(jì)算得方法的檢出限為1.1×10-7g/mL。

2.6 干擾試驗(yàn)

考察樣品中共存的組分及離子對(duì)體系發(fā)光強(qiáng)度的影響。對(duì)于5.0×10-6g/mL的乙基麥芽酚溶液，在相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為±5%以?xún)?nèi)，此體系至少可以允許下列倍數(shù)物質(zhì)的存在：500倍的蔗糖、EDTA；200倍的蘋(píng)果酸；100倍的安賽蜜、糖精鈉、檸檬酸、苯甲酸鈉、K＋；50倍的葡萄糖、Na＋、Cl－、Ca2＋。5倍的Zn2＋、Cu2＋、Fe2＋、Mn2＋均有干擾，加0.02 mol/L的EDTA可掩蔽。

2.7 樣品測(cè)定及回收率實(shí)驗(yàn)

直接取樣品稀釋100倍，在以上探討的最佳條件下，對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 樣品測(cè)定及回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of sample determination and recovery experiment

3 結(jié)論

基于在堿性介質(zhì)中乙基麥芽酚對(duì)Luminol-K3Fe（CN）6體系的化學(xué)發(fā)光有顯著的增敏作用，建立了流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定乙基麥芽酚的新方法。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，其線(xiàn)性范圍為3.0×10-7g/mL～3.0×10-7g/mL，檢出限為1.1×10-7g/mL。該方法已成功用于飲料中乙基麥芽酚含量的測(cè)定，回收率在94%～108%之間。

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