鉬酸銨比色法測(cè)定蔗汁中磷酸鹽含量試驗(yàn)方法的改進(jìn)

張 琳

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東　廣州　510640）

鉬酸銨比色法測(cè)定蔗汁中磷酸鹽含量試驗(yàn)方法的改進(jìn)

張 琳

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州510640）

采用鉬酸銨比色法測(cè)定蔗汁中磷酸鹽含量。考察檢測(cè)波長(zhǎng)、顯色時(shí)間、硫酸溶液、鉬酸銨溶液和氯化亞錫溶液添加量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明：檢測(cè)波長(zhǎng)為660 nm；硫酸溶液（6.25 mol/L）、鉬酸銨溶液（25 g/L）和氯化亞錫溶液（50 g/L）的加入量分別為0.5、2.0 mL、15滴；顯色時(shí)間5 min。在此條件下，磷酸鹽測(cè)定回歸方程為 A=0.17898C+0.00093，相關(guān)系數(shù) r=0.9998，線性關(guān)系良好。高、中、低3種樣品濃度方法回收率和RSD都在合理范圍內(nèi)。該方法可用于蔗汁中磷酸鹽含量測(cè)定。

磷酸鹽；鉬酸銨；分光光度法；驗(yàn)證

0　前言

制糖工業(yè)生產(chǎn)過程中的原料甘蔗、半成品及成品糖，除含有蔗糖和有機(jī)非糖分外，還含有無機(jī)非糖物。無機(jī)非糖物如磷酸鹽、氯化物、鈣鹽等，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)糖液色值增大，蔗糖轉(zhuǎn)化或結(jié)晶速度降低，成品率下降等［1］，影響到制糖生產(chǎn)和產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，測(cè)定原料、半成品、成品及副產(chǎn)品中的無機(jī)非糖物的含量和變化規(guī)律，對(duì)于監(jiān)控和改進(jìn)糖品生產(chǎn)具有重要意義。

目前食品中磷酸值的測(cè)定方法常用有重量法、容量法［2］、分光光度法、離子色譜法、等離子體發(fā)射光譜法［3］等。但在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)重量法和容量法操作繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，儀器測(cè)定方法成本高，操作復(fù)雜，難以推廣和普及。

糖廠進(jìn)行糖品中磷酸鹽含量測(cè)定多采用鉬酸銨分光光度法［4］。該方法操作簡(jiǎn)單，快速準(zhǔn)確，但隨著這種測(cè)定方法的不斷推廣，在應(yīng)用中出現(xiàn)了一些問題，如顯色程度深淺不一，吸光度值隨放置時(shí)間變化，測(cè)定數(shù)據(jù)跳躍不穩(wěn)定。測(cè)定波長(zhǎng)、顯色時(shí)間、還原劑加入量、鉬酸銨加入量、樣品 pH值等都會(huì)影響到測(cè)量準(zhǔn)確性。有研究表明，加入顯色試劑的澄清蔗汁最大吸收波長(zhǎng)在660～725 nm之間，在690 nm處出現(xiàn)局部吸收峰值［5］，用720 nm波長(zhǎng)進(jìn)行比色時(shí)，其工作范圍（磷濃度）在0～1.0 mg/kg以內(nèi)呈線性關(guān)系［6］。

本研究對(duì)鉬酸銨比色法測(cè)定磷酸值濃度試驗(yàn)中的顯色反應(yīng)時(shí)間、樣品酸度范圍、最佳吸收波長(zhǎng)等問題進(jìn)行探討，尋找最佳測(cè)定方法。

1　材料與方法

1.1儀器和藥品

1.1.1儀器

UV-1800型紫外可見分光光度儀，上海美譜達(dá)儀器有限公司；TLE204電子分析天平（精度0.1 mg），梅特勒-托利多儀器有限公司；石英比色皿（1 cm），江蘇金壇宏華儀器廠。

1.1.2藥品和材料

磷酸氫二鉀（分析純），臺(tái)山市粵僑試劑塑料有限公司；鉬酸銨（分析純），天津市化學(xué)試劑四廠；濃硫酸（分析純），氯化亞錫（分析純），天津市大茂化學(xué)試劑廠；二次蒸餾水。

糖蔗（產(chǎn)地廣西）；黃皮果蔗（產(chǎn)地福建）；黑皮果蔗（產(chǎn)地廣東）市場(chǎng)購買。

1.2方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液配置

磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（10 mg/mL）：準(zhǔn)確稱取磷酸二氫鉀19.1740 g（使用前于110℃干燥2 h），用蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移入1000 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，搖勻。

磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.1 mg/mL）：將5.00 mL磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，蒸餾水加水至刻度，搖勻。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

準(zhǔn)確吸取磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL于8個(gè)100 mL容量瓶中，加水至95 mL，準(zhǔn)確加入25 g/L鉬酸銨溶液2.0 mL，6.25 mol/L硫酸溶液1.0 mL，搖勻后加入50 g/L氯化亞錫溶液10滴，加水至標(biāo)線，搖勻后靜置5 min。用1 cm比色皿，以0 mL的磷酸鹽溶液為空白，在660 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3樣品處理

甘蔗斬段，剖開，放入壓榨機(jī)中將其破碎，收取蔗汁。準(zhǔn)確吸取25.0 mL蔗汁，移入100 mL容量瓶中，加蒸餾水至標(biāo)線，搖勻，過濾。棄去最初的濾液，吸取濾液50.0 mL，移入另一100 mL容量瓶中，按1.2.2方法處理，準(zhǔn)備測(cè)定。

2　實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)

2.1檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

取磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，按照1.2.2節(jié)方法加入適量鉬酸銨和氯化亞錫溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)，用1 cm比色皿，設(shè)定波長(zhǎng)為 630、640、650、655、660、665、670、675、680、690、700、705、710、715、720、725 nm，測(cè)定并比較吸光度，結(jié)果見圖1。

圖1　吸光度隨波長(zhǎng)的變化

如圖1所示，當(dāng)波長(zhǎng)為660 nm時(shí)，吸光度達(dá)到峰值。在680～725 nm范圍內(nèi)，吸光度值基本無變化，與文獻(xiàn)報(bào)道較一致。由此確定實(shí)驗(yàn)最佳波長(zhǎng)為660 nm。

2.2酸度的影響

本文考察在相同鉬酸銨和氯化亞錫溶液加入量下，添加0.05、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL硫酸溶液對(duì)吸光度值的影響，見圖2。

圖2　硫酸溶液加入量對(duì)吸光度的影響

由圖可知，隨著溶液酸度增加，吸光度值先增加后逐漸下降，硫酸溶液加入量在0.5 mL時(shí)吸光度值最大。分析原因是，較低酸度條件下磷鉬酸銨具有弱氧化性，容易被氧化亞錫還原，使溶液變成藍(lán)色，但酸度過大時(shí)，會(huì)影響磷鉬絡(luò)合物還原成磷鉬藍(lán)，使藍(lán)色變淺。因此硫酸溶液加入量選擇0.5 mL。

2.3鉬酸銨加入量的影響

本文考察了在相同硫酸和氯化亞錫溶液加入量下，0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL鉬酸銨溶液加入量對(duì)吸光度的影響，見圖3。

圖3　鉬酸銨溶液加入量對(duì)吸光度的影響

由圖可知，隨著鉬酸銨量的增加，吸光度值也逐漸增加后趨于平衡，鉬酸銨溶液加入量在2.0 mL左右時(shí)吸光度值最大。分析原因是，鉬酸銨加入量較少時(shí)，反應(yīng)不完全，為保證磷酸鹽能與鉬酸銨充分反應(yīng)，鉬酸銨應(yīng)該過量?？紤]到過量鉬酸銨會(huì)增加背景吸收，在保證充分反應(yīng)的基礎(chǔ)上，鉬酸銨溶液加入量選擇2.0 mL。

2.4氯化亞錫加入量

本文考察了在相同硫酸和鉬酸銨溶液加入量下，氯化亞錫溶液加入量分別為1、3、6、8、10、15滴時(shí)對(duì)磷鉬藍(lán)吸光度的影響，見圖4。由圖4可知，隨著氯化亞錫加入量的增加，吸光度值也在增加。加入量小于10滴時(shí)，吸光度值較小，說明氯化亞錫量不足，不能充分還原磷鉬酸銨。為保證反應(yīng)充分進(jìn)行，同時(shí)考慮到氯化亞錫的毒性和對(duì)環(huán)境的污染，選擇氯化亞錫溶液加入量為10滴。

圖4　氯化亞錫溶液加入量對(duì)吸光度的影響

2.5顯色反應(yīng)時(shí)間的影響

按 1.2.2節(jié)方法考察反應(yīng) 2、5、10、15、20、30、60 min對(duì)吸光度值的影響，結(jié)果見圖5。由圖5可知，顯色反應(yīng)少于5 min時(shí)，吸光度值較低，說明樣液可能還未充分反應(yīng)。顯色時(shí)間在 5～10 min內(nèi)，吸光度值無顯著變化，隨著時(shí)間增加，吸光度值逐漸降低，因此確定合適的顯色反應(yīng)時(shí)間為 5～10 min，考慮到實(shí)驗(yàn)總體時(shí)長(zhǎng)，選擇顯色反應(yīng)時(shí)間為5 min。

2.6標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

圖5　顯色時(shí)間對(duì)吸光度的影響

按照 1.2.2節(jié)方法測(cè)定不同濃度磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液吸光度值，測(cè)定結(jié)果見表1。繪制磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合方程為A=0.17898C+0.00093（r=0.9998）。式中：A為吸光度，C為溶液質(zhì)量濃度（μg/mL），磷酸鹽濃度在0.50～4.00 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.7方法檢出限實(shí)驗(yàn)

按照1.2.2節(jié)方法，重復(fù)10次空白實(shí)驗(yàn)，將各個(gè)測(cè)定結(jié)果換算為樣品中的濃度，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限為0.013 μg/mL。

2.8精密度和加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

取糖蔗蔗汁樣品，按照1.2.3方法測(cè)定磷酸值含量，并進(jìn)行精密度和加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見表2和表3。由結(jié)果可知，方法高、中、低3種濃度的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在合理范圍內(nèi)。說明本方法精密度好，方法準(zhǔn)確可行。

2.8樣品測(cè)定

按1.2.3節(jié)方法，對(duì)市售3種甘蔗進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表 4。測(cè)定結(jié)果表明不同種類的甘蔗原料中磷酸鹽含量有差別，可能與甘蔗種類、纖維含量等有關(guān)。

表1　不同濃度磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度值

表2　糖蔗樣品精密度測(cè)定結(jié)果（n=6）

表3　糖蔗樣品加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果（n=6）

表4　樣品測(cè)定結(jié)果（n=3）

3　結(jié)論

本文依據(jù)鉬酸銨分光光度法的測(cè)量原理，對(duì)試驗(yàn)中最佳吸收波長(zhǎng)、樣品酸度、鉬酸銨加入量、顯色反應(yīng)時(shí)間等問題進(jìn)行探討，并用檢測(cè)限、精密度和加標(biāo)回收率等指標(biāo)對(duì)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，鉬酸銨比色法測(cè)定蔗汁中磷酸鹽含量試驗(yàn)方法精密度好，準(zhǔn)確度高，適合糖品中磷酸鹽含量控制分析。

［1］友部勝美，長(zhǎng)坂忠良. 用原子吸收分光光度法測(cè)定糖中的無機(jī)非糖分［J］. 甜菜糖業(yè)，1979，6（3）：45-51.

［2］國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì). 食品添加劑磷酸：GB/T 1886/15-2015［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

［3］何宇霆，張新申，張一，等. 磷酸鹽測(cè)定方法及研究進(jìn)展［J］. 皮革科學(xué)與工程，2008，18（4）：26-29.

［4］莫佳琳，張思原，陸海勤. 鉬酸銨分光光度法檢測(cè)糖廠工業(yè)磷酸含量的應(yīng)用研究［J］. 甘蔗糖業(yè)，2015，2（1）：52-56.

［5］DOHERTY W O S， RACKERMANN D W， 張建珍. 蔗汁澄清中磷酸鈣的一些化學(xué)作用機(jī)理［J］. 廣西糖業(yè)，2012，12（4）：44-50.

［6］梁運(yùn)江，謝修鴻，許廣波. 磷鉬藍(lán)比色法合適工作波長(zhǎng)及線性范圍的探討［J］. 中國(guó)環(huán)境檢測(cè)，2007，23（2）：35-37.

（本篇責(zé)任編校：鄧丹丹）

Ammonium Molybdate Spectrophotometric Method for the Determination of Phosphate Content in Sugarcane Juice

ZHANG Lin
（School of Food Science and Engineering， South China University of Technology， Guangzhou 510640）

Ammonium molybdate spectrophotometric method was adopted for the determination of phosphate content in sugarcane juice. We investigated detection wavelength， color development time， the amount of reaction reagents effect on the determination results. The results showed that detection wavelength was 660 nm，sulfuric acid （6.25 mol/L） amount was 0.5 mL， ammonium molybdate solution （25 g/L） amount was 2.0 mL，stannous chloride solution （50 g/L） amount was 10 drops， and color development time was 5 min. Under these conditions， the regression equation was A=0.17898C+0.00093 （r=0.9998）， which had a good linear relationship. High， medium and low samples recovery rates and RSD were all in a reasonable range. The method could be applied to the determination of phosphate content in sugarcane juice.

Ahosphate；Ammonium molybdate；Spectrophotometry；Detection

TS247

A

1005-9695（2016）05-0057-06

2016-09-11；

2016-10-21

張琳（1985-），女，漢族，研究生，助理實(shí)驗(yàn)師；E-mail：thionyl0008@163.com

引文格式：張琳. 鉬酸銨比色法測(cè)定蔗汁中磷酸鹽含量試驗(yàn)方法的改進(jìn)［J］. 甘蔗糖業(yè)，2016（5）：57-62.