雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定牛奶中的鈣

姚文紅，徐香

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院，山東青島 266109）

雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定牛奶中的鈣

姚文紅，徐香

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院，山東青島 266109）

采用雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定牛奶中鈣離子的含量?；谠趬A性緩沖液中，鈣與鉻黑T（EBT）-聚乙二醇溶液作用形成1∶1的配合物，利用等吸收雙波長(zhǎng)消去法，消除EBT自身的干擾。在558 nm和645 nm處測(cè)定，得吸光度差ΔA，鈣的質(zhì)量濃度在0～4.8 μg／mL范圍內(nèi)符合比耳定律，線性回歸方程為ΔA=0.069 64c+0.009 86，r=0.998 9。用干灰化法處理樣品，通過(guò)測(cè)定樣品的ΔA，查得樣品中鈣離子的含量。該方法測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%～7.6%（n=5），平均加標(biāo)回收率為79.0%～98.7%。

雙波長(zhǎng)分光光度法；鉻黑T(EBT)；鈣；牛奶

鈣是人體不可缺少的微量元素之一，享有“生命元素”之稱［1］。人體自身不能合成鈣，所需的鈣完全依賴外界的補(bǔ)充和供給。按照營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的觀點(diǎn)，牛奶中含有豐富的活性鈣，其含量居眾多食物之首，約是大米的101倍、瘦牛肉的75倍、瘦豬肉的110倍，因此牛奶是最好的補(bǔ)鈣食品。牛奶質(zhì)量與鈣的含量密切相關(guān)，因此測(cè)定牛奶中的鈣含量具有重要意義。

牛奶中鈣含量的測(cè)定通常采用EDTA滴定法［2.3］、高錳酸鉀滴定法［4，5］、火焰原子吸收光譜法［6］、分光光度法等。滴定法存在干擾嚴(yán)重、終點(diǎn)變化不明顯等問(wèn)題，準(zhǔn)確度不高；火焰原子吸收光譜法儀器昂貴、難以普及；分光光度法儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便、準(zhǔn)確度高。筆者在前人工作的基礎(chǔ)上［7，8］，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行改進(jìn)，利用雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定牛奶中的鈣，可消除鉻黑T(EBT）自身的干擾，提高測(cè)定的靈敏度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

分光光度計(jì)：7200型，上海尤尼柯儀器有限公司；

分析天平：AR1140型，美國(guó)奧豪斯國(guó)際貿(mào)易有限公司；

馬弗爐：SX8-10型，上海申光儀器儀表有限公司；

Ca2+標(biāo)準(zhǔn)溶液：400.0 μg／mL，準(zhǔn)確稱取在105～110℃下預(yù)先干燥至恒重的CaCO30.100 0 g，以HCl溶液（1+1）溶解后，煮沸除去CO2，定容至100 mL，使用時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行稀釋；

EBT-聚乙二醇溶液：1×10-3mol／L，準(zhǔn)確稱取聚乙二醇(2000)5.005 7 g，EBT 0.114 1 g，溶解后，加入少量的鹽酸羥胺，防止其氧化褪色，定容至250 mL，使用時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行稀釋；

氨-氯化氨緩沖溶液：pH=10.0；

硼砂-氫氧化鈉緩沖液：pH=12.6；

三乙醇胺、鹽酸、8-羥基喹啉：分析純；

實(shí)驗(yàn)所用其它試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

（1）樣品前處理

準(zhǔn)確稱取牛奶樣品2 g于坩堝中，在電磁爐上炭化至無(wú)煙，置于550℃馬弗爐灰化2～3 h，冷卻后，加入HCl溶液（1+1）溶解，用硼砂-氫氧化鈉緩沖液調(diào)至中性，定容至100 mL，待測(cè)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

于25 mL比色管中，加入EBT-聚乙二醇溶液1.5 mL，氨-氯化氨緩沖液2.0 mL，分別加入0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 mL Ca2+標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 (40.0 μg／mL)，稀釋至刻度。放置10 min，以蒸餾水為參比，測(cè)定ΔA（ΔA=A558－A645），以ΔA為縱坐標(biāo)，鈣的濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3）樣品測(cè)定

準(zhǔn)確移取2.0 mL待測(cè)樣品溶液于25 mL比色管中，按標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作步驟，加入各種試劑，為消除Mg2+對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，可加入掩蔽劑8-羥基喹啉，測(cè)定吸光度ΔA，由回歸方程計(jì)算樣品中的鈣含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收波長(zhǎng)的選擇

于3支25 mL比色管中，分別加入EBT-聚乙二醇水溶液1.5 mL，其中兩支加入氨-氯化氨緩沖液 2.0 mL，鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液 (40.0 μg／mL)0.0，5.0 mL，稀釋至刻度，放置10 min，以蒸餾水為參比，在420～720 nm之間，每隔2 nm測(cè)定吸光度，得吸收曲線，見(jiàn)圖1。

圖1 吸收曲線

由圖1可知，EBT-聚乙二醇溶液最大吸收波長(zhǎng)為540 nm，加入氨-氯化氨緩沖溶液后，最大吸收波長(zhǎng)為610 nm，紅移70 nm；EBT與EBT和鈣形成的絡(luò)合物對(duì)比度為Δλ=52 nm，而且兩部分吸收曲線重疊，彼此干擾。利用等吸收雙波長(zhǎng)消去法，選擇645 nm為等吸收波長(zhǎng)，測(cè)定ΔA(ΔA=A558-A645)，可消除EBT對(duì)EBT和鈣形成的絡(luò)合物吸光度的影響。

2.2 測(cè)定條件的選擇

（1）緩沖溶液用量

在體系中加入不同體積的氨-氯化氨緩沖溶液，測(cè)定吸光度。試驗(yàn)表明，緩沖溶液用量在1.00～4.00 mL時(shí)，吸光度隨緩沖溶液用量的增加，趨于穩(wěn)定，選用pH 10.0氨-氯化氨緩沖液2.0 mL，可將pH值控制在適宜范圍內(nèi)。

（2）顯色劑用量和顯色時(shí)間

按試驗(yàn)方法，在體系中分別加入不同體積的顯色劑，測(cè)定吸光度。結(jié)果表明，顯色劑自身顏色對(duì)絡(luò)合物所顯顏色有較大影響，隨顯色劑用量的增加，吸光度增大，選用1.5 mL EBT-聚乙二醇溶液作為顯色劑＝比較合適。體系加入顯色劑后在室溫下迅速顯色，放置5 min后，即可達(dá)到穩(wěn)定，顯色完全后，可至少穩(wěn)定24 h。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

對(duì)1.2（2）中的系列鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 系列鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定結(jié)果

利用表1數(shù)據(jù)，以ΔA對(duì)鈣含量進(jìn)行線性回歸，鈣含量在0～4.8 μg／mL范圍內(nèi)符合比耳定律，線性回歸方程為ΔA=0.069 64c+0.009 86，相關(guān)系數(shù)r=0.998 9，由工作曲線斜率計(jì)算絡(luò)合物的表觀摩爾吸光系數(shù)為 0.278 5×104L／（mol·cm）。

2.4 回收試驗(yàn)

在一種牛奶樣品溶液中加入一定量的Ca2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，平行測(cè)定5次，計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，回收率在79.0%～98.7%之間，說(shuō)明此方法的準(zhǔn)確度較高。

表2 回收試驗(yàn)結(jié)果

2.5 樣品測(cè)定

分別取蒙牛和伊利牛奶樣品，按1.2（1）中方法進(jìn)行處理，測(cè)定樣品溶液的吸光度ΔA，從標(biāo)準(zhǔn)曲線求出各樣品中的鈣含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%～7.6%，說(shuō)明此方法的重復(fù)性較好。

表3 牛奶樣品測(cè)定結(jié)果（n=5）

3 結(jié)論

（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EBT的吸光度受溶液pH值影響較大，EBT-聚乙二醇溶液最大吸收波長(zhǎng)為540 nm，在氨-氯化氨緩沖液中，最大吸收波長(zhǎng)為610 nm，紅移70 nm。

（2）EBT與EBT和鈣形成的絡(luò)合物的對(duì)比度Δλ=52 nm，兩部分吸收曲線重疊，利用等吸收雙波長(zhǎng)消去法，可消除EBT自身顏色對(duì)其絡(luò)合物吸光度的影響，增大檢測(cè)體系的靈敏度。

（3）在樣品處理過(guò)程中采用干式灰化法，并用8-羥基喹啉作掩蔽劑，消除Mg2+對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。該法儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、消耗藥品少，除牛奶外，茶葉、蔬菜水果中微量元素鈣也可用此法來(lái)測(cè)定。

［1］張丹鳳，陸東林 .牛奶和補(bǔ)鈣［J］.農(nóng)村科技，2001 (3)： 17.

［2］李玉珍，呂寶華，荊志杰.EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定不同品質(zhì)牛奶中鈣含量［J］.山西大同大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )，2011，27 (1)：42-44.

［3］王喜明，劉玉欣，常鳳啟，等.滴定法測(cè)定保健食品中的鈣［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2006，16 (6)： 754-755.

［4］陳妙蘭.高錳酸鉀滴定法測(cè)定鈣片中鈣的含量［J］.遼寧化工，2009，38 (4)： 286-288.

［5］加建斌.高錳酸鉀滴定法測(cè)定補(bǔ)鈣制品中的鈣含量［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(23)： 7 076-7 077.

［6］李敏，王美菡，劉寧，等.火焰原子吸收法測(cè)定補(bǔ)鈣制品中的鈣及其干擾抑制［J］.中國(guó)公共衛(wèi)生，2001，17 (8)： 759-760.

［7］陳偉，白麗明，趙樺萍.鉻黑T-聚乙二醇溶液穩(wěn)定性的研究［J］.信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 )，2002，15(3)： 303-304.

［8］王軍，顧玲.鉻黑T作顯色劑兼絡(luò)合劑分光光度法測(cè)定鈣的研究［J］.陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，26(4)： 58-60.

Determination of Calcium in Milk by Dual Wavelength Spectrophotometry

Yao Wenhong, Xu Xiang
(College of Chemistry and Pharmaceutical Sciences， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109 ， China)

The calcium content in milk was detected by dual wavelength spectrophotometric method. Chrome black T(EBT) was used as the color reagent，in pH10.0 buffer solution of ammonia，calcium reacted with EBT-polyethylene glycol to form a stable complex(1∶1). The interference of EBT was eliminated by double wave absorption and elimination technique. At wavelength of 558 nm and 645 nm，the absorbance difference ΔAwas detected and the calcium content obeyed Bee’s law in 0-4.8 μg／mL. The linear regression equation was ΔA=0.069 64c+0.009 86，with correlation coefficient of 0.998 9. The sample was treated with dry ashing method, the content of calcium in the sample was abtained by detecting ΔA. The relative standard deviation of this method was 1.7%-7.6% and the average recovery was 79.0%-98.7%.

dual wavelength spectrophotometry; chrome black T; calcium; milk

O657.3

A

1008-6145(2012)04-0071-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2012.04.022

聯(lián)系人：姚文紅；E-mail： qingfoywh@yahoo.com.cn

2012-04-28