高錳酸鉀-乙二醛化學(xué)發(fā)光體系測定谷氨酸

樊雪梅，王書民

（商洛學(xué)院 化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西商洛726000）

高錳酸鉀-乙二醛化學(xué)發(fā)光體系測定谷氨酸

樊雪梅，王書民

（商洛學(xué)院 化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西商洛726000）

建立了測定谷氨酸的化學(xué)發(fā)光新方法，確定了該方法的測定最佳條件，并研究了抑制體系的機理。在最佳條件下，谷氨酸濃度在2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1范圍內(nèi)與相對發(fā)光強度成正比，方法的檢出限為6.0×10-9mol·L-1，對1.0×10-6mol·L-1的谷氨酸平行測定9次，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5%。該法用于味精產(chǎn)品中谷氨酸含量分析。

流動注射；化學(xué)發(fā)光；高錳酸鉀；乙二醛；谷氨酸

谷氨酸是常見氨基酸之一，具有防止老化，補氣、養(yǎng)血、利尿之功能，此外，還具有降低血液中氨含量的作用。此外，常被用作食品調(diào)味劑，其在人體中的含量直接影響人體健康。

目前，測定谷氨酸的方法主要有原子吸收法[1-2]、熒光法[3]、紫外光度法[4]、液相色譜法[5]、毛細(xì)管電泳法[6-7]、色譜法[8]等。但這些方法不是靈敏度低、就是操作繁瑣或儀器昂貴?；瘜W(xué)發(fā)光分析法因其靈敏度高、分析速度快、分析方法簡便等特點，越來越受到人們的青睞。但目前為止，利用化學(xué)發(fā)光法測定谷氨酸的報道較少[9-10]。本文在酸性介質(zhì)下，谷氨酸對高錳酸鉀氧化乙二醛化學(xué)發(fā)光體系具有較強的抑制作用，據(jù)此，建立了測定谷氨酸的化學(xué)發(fā)光新方法，并用于味精產(chǎn)品中谷氨酸含量的分析。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

IFFM-E流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀(西安瑞邁電子科技有限公司)；IFFS-A多功能化學(xué)發(fā)光檢測器(西安瑞邁電子科技有限公司)。

谷氨酸（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）1.0×10-3mol·L-1：準(zhǔn)備稱取0.01471 g谷氨酸，用蒸餾水溶解、定容至100 mL；高錳酸鉀(西安化學(xué)試劑廠)：2.5×10-4mol·L-1；硫酸(西安市雁塔化學(xué)試劑廠)：0.1 mol·L-1。乙二醛(天津市博迪化工有限公司)：4%；所用試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

分別將載流（水）、H2SO4和KMnO4以及乙二醛溶液通入相應(yīng)管道，記錄化學(xué)發(fā)光信號I0，然后以樣品溶液代替蒸餾水，記錄化學(xué)發(fā)光信號I。以相對化學(xué)發(fā)光強度△I=I0-I定量。實驗流路如圖l所示。其中管路為內(nèi)徑0.8 mm的聚四氟乙烯管，光電倍增管負(fù)高壓為700 V，增益為l。

圖1 實驗流路圖

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗條件的選擇

2.1.1 介質(zhì)及其濃度的影響

實驗發(fā)現(xiàn)在酸性介質(zhì)中該體系具有較強的發(fā)光信號。在KMnO4濃度為2.5×10-4mol·L-1，乙二醛體積比為4%，谷氨酸濃度為1.0×10-6mol·L-1條件下，試驗了H2SO4濃度對發(fā)光強度的影響（圖2），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)H2SO4濃度為0.1 mol·L-1時，相對發(fā)光強度最大，所有選擇0.1 mol·L-1的H2SO4用于后續(xù)實驗。

2.1.2 高錳酸鉀濃度的選擇

高錳酸鉀在此發(fā)光體系中僅起氧化劑的作用，在H2SO4濃度0.1 mol·L-1，乙二醛體積比4%，谷氨酸濃度1.0×10-6mol·L-1條件下，在5.0× 10-4-5.0×10-2mol·L-1范圍內(nèi)考察了高錳酸鉀濃度對發(fā)光強度的影響（圖3），結(jié)果表明：當(dāng)高錳酸鉀濃度為2.5×10-4mol·L-1時，體系的△I值最大，故選擇此濃度進行實驗。

圖2 硫酸濃度對化學(xué)發(fā)光強度的影響

圖3 高錳酸鉀濃度對化學(xué)發(fā)光強度的影響

2.1.3 乙二醛濃度的選擇

在KMnO4濃度為2.5×10-4mol·L-1，H2SO4濃度為0.1 mol·L-1，谷氨酸濃度為1.0×10-6mol·L-1條件下，試驗了乙二醛體積比對發(fā)光強度的影響（圖4），結(jié)果表明乙二醛體積比為4%時，相對發(fā)光強度最大。故本實驗選擇4%乙二醛進行實驗。

圖4 乙二醛體積比對化學(xué)發(fā)光強度的影響

2.2 工作曲線，精密度和檢出限

在選定的最佳條件下，相對發(fā)光強度△I與谷氨酸濃度在2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1范圍內(nèi)呈較好的線性關(guān)系，線性回歸方程為ΔICL=15.41+38.99× 107C，相關(guān)系數(shù)為0.9991，對1.0×10-6mol·L-1谷氨酸平行測定9次，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5%，根據(jù)IUPAC可得，檢出限為6.0×10-9mol·L-1。

2.3 干擾試驗

在最佳實驗條件下，研究了實際樣品中常見陽離子及其它物質(zhì)對測定的干擾，當(dāng)谷氨酸的濃度為1.0×10-6mol·L-1，測定的相對誤差不超過±5%時，800倍的Na+、K+，500倍的Co2+、Sn2+、 Ni2+、Mn2+,200倍的Ag+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Ba2+、， 100倍的糊精、可溶性淀粉，酒石酸、麥芽糖、葡萄糖，1倍的Vc和草酸不干擾測定。由于實際樣品中這些物質(zhì)的實際含量均低于允許量，因此可以不經(jīng)分離或掩蔽雜質(zhì)，直接對樣品進行含量測定。

2.4 樣品測定

稱取三個不同廠家生產(chǎn)的純味精三份，配成l.0×10-3mol·L-1的樣品儲備液。移取儲備液0.1 mL于100 mL容量瓶中，定容至刻度并搖勻。按實驗方法進行樣品測定，用標(biāo)準(zhǔn)加入法進行回收率試驗，結(jié)果見表1。

表1 樣品測定及回收率試驗結(jié)果(n=6)

2.5 機理探討

用改裝的熒光分光光度計分別繪制了KMnO4-乙二醛及KMnO4-乙二醛-谷氨酸體系的化學(xué)發(fā)光光譜圖，發(fā)現(xiàn)其最大發(fā)射波長均為630 nm，表明谷氨酸的加入沒有改變發(fā)光機理。在酸性介質(zhì)下，KMnO4可氧化一些還原物產(chǎn)生單線態(tài)分子復(fù)合物1O21O2(1△g1△g)，在轉(zhuǎn)化為三線態(tài)氧3O2(3Σg)時，發(fā)出630 nm的光[11]。谷氨酸對KMnO4-乙二醛體系的抑制作用可能是由于其與KMnO4發(fā)生反應(yīng)從而致使和乙二醛反應(yīng)的KMnO4濃度降低所致。

3 結(jié)論

本文在H2SO4介質(zhì)中，谷氨酸對高錳酸鉀-乙二醛化學(xué)發(fā)光體系的抑制作用，建立了一種測定谷氨酸的新方法，探討了抑制體系的機理。在KMnO4濃度為2.5×10-4mol·L-1，乙二醛體積比4%，H2SO4濃度為0.1 mol·L-1時，谷氨酸濃度在2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1范圍內(nèi)呈較好的線性關(guān)系，檢出限為6.0×10-9mol·L-1，方法用于味精產(chǎn)品中谷氨酸含量分析，結(jié)構(gòu)令人滿意。

[1]孫智敏,張德強,孫漢文.火焰原子吸收法間接測定調(diào)味品中的谷氨酸[J].分析儀器,2000(3):33-35.

[2]劉文涵,章慶新,張清義,等.谷氨酸的硫化鋅法原子吸收光譜間接測定[J].分析測試學(xué)報,2003,22(4):56-58.

[3]蔡維平,王細(xì)生,朱慶枝,等.光替代谷氨酸氧化酶及熒光法測定谷氨酸[J].分析化學(xué),2000,28(10):1284-1286.

[4]陳景勇,彭奇均.紫外-可見分光法定量測定谷氨酸的比較[J].光譜實驗室,2008,25(3):394-397.

[5]盧 昕,盧 潔,劉承偉,等.反相高效液相色譜法測定小鼠中腦內(nèi)D-天冬氨酸和D-谷氨酸[J].分析化學(xué), 2007,35(8):1151-1154.

[6]吳 健,鄧留杰,郭利芬,等.毛細(xì)管電泳法檢測轉(zhuǎn)化液中谷氨酰胺和谷氨酸[J].食品科學(xué),2008,29(4):328-331.

[7]郭文茹,黃繁嬙.毛細(xì)管電泳測定血漿中的谷氨酸[J].臨床檢驗,1999,17(5):283-284.

[8]吳永康,張新申.低壓離子色譜法測定醬油中谷氨酸含量[J].四川大學(xué)學(xué)報,2001(5):82-84.

[9]高 新,張小燕,范曉東,等.谷氨酸流動注射化學(xué)發(fā)光法測定[J].理化檢驗-化學(xué)分冊,2004,40(11):635-637.

[10]方盧秋,盧紅發(fā),馬興菊,等.流動注射化學(xué)發(fā)光法測定谷氨酸的研究[J].食品科技,2006,7(4):110-112.

[11]何云華,呂九如.高錳酸鉀-甲醛-無機還原劑化學(xué)發(fā)光體系[J].分析化學(xué),2002,30(5):598-600.

（責(zé)任編輯：張國春）

Determ ination of Glutam ic Acid by Potassium Permanganate-glyoxal Chem ilum inescence System

FAN Xue-mei,WANG Shu-min
(College of Chemical Engineering and Modern Materials,Shangluo University/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo 726000,Shaanxi)

A novel flowinjection chemiluminescence method was developed for the determination of glutamic acid,based on the inhibited effect of glutamic acid on the chemiluminescence reaction of potassium permanganate and glyoxal in the acidic medium.The optimum conditions and the possible inhibitory mechanism was also discussed.Under optimum conditions,the relative chemiluminescence intensity was 1inearly related to the concentration of glutamic acid in the range of 2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1with a detection limit of 6.0×10-9mol·L-1,the RSD for measurement of 1.0×10-6mol·L-1glutamic acid(n=9) is 2.5%.This method was applied to the determination of glutamic acid in monosodium glutamate samples with satisfatory results.

flowinjection;chemiluminescence;potassium permanganate；glyoxal；glutamic acid

O657.3

：A

：1674-0033（2014）04-0046-03

10.13440/j.slxy.1674-0033.2014.04.011

2014-05-18

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目(2012KTDZ02-02-02)

樊雪梅，女，陜西富平人，碩士，講師