紫外分光光度法測(cè)定飲料中糖精鈉的含量

宗水珍，王禮風(fēng)，王 彬

（常熟理工學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

近年來，隨著生活水平的提高，人們對(duì)飲品的質(zhì)量和安全性的要求越來越高，發(fā)現(xiàn)的問題也越來越多.因此，找到更快捷、簡(jiǎn)單并能廣泛應(yīng)用的食品安全檢測(cè)方法迫在眉睫.糖精鈉（Sauharin Sodium）是飲料中常用的一種人工合成甜味劑[1-2]，學(xué)名鄰磺酰苯酰亞胺鈉，分子式為C7H4O3NSNa·2H2O，相對(duì)分子質(zhì)量241.19.有研究表明攝入大量的糖精鈉會(huì)導(dǎo)致雄性大鼠患膀胱癌[3]，過多攝入甜食及加糖飲料會(huì)增加人患胰腺癌的危險(xiǎn)[4].美國(guó)肝臟疾病研究協(xié)會(huì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，含糖軟性飲料同患肝病有關(guān)系.因此，世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定糖精鈉的人體每日允許攝入量ADI為0～0.005 g/Kg[5]，中華人民共和國(guó)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB276086規(guī)定糖精鈉在蜜餞、冷飲類食品中的最大使用量為0.15 g/kg[6].因此，準(zhǔn)確測(cè)定、嚴(yán)格控制食品中糖精鈉的用量對(duì)保障食品安全和人體健康有重要意義.

目前測(cè)定糖精鈉的方法有多種，主要有液相色譜法[7]、薄層色譜法[8]、非水滴定法[9]和極譜法[10]等，但由于設(shè)備昂貴、操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、靈敏度較低[11]、污染等原因很難得到推廣應(yīng)用.

本文利用少量糖精鈉可使亞甲基藍(lán)的吸收增強(qiáng)，并且吸光度隨糖精鈉濃度的增加而增加，建立了亞甲基藍(lán)－紫外分光光度法測(cè)定糖精鈉的含量，并將此法用于飲料中糖精鈉含量的測(cè)定，結(jié)果滿意.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；pHS-3C型精密pH計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；電子分析天平（常熟市衡器廠）.0.2 mg/mL糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取在120℃下烘干4 h的糖精鈉0.1702 g，用水溶解，再定量轉(zhuǎn)移到1000 mL容量瓶中定容；0.25 mg/mL亞甲基藍(lán)溶液；pH=7.0的B-R緩沖溶液；其他試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

精確移取一定量的糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL比色管中，再依次加入0.5 mL亞甲基藍(lán)溶液和1 mLB-R緩沖溶液，加二次蒸餾水至刻度線，搖勻.在240～280 nm范圍內(nèi)測(cè)其吸光度曲線（查文獻(xiàn)可知，亞甲基藍(lán)在250 nm左右處有最大吸收波長(zhǎng)），取其在最大波長(zhǎng)處吸光度，即247 nm.另取一10 ml比色管，不添加糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)液，并按照上述實(shí)驗(yàn)方法操作，分別測(cè)定兩個(gè)體系的吸光度A與A0，計(jì)算出△A（△A=A-A0），以△A對(duì)糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度C作圖，繪制出糖精鈉濃度校準(zhǔn)曲線，由樣品測(cè)量出的△A就可以計(jì)算出糖精鈉的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜曲線

不同溶液在紫外分光光度儀上的吸收曲線如圖1所示，亞甲基藍(lán)以及亞甲基藍(lán)與糖精鈉形成的締合物在247 nm處有最大吸收峰.曲線1表明，當(dāng)體系中不加入亞甲基藍(lán)，僅有糖精鈉與B-R緩沖液時(shí)，糖精鈉-B-R體系在247 nm處吸收峰很弱，說明糖精鈉與B-R緩沖液在247 nm處對(duì)亞甲基藍(lán)以及亞甲基藍(lán)與糖精鈉形成的締合物在此處的吸光度的干擾很小；曲線2、3表明，固定其他條件，體系中加入少量糖精鈉時(shí)，體系在247 nm處的吸光度顯著增強(qiáng).曲線3、4、5表明在糖精鈉-亞甲基藍(lán)-B-R緩沖溶液體系中，隨著糖精鈉濃度的增加，體系吸光度隨之增加，由此推測(cè)，該體系吸光度的增長(zhǎng)值△A與糖精鈉加入量有線性關(guān)系，因此選擇在247 nm處測(cè)定該體系的吸光度.

圖1 吸收光譜曲線圖

2.2 緩沖溶液的選擇

圖2所示的是糖精鈉和亞甲基藍(lán)在不同緩沖溶液中的相對(duì)吸光度，B-R緩沖溶液的相對(duì)吸光度（△A）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他四種緩沖溶液，說明糖精鈉和亞甲基藍(lán)所形成的絡(luò)合物在B-R緩沖溶液中測(cè)定效果更好，所以選擇B-R緩沖溶液.

2.3 緩沖溶液酸度對(duì)體系的影響

緩沖溶液pH=7.0時(shí)體系的△A值最大，且通過實(shí)驗(yàn)知，加入緩沖液體積為1 mL時(shí)，體系最為穩(wěn)定，所以選擇在體系中加入pH=7.0的B-R緩沖溶液1 mL.

圖2 不同緩沖溶液吸收曲線圖

2.4 染色劑用量的影響

在固定其他條件不變時(shí)，染色劑加入量為0.5 mL時(shí)，△A值達(dá)到最大值，故選擇在體系中加入染色劑的量為0.5 mL.

2.5 反應(yīng)時(shí)間的影響

在固定其他條件不變時(shí)，體系的反應(yīng)時(shí)間在140 min內(nèi)吸光度無明顯變化，本次實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)時(shí)間為20 min.

2.6 反應(yīng)溫度的影響

在固定其他條件不變的情況下，測(cè)定體系溫度在15～40℃之間的吸光度變化值.當(dāng)體系的溫度在20～30℃之間時(shí)，體系的吸光度變化較小，可以忽略，而當(dāng)溫度低于20℃或高于30℃時(shí)，體系的吸光度變化較大，測(cè)定時(shí)會(huì)存在較大的誤差，故本實(shí)驗(yàn)選擇體系反應(yīng)的溫度為20～30℃.

2.7 干擾實(shí)驗(yàn)

運(yùn)用控制變量法，在控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變的前提下，向體系中加入糖精鈉濃度100倍的干擾離子，測(cè)定其是否存在干擾.測(cè)定誤差都在±5%以內(nèi)，100倍Cl-、I-、NO3-、SO42-、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+、Ni2+、Ba2+、Cd2+、Mn2+、Pb2+對(duì)體系的測(cè)定無干擾.

2.8 校準(zhǔn)曲線的繪制

通過控制變量法，控制實(shí)驗(yàn)在最佳條件下，以不加糖精鈉的溶液體系為空白樣，并測(cè)定其吸光度（A0）；再測(cè)定加入不同量糖精鈉的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度（Ai），并計(jì)算出其相對(duì)吸光度ΔA（ΔA=Ai-A0），最后再以不同濃度糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的ΔA對(duì)其濃度C繪制校準(zhǔn)曲線，如圖3所示.當(dāng)糖精鈉的濃度在0.08～44 ug/mL之間時(shí)，其相對(duì)吸光度（ΔA）與糖精鈉的濃度C之間的線性關(guān)系非常好，其線性回歸方程為△A=0.02034+0.00484×C，線性相關(guān)系數(shù)為r=0.99994，并且最小檢出限為0.004 μg/ml.

2.9 實(shí)際樣品分析

取雪碧、蘋果醋、冰糖雪梨飲料100 ml于蒸發(fā)皿中，加熱去除CO2.把濃縮樣轉(zhuǎn)移至150 ml燒杯中，加入5 g NaCl，0.6 ml H3PO4和幾粒沸石，加熱煮沸15 min，冷卻后用水定容至250 ml[11].用此法處理實(shí)際樣品的結(jié)果令人滿意，能夠有效消除實(shí)際樣品中苯甲酸、山梨酸等物質(zhì)對(duì)體系吸光度產(chǎn)生的影響.按照實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定樣品中糖精鈉含量，通過△A與濃度C的關(guān)系，計(jì)算出食品中糖精鈉的含量，結(jié)果見表1，并將結(jié)果與國(guó)標(biāo)法相比較，由表1得到的結(jié)果與高效液相色譜法測(cè)定的糖精鈉含量基本相同.

圖3 △A對(duì)糖精鈉濃度的校準(zhǔn)曲線

2.10 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

分別移取一定量的樣品試樣，再分別加入不同量的糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照試驗(yàn)方法做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2所示.從表2可以得出，加標(biāo)回收率在98.17%～103.25%之間，結(jié)果令人滿意，說明該實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度很好.

表1 實(shí)際樣品分析

3 結(jié)論

本文運(yùn)用紫外分光光度法測(cè)定雪碧、蘋果醋和冰糖雪梨飲料中糖精鈉含量，得到蘋果醋為0.113 g/kg，而雪碧與冰糖雪梨中未檢出，這與國(guó)標(biāo)法所測(cè)定的結(jié)果基本相同，加標(biāo)回收率：98.17%～103.25%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）均小于5.0%.本法具有干擾少、靈敏度較高、線性范圍較寬、操作快速簡(jiǎn)單、節(jié)省試劑等特點(diǎn)，對(duì)于飲料中糖精鈉含量的測(cè)定較為理想.

表2 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

[1]周彤，戈早川.多波長(zhǎng)線性回歸導(dǎo)數(shù)分光光度法同時(shí)測(cè)定飲料中糖精鈉和苯甲酸[J].分析試驗(yàn)室，1999，18（3）：87-89.

[2]張國(guó)勝，董學(xué)芝，王愛芳，等.甲基紫-糖精鈉體系共振瑞利散射光譜的研究及其應(yīng)用研究[J].分析試驗(yàn)室，2008，27（增刊）：358-361.

[3]Suzanne D T,Helen T Walter P,et al.The male rat carcinogens limonene and sodium sacchar in are not m utagenic to male Big Blue rats[J].Muta?genesis,2001,16(4):329-332.

[4]Susanna C L,Leif B,Alicja W.Consumption of sugar and sugar-sweetened foods and the risk of pancreatic cancer in a prospective study[J].Ameri?can Journal of Clinical Nutrition,2006,84(5):1171-1176.

[5]Qing C C,Wang J.Simultaneous determination of artificial sweeteners,preservatives,caffeine,theo?bromine and theophylline in food and pharmaceu?tical preparations by ionchromatography[J].J Chro?matogr A,2001,937:57-64.

[6]中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)處.食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)匯編（2）[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992：133.

[7]Dossi N,Rtoniolo,Susmel S,et al.Simultaneous RP-LC determinati on of Additives in Soft Drinks[J].Chromatographia,2006,63(11-12):557-562.

[8]劉維華，郭銀燕.薄層層析法同時(shí)測(cè)定飲料中甜蜜素和糖精鈉[J].中國(guó)公共衛(wèi)生，2000，16（8）：766.

[9]李俠，武傳貴.非水滴定法快速測(cè)定食品中的糖精鈉[J].山東化工，2006，35（2）：31-32.

[10]鄭世榮.食品中糖精鈉含量的極譜分析法[J].分析化學(xué)，1978，7（2）：161.

[11]焦嫚，董學(xué)芝，胡衛(wèi)平，等.結(jié)晶紫-紫外分光光度法測(cè)定食品中糖精鈉的含量[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2010，27（1）：287-290.