Na fion-石墨烯修飾電極溶出伏安法測定巧克力中的乙基香蘭素＊

王淑敏，彭吉，譚浩南，晏湖明，郭子英

（1.山西大同大學化學與環(huán)境工程學院，山西大同 037009； 2.大同市質量技術監(jiān)督檢驗測試所，山西大同 037006)

Na fion-石墨烯修飾電極溶出伏安法測定巧克力中的乙基香蘭素＊

王淑敏1，彭吉2，譚浩南1，晏湖明1，郭子英1

（1.山西大同大學化學與環(huán)境工程學院，山西大同 037009； 2.大同市質量技術監(jiān)督檢驗測試所，山西大同 037006)

采用Na fion-石墨烯修飾電極差分脈沖溶出伏安法測定巧克力中乙基香蘭素的含量。于pH 1.98的B-R緩沖溶液中，在0.83 V電壓下將巧克力樣品溶液攪拌富集60 s，獲得一個靈敏的陽極溶出峰，峰電流與樣品溶液的質量濃度線性相關，線性范圍為2.4～8.2 μg/mL，相關系數(shù)為0.999 5，測定結果的相對標準偏差為1.60% (n=15)。乙基香蘭素的檢出限為0.076 μg/mL，加標回收率為98.60%～101.38%。該方法可用于食品中乙基香蘭素含量的測定。

差分脈沖溶出伏安法；Na fion-石墨烯修飾電極；B-R緩沖溶液；乙基香蘭素；巧克力

AbstractThe content of ethyl vanillin in chocolate was determined by differential pulse stripping voltammetry. The electrode was modi fied by Na fion-graphene composite film. The sample was added in a B-R buffer solution to form a system with pH 1.98. A sensitive anodic stripping peak was obtained with 0.83 V after being stirred and enriched for 60 s. Under optimal conditions, the value of peak current was linear with the solution concertration in the range of 2.4-8.2 μg/mL with the correlation coef ficient of 0.999 5, the relative standard deviation of the determination results was 1.60% (n=15), the detection limit was 0.076 μg/mL, and the recoveries were 98.60 %-101.38 %. The method is suitable for determination of ethyl vanillin in foods.

Keywordsdifferential pulse stripping voltammetry; Na fion-graphene composite film modi fied electrode; B-R buffer solution; ethyl vanillin; chocolate

乙基香蘭素化學名為3-乙氧基-4-羥基苯甲醛，是一種人工合成的香料，由于它具有留香持久的優(yōu)點，可以代替香蘭素用作食用香精，廣泛用于巧克力、軟飲料、調(diào)味品、奶粉、糖果、酒類飲料、烘焙食品及糖果中。如果人體大量攝入含有乙基香蘭素的食品，會感到惡心、嘔吐、頭暈等，甚至還會影響肝臟、腎臟的功能［1-2］。國家標準規(guī)定［3］，在烘培類食品中乙基香蘭素含量不得超過60 μg/kg，巧克力中不得超過250 mg/kg，酒類中不得超過100 mg/kg，奶粉中不得超過5 mg/(100 mL)。因此為了加強食品藥物衛(wèi)生安全監(jiān)督，建立乙基香蘭素的便捷檢測方法具有重要意義。

乙基香蘭素的常見測定方法有同位素稀釋液相色譜 - 質譜聯(lián)用法［4］、氣相色譜法［5］、高效液相色譜法［6-9］、紫外可見分光光度法［10-12］、高效液相色譜 -串聯(lián)質譜法［13］、伏安法結合化學計量學法［14］、發(fā)光化學法［15］，這些方法或成本太高，或所用試劑有毒而危害人的健康，或耗時長不利于快速檢測。建立一種能夠快速、簡便、無毒的方法，對乙基香蘭素進行測定是有必要的。電化學方法因具有靈敏度高、操作簡單、成本低等優(yōu)點而被廣泛使用。

Na fion是一種由全氟化磺酸酯構成的優(yōu)良陽離子交換劑，其聚合物具有傳導性、熱穩(wěn)定性好，溶解度小，對陽離子的選擇性強等特點，是一種良好的電極修飾材料［16］。石墨烯是一種新型的厚度僅為一個碳原子厚的二維晶體碳納米材料，它以二維有序蜂窩狀平面結構單獨存在，是構成各種石墨材料的基本單元，具有較高的比表面積、優(yōu)良的電學性質和良好的熱力學性能。此外，石墨烯內(nèi)部有高速運動的電子，用于修飾電極表面，能有效促進電子的轉移，因此是電化學生物傳感器的理想材料［17］。

筆者選擇Na fion-石墨烯修飾電極，用差分脈沖溶出伏安法對乙基香蘭素的含量進行測定，結果滿意。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

電化學工作站：CHI660E型，上海辰華儀器有限公司；

三電極系統(tǒng)：圓盤玻碳電極(Φ3 mm)，飽和甘汞電極，鉑針輔助電極，上海分析儀器廠；

pH計：pHSJ-4A型，上海精密科學儀器有限公司；

電子天平：FA1104型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；

數(shù)控超聲清洗器：KQ5200DE型，昆山市超聲儀器有限公司；

B-R緩沖溶液：pH1.98；

乙基香蘭素標準品：純度為99.0%，梯希愛（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司；

乙基香蘭素標準溶液：準確稱取0.100 1 g的乙基香蘭素標準品于小燒杯中，加入5 mL無水乙醇，溶解后定容至50 mL棕色容量瓶中，搖勻待用，于25℃下避光放置；

Na fion溶液：5%，美國杜邦公司，用時稀釋至0.1%；

石墨烯溶液：0.5 mg/mL，大同大學炭材料研究所：

巧克力樣品：Ritter SPORT牌，市售；

實驗所用試劑均為分析純；

實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 樣品處理

把巧克力樣品粉碎，準確稱取30.000 8 g于三角瓶中，倒入50 mL無水乙醇，在攪拌器上攪拌2 h，進行減壓抽濾，收集濾液備用。

1.3 玻碳電極的預處理

將玻碳電極在5 μm（3 000目）的砂紙上打磨光滑，然后浸泡在二次蒸餾水中超聲清洗10 min。清洗結束后，將三電極系統(tǒng)放入盛有0.01 mol/L鐵氰化鉀和0.05 mol/L硝酸鉀的混合溶液中，在電位為0.6～-0.2 V、掃描速率為40 mV/s下循環(huán)掃描，當出現(xiàn)完好的氧化峰與還原峰，且峰電位差值小于70 mV時，說明電極具有良好的可逆性，繼續(xù)循環(huán)掃描20次，使電極穩(wěn)定，以便用于修飾。

1.4 Na fion-石墨烯修飾電極的制備

取一支5 mL帶塞塑料管，清洗干凈，向其中加入0.50 mL Na fion溶液，再準確加入0.75 mL石墨烯，置于超聲清洗器中超聲30 min。用微量移液管移取20 μL復合物，并均勻滴加至活化的工作電極的表面，自然晾干，即為Na fion-石墨烯修飾電極。

1.5 儀器工作參數(shù)

富集電位：0.83 V；電沉積時間：60 s；初始電位：1.3 V；終止電位：2.7 V；平衡時間：3 s；脈沖間隔：0.5 s；脈沖寬度：4 s；脈沖幅度：0.43 V。

1.6 實驗方法

準確稱取0.100 1 g乙基香蘭素標準品，置于小燒杯中，加入5 mL無水乙醇，溶解并定容至50 mL容量瓶中，搖勻后備用。

準確移取乙基香蘭素標準溶液1.00 mL，定容于50 mL棕色容量瓶中。取上述溶液10.00 mL于棕色容量瓶中，加入5.00 mL pH 1.98的B-R緩沖溶液，混合均勻，定容至100 mL，作為被測液。

移取被測液10.00 mL于電解池中，置入電極，于0.83 V處富集60 s后，靜置3 s，然后溶出，測定并記錄相應的電流數(shù)據(jù)，根據(jù)線性方程計算相應的濃度值，再計算求得最終的乙基香蘭素含量。

2 結果與討論

2.1 電極的選擇

依照1.6實驗方法，改變電極和溶液分別進行試驗，結果見圖1。由圖1可見，修飾電極的峰電流值比裸電極的峰電流值大，空白溶液對峰電流幾乎沒有影響。故本實驗采用修飾電極。

圖1 電極疊加圖

2.2 支持電解質的選擇

按1.6實驗方法分別考察B-R緩沖溶液、HAc-NaAc緩沖溶液、KCl溶液不同電解質的影響，結果表明，當電解質為B-R緩沖溶液時，溶液的峰電流值大且峰形良好。

2.3 溶液pH的影響

固定乙基香蘭素溶液濃度和B-R緩沖溶液的體積，改變B-R緩沖溶液的pH值進行試驗。當B-R緩沖溶液的pH為1.98時，溶液的峰電流值最大且峰形較好。

2.4 線性范圍、檢出限

分別準確配制質量濃度為 0.8，1.2，1.6，2.0，2.4，2.8，3.2，3.6，4.0，4.4 ，4.8，5.2，5.8，6.4 μg/mL 的乙基香蘭素系列標準工作溶液，分別定容至100 mL容量瓶中，按1.6實驗方法測定。結果表明，峰電流I與乙基香蘭素溶液的質量濃度c在2.4～8.2 μg/mL范圍內(nèi)呈線性關系，線性方程為I=2.800 0c+64.500 0，相關系數(shù)為0.999 5。

對pH 1.98的B-R緩沖溶液做空白試驗，重復測定16次，該方法的檢出限（D=3Sb/k）為0.076 μg/mL。

2.5 精密度試驗

按1.6實驗方法測定3.8 μg/mL乙基香蘭素標準溶液，平行測定15次，測定結果見表1。由表1可知，測定結果的相對標準偏差為1.60%，表明本方法精密度良好。

表1 精密度試驗結果

2.6 加標回收試驗

在最優(yōu)實驗條件下，按照1.6實驗方法測定巧克力樣品中乙基香蘭素的含量，并對樣品進行加標回收試驗，試驗結果見表2。由表2可知，兩個濃度水平加標回收率在98.60%～101.38%之間，表明本方法測定結果準確、可靠。

表2 加標回收試驗結果

2.7 樣品測定

取巧克力樣品（標示乙基香蘭素含量為不大于180 mg/kg），以本法測定其中乙基香蘭素的含量，測定結果為150.66 mg/kg，符合預期。

3 結語

在pH 1.98的B-R緩沖溶液中，使用Na fion-石墨烯修飾電極差分脈沖溶出伏安法測得巧克力中乙基香蘭素含量，該方法操作簡單、靈敏度較高、線性關系良好。該修飾電極具有較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，可用于食品中乙基香蘭素的常規(guī)檢測。

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Determination of Vanillin in Chocolate by Na fion-graphene Modi fied Electrodes Stripping Voltammetry

Wang Shumin1, Peng Ji2, Tan Haonan1, Yan Huming1, Guo Ziying1
（1. Chemical Engineering College, Shanxi Tatong University, Datong 037009, China;2. Datong Quality Technical Supervision and Inspection Institute, Datong 037006, China)

O657.15

A

1008-6145(2017)03-0021-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.03.005

*大同市自然基金項目（2014105-3）；大同大學大創(chuàng)重點項目(2016118)

聯(lián)系人：郭子英；E-mail: zyg_2003@163.com

2017-05-15